Петр Образцов - Мир, созданный химиками. От философского камня до графена

• Название: Мир, созданный химиками. От философского камня до графена
• Автор: Петр Образцов
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-389-02734-3

Петр Образцов, кандидат химических наук, известный научный обозреватель и автор нескольких книг, утверждает: сегодня без химии представить себе наш мир просто невозможно. В своей увлекательной книге он рассказывает об алхимиках и великом Менделееве, о том, почему сладкое — сладко, а горькое — горько, что такое ферменты и микроэлементы, как создавались яды и боевые отравляющие вещества, как была обнаружена радиоактивность и что такое графен.

В этих историях о химии много юмора и знания человеческой природы, а потому они интересны всем — и людям, далеким от науки, и тем, кто связал с ней свою жизнь.

---

Однако ТЭС чрезвычайно ядовит, потому что свинец в этом веществе находится в отлично усвояемой органической форме, а не в виде, скажем, куска металла. Проблема ядовитости ТЭС усугубляется его летучестью, так что надышаться ядовитым свинцовым паром при заливке бензина с ТЭС в бак ничего не стоит. Еще хуже обстояло дело, когда шоферы были вынуждены отсасывать ядовитый бензин из баков, чтобы на трассе Якутск — Магадан поделиться с незадачливым товарищем, не полностью заправившимся топливом перед путешествием. Раньше на наших заправках даже висел грозный плакат «Этил — яд!», но как не помочь коллеге, который может и замерзнуть. Отравление ТЭС может быть и хроническим, и скоротечным, прежде всего поражается нервная система, происходит расстройство психики, в конце концов коллапс и exitus letalis. Именно из-за использования ТЭС крайне не рекомендуется собирать грибы-ягоды вблизи автомобильных магистралей, весь свинец переходит в выхлоп и осаждается на обочине.

Нестойкий яд и стойкий Распутин

Подлинного расцвета искусство приготовления ядов достигло тогда, когда ими всерьез заинтересовались военные. Мы уже говорили о химическом оружии, но кое-что можно добавить. Наибольшее количество человек, умерших в результате химического отравления за всю историю человечества, погибли из-за другого изобретения замечательных германских химиков — «Циклона Б». Собственно говоря, они изобрели не синильную кислоту HCN, а предложили новый способ ее применения. Сама кислота в чистом виде была получена, как уже отмечалось, шведским химиком Карлом Шееле в 1782 году. Он и умер, попробовав это вещество на вкус. Неудобства с хранением, перевозкой и использованием газообразных веществ очевидны, и изобретатели «Циклона Б» нашли подходящий адсорбент для этой газообразной кислоты — пористые гипсовые гранулы. Эти гранулы с поглощенной кислотой упаковывались в жестяные банки и отправлялись по месту использования — в «газвагены» фашистских концлагерей, специальные помещения для умерщвления заключенных. При нагревании банки выделялась газообразная кислота, которая способствовала «окончательному решению еврейского вопроса» в нацистской Германии. Разумеется, не только еврейского — еще и цыганского, и славянского, и антифашистского вопросов. Об этом мы еще поговорим в главе 12.

Но есть в мире справедливость. Негодяи Гиммлер, Геринг и сам Гитлер покончили жизнь самоубийством, отравившись солями этой же синильной кислоты — цианидами. Чуть-чуть раньше цианидами пытались отравить авантюриста и фаворита императорской семьи Григория Распутина (1864–1916). Отравители использовали посыпанные порошком цианистого калия кремовые пирожные. Несмотря на то что сластена Распутин съел несколько штук этих пирожных, яд на него практически не подействовал, и заговорщикам пришлось застрелить «Гришку». Потом его, как выяснилось впоследствии, все еще живого бросили под лед реки Мойки. Ошибка отравителей состояла в незнании химии. Дело в том, что цианиды вступают в реакцию с сахаром, содержащимся в креме пирожных, а сахар переводит яд в безвредную форму. Поэтому с давних пор при опасности отравления цианидами на каком-нибудь аристократическом обеде возможным жертвам рекомендовалось держать за щекой кусочек сахара. Если сказать более точно, то под действием желудочного сока сахар распадается на фруктозу и глюкозу, а глюкоза взаимодействует с синильной кислотой и цианидами с образованием нетоксичного циангидрина глюкозы:

Впрочем, в истории убийства Распутина есть и другая теория: цианистый калий был насыпан задолго до прихода «Гришки» и успел гидролизоваться во влажном петербургском воздухе.

KCN + H2O = KOH + HCN

А летучая синильная кислота улетела. Эта кислота содержится в семенах миндаля, абрикоса, персика, вишни и некоторых других растений, но, чтобы отравиться (чего делать, вообще-то говоря, не надо), нужно съесть около сотни очищенных ядрышек абрикоса. Это было известно еще древнегреческим жрецам, которые наловчились извлекать кислоту из косточек и листьев персика. Тогда же возникло выражение «персиковая казнь».

Великий ДДТ

Самым знаменитым ядовитым веществом, применение которого было запрещено через несколько десятилетий после открытия, был ДДТ — дихлордифе-нилтрихлорметилметан, или, как раньше говорили, просто дуст. Синтезированный еще в позапрошлом веке, ДДТ оказался прекрасным инсектицидом — он исправно уничтожал мух, малярийных и обычных комаров, вшей и саранчу. В 1948 году химик Пауль Мюллер за открытие инсектицидного свойства ДДТ получил Нобелевскую премию. Использование ДДТ привело к поразительным результатам. Например, в итальянском Неаполе впервые была остановлена зимняя эпидемия тифа, разносчиками которого являются вши. В Индии в 40-е годы прошлого века от малярии умирало до 3 миллионов человек в год, после применения ДДТ — ни одного. В этой же стране уничтожение москитов с помощью ДДТ избавило индийцев от лейшманиоза, крайне опасного заболевания. По некоторым оценкам, использование ДДТ спасло жизнь около 500 миллионов человек. Химики всегда знали, что на теплокровных, включая человека, оно не действует — по крайней мере в тех концентрациях, которые используются при борьбе с насекомыми. Так что помещение ДДТ в эту главу, казалось бы, не совсем уместно.

Однако в начале 60-х годов прошлого века появились первые свидетельства о накоплении ДДТ в организмах различных живых существ. После распыления над «малярийным» водоемом это вещество, убивая личинки разносчиков болезни, поглощается и микроорганизмами, например фитопланктоном. Фитопланктоном питаются всякие рачки, а рачками — рыбы. Понятно, что рыбу ест в основном человек. На каждой стадии перехода ДДТ из одного организма в другой его концентрация возрастает обычно в 10 раз, соответственно в филе трески находится уже в 10 тысяч раз больше ДДТ, чем было в личинках. Это уже очень много, и биологи быстро установили, что и снижение плодовитости некоторых птиц, и прямое отравление различных видов животных и людей связано с ДДТ.

Поэтому вскоре использование ДДТ было запрещено. Сначала в Новой Зеландии, потом в СССР и во многих других странах. Экологи торжествовали победу, запрещение ДДТ стало первой победой зеленых над проклятой «химией» и зловредными учеными, стремящимися загрязнить наши чистейшие реки и озера, зеленые поля и голубое небо. И тут вдруг — кто бы мог подумать! — в Узбекистане и Малайзии объявилась малярия, в Сибири — клещевой энцефалит, а в Индии — старый знакомый лейшманиоз. И не просто появились — вспышки этих заболеваний, особенно малярии, в первые же годы после запрета ДДТ унесли сотни тысяч жизней. А к сегодняшнему времени количество жертв борцов за чистоту природы составило несколько миллионов человек. Гораздо больше, чем погибло бы из-за поедания рыбки с этим инсектицидом.

Экологи выяснили, что после обработки ДДТ колоний чаек в Калифорнии произошла инверсия пола: из яиц появлялось в 4 раза больше самочек, чем самцов. Конечно, это ужасно. У меня нет окончательного ответа, надо ли продолжать использовать ДДТ для предотвращения гибели миллионов людей или же строго-настрого запретить это делать, только бы бедные самочки не страдали от недостатка самцов. В качестве первого приближения можно посоветовать опрыскивание эмульсиями ДДТ опасных в эпидемиологическом отношении водоемов, а колонии чаек оставить в покое.

Ядовитая помойка

Человек очень часто сам создает себе проблемы. Яркий пример тому — мусорные свалки, красиво именуемые полигонами.

Захоронение твердых бытовых отходов на полигонах предполагало создание довольно сложных конструкций, исключающих попадание этих отходов в грунтовые воды, вымывание их дождем и возгорание. Однако в большинстве случаев наши полигоны — обыкновенные свалки, слегка присыпаннные землей. Отходы склонны к самопроизвольному возгоранию, частенько их намеренно поджигают, и при этом в воздух могут выделяться чрезвычайно ядовитые, смертельно опасные химические соединения. Их источник — полимеры, которые мы выбрасываем в мусорные ведра: полиэтиленовые пакеты, различные поливинилхлоридные пленки и одноразовая посуда, пластиковые бутылки, обувь на синтетической подошве и так далее. При горении полимеров образуются хлороводород HCl, пресловутые диоксины и даже синильная кислота HCN.

Всё это вещества первого, высшего класса опасности, раньше они использовались как компоненты химического оружия.

По сравнению с дымом от горящих свалок гарь от горящих лесов и торфяников — детские игрушки. При интенсивном горении свалки в воздух поднимаются к тому же и мелкодисперсные соединения тяжелых металлов, в изобилии присутствующие в отходах и также чрезвычайно опасные. Надо иметь в виду, что при первых же признаках появления дыма от горящих свалок — а в России множество людей живут рядом с огромными помойками — надо сразу же закрыть все окна и по возможности не покидать помещение.