Книга по химии для домашнего чтения

Мы живем в мире простых и самых сложных химических веществ. Одни из них совершенно необходимы для жизни человека, а другие смертельно опасны, но без них нельзя создать лекарства и новые материалы. Есть и такие вещества, воздействие которых на живое определяется дозой: в малой дозе они полезны, а в большой — вредны. Этот раздел — попытка авторов вручить читателю компас в мире окружающих нас веществ.

7.1. ОТКУДА БЕРЕТСЯ КИСЛОРОД?

Ежегодно десятки миллиардов тонн кислорода расходуются на дыхание людей и животных, на нужды промышленности, которые все растут. А кислорода в воздухе пока практически не становится меньше.

Считают, что зеленые растения в результате фотосинтеза выделяют почти шесть тонн кислорода на каждую тонну кислорода, израсходованную на их дыхание. Причем 80% кислорода передают в атмосферу водоросли морей и океанов, так называемый фитопланктон, и лишь 20% — наземные растения. Поэтому-то океан часто и называют легкими Земли. В фитопланктоне, составной частью которого являются сине-зеленые водоросли, протекает реакция фотосинтеза:

Из диоксида углерода CO₂ и воды образуется глюкоза C₆H₁₂O₆, а «нежелательный» кислород O₂ выделяется в атмосферу. Энергия, необходимая для осуществления этого синтеза, передается фитопланктону солнечным светом (см. 5.1).

7.2. ПОЛЬЗА ПЕРОКСИДА

Пероксид водорода H₂O₂, вернее, его водный 3%-й раствор, известен как кровоостанавливающее средство при травмах кожи. Знаете ли вы, что его предлагают использовать и в более тяжелых случаях, как средство для лечения открытых ран?

При лечении открытых ран H₂O₂ служит для обогащения крови больного кислородом O₂ непосредственно возле поврежденного места тела:

После хирургической обработки раны пациенту делают инъекции 0,01%-го водного раствора пероксида водорода, вводя его в артерии, снабжающие кровью поврежденный орган или участок тела (см. 6.23).

7.3. СМЕРТЕЛЬНЫЙ СМОГ

В 1952 г. в Лондоне погибло от смога в течение трех-четырех суток более 4000 человек. В 1963 г. смог, опустившийся на Нью-Йорк, убил 350 человек. Постепенно гибнет под подушкой коричневого смога мегаполис Мехико.

Термин «смог» — производное от английских слов «смоук» (дым) и «фог» (туман). Смог образуется преимущественно над большими городами в результате действия солнечного света на воздух, загрязненный выбросами углеводородов, оксидов азота и других продуктов сгорания топлив в автомобильных двигателях, на тепловых и силовых станциях. Смог представляет собой туман с голубоватой дымкой, содержащий вредные для человека вещества: диоксиды азота NO₂ и серы SO₂, монооксид углерода СО и альдегиды. Смог поражает прежде всего слизистые оболочки глаз и дыхательных путей человека и животных. При больших концентрациях он действует удушающе. Потери урожаев сельскохозяйственных культур и природной растительности при систематическом действии смога оцениваются более чем в 1 млрд. долларов ежегодно, и цифра эта с каждым годом возрастает.

7.4. СТРАШНЫЙ БЕНЗПИРЕН

В последние 10–15 лет число заболеваний раком легких приблизилось к числу заболеваний раком желудка.

Считают, что вероятность заболевания раком легких на 70–80% зависит от внешней среды, от увеличения в воздухе канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, и прежде всего одного из наиболее опасных канцерогенов — бензпирена.

Бензпирен образует светло-желтые кристаллы. Попадание нескольких капель его спиртового раствора на кожу мыши вызывает в течение трех месяцев развитие раковой опухоли. Бензпирен присутствует в табачном дыме, в воздухе больших городов (см. 7.3). Главный его источник — автомобильный транспорт. Особенно много его выделяется с выхлопными газами автомобилей во время торможения, разгона, при работе двигателя на холостом ходу. Бензпирен содержится в дыме, образующемся при сжигании опавшей листвы. Во многих городах концентрация бензпирена в воздухе давно превысила в несколько раз предельно допустимые дозы, отсюда и рост пролонгированной смерти людей.

7.5. КАК ДЫШИТ ВОДОЛАЗ?

Известно, что водолазы-аквалангисты, выполняя работы на большой глубине, дышат не сжатым воздухом и не чистым кислородом, а кислородно-гелиевой смесью. Почему?

Газы, которые служат для обеспечения дыхания, при росте давления изменяют свою биологическую активность, причем каждый газ проявляет новые свойства, часто вредные для организма. Наш организм нуждается в постоянном притоке кислорода. Если содержание O₂ при обычном давлении ниже 16%, то наступает явление кислородного голодания, вызывающего внезапную потерю сознания. Если же дышать чистым O₂, то через двое-трое суток даже у совершенно здоровых людей наступает отек легких. При увеличении давления это явление наступает гораздо раньше: уже примерно через два часа на глубине 10–15 м при дыхании чистым кислородом могут наступить судороги, полная потеря сознания. Поэтому по мере увеличения глубины и, следовательно, степени сжатия вдыхаемого воздуха содержание в нем кислорода должно снижаться. Например, на глубине 100 м во вдыхаемой смеси допускается не более 2–6% O₂, а на глубине 200 м — всего 1–3% O₂. Весь остальной объем смеси занимает газ-разбавитель. В земной атмосфере таким газом-разбавителем служит азот. При нормальном давлении он инертен к нашему организму. Однако при погружении водолаза на глубину 40–60 м азот вызывает у человека «азотный наркоз», сходный с алкогольным опьянением (см. 7.9): нарушение критического мышления, беззаботное отношение к собственной безопасности, веселое настроение. Были случаи, когда подобное азотное опьянение приводило к гибели водолаза.

Хорошим разбавителем кислорода оказался гелий He — химически инертный газ, не имеющий ни вкуса, ни цвета, ни запаха. Гелий безвреден для человека и не вызывает при большом давлении наркотических явлений. Впрочем, есть у гелия один изъян: сжатый гелий делает человеческую речь неразборчивой, похожей на паническое утиное кряканье. Кроме того, гелий из-за высокой теплопроводности при резких движениях гидронавтов в подводном доме может вызвать переохлаждение тела (см. 5.83).

7.6. ВДОХ И ВЫДОХ

Мы более или менее точно знаем, что вдыхает человек. А что он выдыхает?

В составе выдыхаемого человеком воздуха кроме диоксида углерода CO₂, азота N₂ и неизрасходованного кислорода O₂ присутствуют в небольшом количестве вещества, образовавшиеся в результате сложных биохимических реакций, протекающих в нашем организме: углеводороды, спирты, аммиак NH₃, муравьиная HCOOH и уксусная CH₃COOH кислоты, формальдегид HCHO и даже ацетон (CH₃)₂CO. На высоте 10 км в сильно разреженном воздухе в выдыхаемом газе резко возрастают концентрации аммиака, аминов, фенола C₆H₅OH, ацетона и даже появляется сероводород H₂S.

7.7. КОГДА КИСЛОРОД ВРЕДЕН?

На живые организмы токсическое воздействие оказывает не молекулярный кислород O₂, а его производные: озон O₃, возбужденные молекулы кислорода O*₂, радикал гидроксил ОН (см. 3.53), атомарный кислород О, радикал гидропероксид HO₂, ион-радикал надпероксид O₂^-.

Все эти частицы образуются в результате тех или иных фотохимических реакций. Например, диоксид азота NO₂, входящий в состав выхлопных газов автотранспорта и газовых выбросов заводов, разлагается под действием света (hν) на монооксид азота NO и атомарный кислород О, а последний с кислородом образует озон:

Диоксид азота, взаимодействуя с влагой воздуха, превращается в смесь двух кислот: азотной HNO₃ и азотистой HNO₂:

Азотистая кислота под действием света выделяет гидроксил:

Активные формы кислорода действуют на живые организмы и их биологические формы разрушительно. Кстати, теперь объясняют возникновение лучевой болезни образованием активных форм кислорода при разложении воды организма под действием ионизирующих излучений:

Очевидно, что встреча живого организма с активными формами кислорода, входящими, между прочим, в состав смога (см. 7.3), не сулит ему ничего хорошего.

7.8. ХУДОЙ ЗОНТИК

Надежно ли защищает озоновая оболочка Земли от смертоносного ультрафиолетового излучения все живое?

Толщина слоя озона O₃ в стратосфере в 30 м — гипербола. Его распределение по высоте неравномерно. Наибольшая концентрация озона наблюдается на высоте 15–25 км. На этой высоте солнечная радиация (hν) «дробит» молекулы кислорода O₂ на атомы, которые и образуют озон:

Если собрать весь озон, находящийся в атмосфере, и опустить его до поверхности Земли, то при давлении в 0,1 МПа и температуре 25°C получится слой озона всего в 3 мм.

Озоновая оболочка Земли химически неустойчива и может местами утончаться от воздействия ряда веществ. Первая гипотеза появления озоновых «дыр» предполагала возможность разрушения озона под действием фреонов — фторуглеродных соединений, например дифтордихлорметана CCl₂F₂, которые широко применяются в качестве теплоносителя в холодильных агрегатах и газа-разбрызгивателя в аэрозольных баллончиках. Фреоны, а также другие многотоннажные вещества, содержащие хлор (CCl₄, C₂H₄Cl₂ и др.), подвергаются фотодиссоциации под действием солнечного излучения (hν):

Затем атомы хлора, взаимодействуют с озоном, а образовавшаяся молекула-радикал ClO еще и препятствует появлению озона:

Вторая гипотеза предполагает участие в разрушении озона клатратов — твердых соединений газов с водой (см. 5.11, 5.12). В стратосфере при минус 60–90°C озон может превращаться в клатрат, например O₃∙5,75Н₂O, который механически выносит озон из стратосферы. В слоях более близких к поверхности Земли, где температура выше, такой клатрат распадается на кислород и воду.

Эти причины привели, видимо, к существенному уменьшению концентрации озона над Антарктидой, где динамический режим атмосферы собрал большую массу разрушителей озона. В заключение заметим, что озон не только поглощает биологически активную часть ультрафиолетового излучения Солнца, но и принимает участие в формировании теплового режима поверхности нашей планеты. Он задерживает уходящее от Земли тепло в тех спектральных интервалах («окна прозрачности»), где CO₂ и H₂O поглощают это тепло плохо.

7.9. ВЕСЕЛЯЩИЙ ГАЗ

Монооксид диазота N₂O употребляют в больницах как наркотический газ. Каковы последствия вдыхания этого газа?

Монооксид диазота N₂O, известный в прошлом столетии больше под названием «веселящий газ», обладает слабым приятным запахом и сладковатым вкусом. В смеси с воздухом он действует на человека по-разному. Все зависит от возраста, концентрации N₂O и принятой дозы. Вот как описывает действие газа американский химик Вудхауз (см. 2.46): «Я дал вдохнуть… Генри Латробу, 14 лет от роду. Через минуту я мог наблюдать его действие. Генри двигался по лаборатории прыжками, высоко поднимая ноги… Господин Томас Люис впал в ужасный гнев. Он схватил меня за шиворот, дергал за галстук, оторвал воротник, бегал по комнате и лез со всеми в драку… У. Тейлор упал в обморок, длившийся несколько минут».

7.10. РИСКОВАННЫЙ ОПЫТ РОЗЬЕ

Французский химик XVIII в. Пилатр де Розье заинтересовался, что будет, если вдохнуть водород: до него этого никто не пробовал. А что было дальше?

Не заметив сначала никакого эффекта, Розье решил убедиться, проник ли водород в легкие. Еще раз глубоко вдохнув водород, он выдохнул его… на огонь свечи. Водород был, конечно, смешан с воздухом, и произошел взрыв! Розье впоследствии писал: «Я думал, что у меня вылетят все зубы вместе с корнями». Тем не менее он остался доволен результатом опыта, который едва не стоил ему жизни.

7.11. ГЕЛИЙ-ИНДИКАТОР

Знаете ли вы, что в воздухе угольных пластов, готовых к внезапному разрушению, повышается содержание этана C₂H₆ и пропана C₃H₈?

Определяя состав шахтных газов, можно заблаговременно узнать о том, что пребывание в шахтах стало опасным. Есть и еще более точный метод: оказалось, что состав примеси различных изотопов (см. 4.60) гелия, Не-3 и Не-4, в шахтном воздухе меняется, когда вблизи появляются глубинные геологические деформации, например трещины или пустоты, заполненные взрывоопасными газами. Если изменение соотношения изотопов Не своевременно обнаружено, то становится возможным изолировать деформации или прекратить все работы. Изотопный способ универсален и пригоден для предотвращения несчастных случаев не только в угольных, но и в соляных и рудных шахтах.

7.12. МОРОЗ-ВЗРЫВАТЕЛЬ

Верно ли, что холод способствует взрывам в угольных шахтах?

Жидкие включения метана CH₄ и диоксида углерода CO₂ при падении давления склонны бурно вскипать, разрушая пласты горной породы. Поскольку сжижение газов идет тем легче, чем ниже температура угля, то подобные катастрофы в неглубоких выработках в холодную погоду наиболее вероятны.

7.13. ПОБЕДА ДЭВИ

В 1812 г. на шахте Феллинга в Англии, вблизи г. Ньюкэстл, взрывом метана CH₄ («рудничный газ») за несколько секунд было убито более 100 шахтеров, сотни остались калеками. Правительство обратилось за помощью к химику Дэви (см. 2.44). После долгих экспериментов, проведенных совместно с Фарадеем (см. 2.45), во время которых Дэви неоднократно повреждал лицо и руки осколками взрывающихся стеклянных сосудов, они предложили простую конструкцию шахтерской масляной лампы, не вызывающей в шахтах взрыва смеси метана с воздухом.

Дэви окружил пламя лампы металлической сеткой. Газ проникал вместе с воздухом через сетку к пламени, взрывался и тушил лампу, но через металлическую сетку взрыв из лампы не передавался наружу. Сетка охлаждала продукты взрыва до такой температуры, при которой воспламенение метана за пределами лампы становилось невозможным.

Дэви предложили взять патент на его изобретение, и он смог бы получать огромные доходы, но он отказался, заявив, что «лучшим вознаграждением за его работы будет сознание того, что я сделал добро мне подобным».

В угольных районах Англии Дэви стал наиболее популярным человеком. Благодарные шахтовладельцы подарили ему серебряный сервиз стоимостью 2500 фунтов стерлингов, а принц-регент даровал Дэви звание баронета.

7.14. ТРАГЕДИЯ САЛАНГА

Дорога через известный всему миру перевал Саланг в Афганистане представляет собой горный тоннель длиной более 4 км. В тот день из-за сильного снегопада много советской и афганской техники скопилось с двух сторон тоннеля. Начальник тоннеля вместо того чтобы установить одностороннее движение, разрешает колоннам автомашин движение с двух сторон тоннеля. В центре тоннеля неожиданно сталкиваются две машины, возникает затор, в который попадает еще около ста машин. Водители двигатели не глушат, так как знают, что из-за «севших» аккумуляторов снова им двигатели не завести. От работающих дизелей в тоннеле постепенно скапливаются монооксид углерода СО (угарный газ), диоксид азота NO₂ и другие вредные продукты сгорания топлива. Один за другим находящиеся в тоннеле люди теряют сознание и умирают.

Монооксид углерода СО — бесцветный газ, без запаха и вкуса. Уже при концентрации этого газа 2 мг в 1 л воздуха у человека наступают потеря сознания и смерть: монооксид углерода вытесняет кислород из гемоглобина крови, нарушая тканевое дыхание, одновременно он поражает центральную нервную систему.

7.15. КАК ПОГИБ ЭКИПАЖ «МАЛЬБОРО»?

В 1890 г. парусник «Мальборо» с экипажем в 23 человека вышел из Новой Зеландии в Англию. Командовал кораблем капитан Хид, опытный моряк. Последний раз «Мальборо» видели вблизи Огненной Земли. В Англию парусник не прибыл. Считали, что корабль погиб в штормах, свирепствующих в этом районе. Спустя 23 года, в 1913 г., близ Пунта-Аренас у берегов Огненной Земли парусник увидели снова. Когда поднялись на его борт, то обнаружили странную, необъяснимую картину. Корабль оказался невредимым, но от экипажа остались одни скелеты, покрытые остатками одежды. Один скелет — у штурвала, десять — на вахте у своих постов, трое — на палубе у люка, шесть — в кают-компании. Казалось, людей сразила какая-то внезапная напасть. Вахтенный журнал был покрыт плесенью, и записи в нем были неразборчивы. Часть экипажа исчезла. Полагают, что в районе движения корабля произошло извержение подводного вулкана, выбросившего из воды большое количество ядовитых газов: монооксида углерода, дициана (CN)₂, циановодорода HCN. Облако газа накрыло корабль и вызвало мгновенную смерть почти всего экипажа.

7.16. ЗЕЛЕНЫЙ ТУМАН

Применение немецкими войсками в первую мировую войну хлора в качестве отравляющего вещества было неожиданным. Вначале для химической защиты кустарно изготовляли маски из марли, пропитанной водным раствором тиосульфата натрия Na₂S₂O₃, который реагирует с хлором Cl₂ в соответствии с реакцией

Образующиеся сульфат натрия Na₂SO₄, сера S и хлороводород HCl оставались во влаге марли и не попадали в легкие человека.

Когда немцы стали применять кроме хлора и другие отравляющие вещества: хлорпикрин, иприт, адамсит и др., — то наши маски перестали спасать солдат. Однако скоро в России были изобретены и стали широко использоваться противогазы Куманта—Зелинского—Авалова. Инженер Кумант предложил резиновую маску, к которой прикреплялся сам противогаз, а химик Зелинский (см. 2.37) внес оригинальную идею: использовать активированный березовый уголь как абсорбент. Инженер Авалов изобрел клапан, и дышать в противогазе стало несравненно легче.

Газообразный хлор оказывает сильное раздражающее действие на глаза и легкие человека: при концентрации более 2 мг хлора на 1 л воздуха быстро наступает смерть. Для борьбы с хлором химики предложили «антихлор». Это название дали веществам, легко вступающим в реакцию с хлором и обезвреживающим его. Кроме тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ к антихлорам относят сульфит натрия Na₂SO₃, гидросульфит натрия NaHSO₃, аммиак NH₃, пероксид водорода H₂O₂. C первыми двумя веществами хлор взаимодействует в присутствии воды с образованием сульфата натрия и хлороводорода:

Реакции хлора с аммиаком и пероксидом водорода протекают с выделением соответственно азота N₂ и кислорода O₂:

Антихлор применяют как дегазирующее средство при утечке хлора, а также для устранения его разрушающего действия при отбеливании тканей из натуральных волокон.

7.17. БИОГАЗ

Жизнедеятельность человека связана с образованием большого количества бытовых и промышленных отходов, чаще всего животного и растительного происхождения, которые носят название биомассы. Если биомассу систематически не перерабатывать, то в ней будет погребено все население Земли. Биомасса заключает в себе большие запасы энергии. В отсталых странах ее варварски уничтожают простым сжиганием, загрязняя при этом атмосферу. Но биомассу можно превратить в полезное для человека сырье, если ее перерабатывать в специальных установках без доступа воздуха при помощи анаэробных бактерий, разлагающих биомассу с образованием биогаза. Биогаз состоит главным образом из метана CH₄. Многие водяные растения, водоросли, засоряющие каналы и водоемы, отходы древесины могут быть использованы для получения биогаза, производство которого быстро растет во всех странах: например, в Китае у населения имеется более 4 млн. небольших генераторов биогаза. Остаток от переработки биомассы содержит много азота и может служить ценным удобрением, а сам биогаз используют для отопления, приготовления пищи, для получения электроэнергии.

7.18. ДЕФИЦИТ ПРЕСНОЙ ВОДЫ

Много ли пресной воды нужно человеку? И хватит ли ее растущему населению Земли?

Чтобы выжить, человеку требуется около 1,5 л воды в сутки. На бытовые нужды один человек расходует от 200 до 600 л воды. Много ее потребляет промышленность. Например, для выплавки 1 т стали нужно до 200 м³ воды, а для выпуска 1 т бумаги требуется почти 20 000 м³ воды.

Боды на Земле много — 1,4 млрд., км³, но из этого количества только 35 млн. км³, или 2,5%, приходится на долю пресной воды. Однако большая ее часть, 24 млн. км³, находится в форме ледников и снежного покрова Антарктиды, Гренландии и Арктики, а также в подземных запасах. В реках и озерах, основных источниках пресной воды, сосредоточено всего 95 000 км³, или 0,007%, от общих запасов воды на Земле. Таким образом, ресурсы пресной воды очень ограниченны и более чем любой другой фактор определяют предельную численность населения конкретного региона. Пресная вода становится критическим ресурсом, который вскоре положит верхний предел экономического развития некоторых стран. Благоразумие требует, чтобы любое государство научилось управлять запасами пресной воды.

7.19. МЕТАГИДРОКСИД ПРОТИВ БАКТЕРИЙ

Для какой цели при очистке воды перед ее фильтрованием в нее вводят сульфат алюминия?

Сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃, растворяясь в воде, вступает в реакцию с содержащимся в ней гидрокарбонатом кальция Ca(HCO₃)₂:

В результате этого взаимодействия в осадок выпадает метагидроксид алюминия AlO(OH) в виде хлопьевидного вещества, захватывающего находящиеся в воде примеси, в том числе и мелкие взвешенные частицы, придающие воде желтоватый оттенок. Осадок поглощает также и большую часть бактерий; сорбирует примеси и бактерии и осадок сульфата кальция CaSO₄, выпадающий вместе с AlO(OH).

7.20. ВЫСОТНЫЙ СИНДРОМ

В горах зону выше 8000 м называют «летальной». «Выжить — единственное слово, которое подходит для описания состояния и поведения человека на этой высоте, где он может пробыть три-четыре дня почти исключительно за счет своих внутренних ресурсов. Как же удается альпинистам покорять вершины-восьмитысячники?

Специалисты, изучавшие воздействие больших высот на человека, считают, что высокогорье можно разбить на несколько условных зон, в границах которых происходят те или иные изменения в организме. Высоты до 5400 м — это зона полной акклиматизации. Здесь отдых и полноценное питание полностью восстанавливают силы. Зона неполной акклиматизации простирается до 6000 м. Еще выше, до 7000 м, идет зона адаптации, где полное восстановление жизненных сил еще возможно, но на короткое время. И, наконец, на высоте 8000 м в зоне частичной, временной адаптации, энергетический баланс организма становится отрицательным. Здесь люди могут находиться до тех пор, пока не исчерпают свои внутренние резервы.

Вдыхание очень сухого горного воздуха намного увеличивает потери влаги через легкие, а обезвоживание организма сильно сказывается на работоспособности и состоянии альпиниста. Поэтому на больших высотах рекомендуют пить до 4–5 л воды в сутки. При обильном потоотделении теряются не только вода, но и минеральные вещества, что компенсируется введением минеральных солей в питьевую воду. Рационы высотных экспедиций включают кислые продукты, так как они повышают индивидуальный «высотный потолок» человека.

7.21. ОПЬЯНЯЮЩАЯ ВОДА

«От двух стаканов этой воды происходит опьянение, за которым следует глубокий сон», — писал о минеральной воде «Нарзан» в 1874 г. путешественник Яков Рейнего.

Путешественник, оставивший нам столь яркий отзыв о «Нарзане», был чрезмерно впечатлителен. Минеральные воды обладают лечебными, в том числе и успокоительными свойствами. Они содержат, как правило, катионы натрия Na⁺ , кальция Ca²⁺ и магния Mg²⁺ и хлоридные Cl^-, сульфатные SO₄^2- и гидрокарбонатные HCO₃^- анионы. Кроме того, минеральная вода насыщена диоксидом углерода CO₂, который делает воду более приятной на вкус, лучше утоляющей жажду. Но сам CO₂ не всегда приятен. В 1986 г. на берегах озера Ниос (Камерун) в результате выброса со дна озера колоссального количества глубинного CO₂ погибло более 1700 человек.

7.22. ОТКУДА БЕРУТСЯ СОЛЕНЫЕ И КИСЛЫЕ ДОЖДИ?

Известно, что при ветре с моря в воздухе ощущается присутствие соли, попадающей в атмосферу с брызгами морской воды. Связь соленых ветров с солеными дождями очевидна. Одна дождевая капля массой 50 мг «вымывает» соль из почти 16 л воздуха, а 1 л дождя растворяет в себе соль, содержащуюся в 300 м³ воздуха. Только за счет штормовых ветров из океана в воздух попадает 27 млрд., т солей в год. Значит, за 80 лет на 1 км² суши с дождями поступает свыше 1000 т растворенных солей.

Кислотными дожди называют только в том случае, если значение pH (см. 7.26) дождевой воды станет меньше 5,6. Кислотность дождей вызвана и появлением в атмосфере во все возрастающем количестве диоксида серы SO₂ и диоксида азота NO₂, которые содержатся в продуктах сгорания топлива (нефти, угля, газа, дров) и выбросах нефтеперерабатывающих, металлургических, химических заводов, автомобильного транспорта. Диоксид серы и диоксид азота, соединяясь с кислородом и влагой воздуха, превращаются в серную и азотную кислоты:

которые вместе с дождями выпадают на землю. Поэтому водородный показатель дождевой воды становится равным 3–4 и даже 2. Это уже не вода, а столовый уксус!

7.23. «ОРОШЕНИЕ» ОРГАНИЗМА

Знаете ли вы, что в человеческом организме примерно 35 л жидкости непрерывно осуществляют «орошение» тела?

В этот объем входит 5 л крови, 2 л лимфы, 28 л внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Кроме того, в органах человеческого тела циркулирует еще около 9 л жидкостей разного состава: 1,5 л слюны, 2,5 л желудочного сока, 1 л желчи, 0,7 л панкреатического и 3 л кишечного сока. В нашем организме есть еще спинномозговая и мозговая жидкости (около 0,1–0,2 л). Естественно, что все эти жидкости — водные растворы неорганических и очень сложных органических веществ.

7.24. «СЕРЕБРЯНАЯ» И «СВИНЦОВАЯ» ВОДА

«Серебряная вода» — это взвесь мельчайших частиц серебра Ag в воде. Она образуется при хранении воды в серебряных сосудах или вообще при контакте воды с серебряными изделиями. Частицы серебра в такой воде уже при концентрации 10^-6 мг/л обладают антисептическими свойствами, т. е. убивают микроорганизмы.

В IV в. до н.э. войска Александра Македонского вторглись в Индию. На берегах р. Инд в войске разразилась эпидемия желудочно-кишечных заболеваний, которая, как ни странно, не затронула ни одного военачальника. Оказалось, что простые воины пользовались оловянной посудой, а их командиры — серебряной. Невесомых количеств растворенного серебра оказалось достаточным для дезинфекции воды и пищи… «Святую воду» тоже «серебрят» с помощью церковной утвари (серебряные чаши, кресты). Она долго хранится и не портится. Если в вашем доме есть серебряная ложка или другой серебряный предмет, то вы сможете приготовить «серебряную воду» и убедиться в ее полезных свойствах.

Наилучшим бактерицидным действием обладают активированные угли, на поверхности которых выделялось серебро путем восстановления катионов серебра Ag⁺ при помощи растворов формальдегида HCHO (см. 6.55) или тартрата калия-натрия KNa(C₄H₄O₆)∙4Н₂O:

Выделившиеся мельчайшие частицы серебра закреплялись на поверхности угля, а в растворе оставались муравьиная HCOOH (см. 3.31) и азотная кислоты.

«Свинцовая вода», или, иначе, свинцовая примочка, — это 2%-й водный раствор основного ацетата свинца Pb(OH)(CH₃COO), наиболее распространенное средство первой помощи при ушибах. Поскольку такой раствор обладает высокой теплоемкостью, он оказывает охлаждающее действие и предотвращает образование кровоподтеков при ушибах. Надо только помнить, что все соединения свинца токсичны, и применять свинцовую примочку не следует, если на коже образовались ссадины и порезы.

7.25. ОЧЕНЬ ЧИСТЫЙ ПЛЯЖ. ВОЗМОЖНО ЛИ ЭТО?

Представьте себе разгар летнего сезона у моря. На пляже множество отдыхающих. Как обезвредить песок от возможного заражения грибком и другими болезнетворными микроорганизмами, не применяя для этого никаких посторонних реагентов?

На первый взгляд задача кажется неразрешимой. Однако вспомним, что есть еще морская вода! Морская вода — раствор многих солей, в том числе хлоридов и бромидов натрия и кальция. Если морскую воду некоторое время подвергать электролизу, то в ней начнут накапливаться оксохлорат ClO^- и оксобромат BrO^- анионы, которые обладают бактерицидным действием. Например, появление анионов ClO^- вызвано реакцией, протекающей около анода:

Теперь обработанную морскую воду можно использовать для опрыскивания пляжного песка. Необычное дезинфицирующее средство быстро разлагается под действием солнечного света с выделением кислорода O₂:

В песке не остается никаких вредных веществ, а число бактерий в каждом грамме песка снижается более чем в семь раз! Вот и решение проблемы.

7.26. КИСЛОТНОСТЬ КРОВИ

Знаете ли вы, что кровь здорового человека имеет значение водородного показателя pH 7,3–7,4?

Водородный показатель (символ pH) — это отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации (моль/л) ионов оксония H₃O⁺ , т. е. протонов H⁺ , связанных с молекулами воды: pH = -lg[H₃O⁺].

Если значение pH крови равно 7,2, то это означает, что в организме произошли серьезные нарушения нормальной жизнедеятельности.

Если pH 7,1, то появились необратимые изменения, грозящие смертью. Такие значение pH и даже ниже имеет жидкость клеток, пораженных раком. А вот желудочный сок, содержащий хлороводородную кислоту HO, имеет pH 0,9–1,6.

7.27. НУЖЕН ЛИ КАЛЬЦИЙ ЧЕЛОВЕКУ?

Кальций принимает активное участие в построении костного скелета и в обмене веществ. Суточная потребность взрослого человека в кальции Ca составляет около 1 г и зависит от рода пищи. Особенно много кальция поступает в наш организм при молочной диете. Если в пище содержится мало кальция, то может наступить размягчение костного скелета. Кости легко искривляются или ломаются.

Кальций, содержащийся в крови в виде аквакатионов [Ca(H₂O)₆]²⁺, способствует регулированию работы сердца. Эти ионы являются возбудителями сердечной деятельности. Ионы калия K⁺, наоборот, вызывают ослабление работы сердца вплоть до его остановки. Совместное присутствие ионов калия и кальция в кровяной жидкости поддерживает нормальную сердечную деятельность. Кальций выполняет в живом организме важнейшую защитную функцию. Кровь, лишенная этих ионов, не свертывается на воздухе, и малейшая царапина грозит человеку смертью вследствие истечения кровью. Интересно отметить, что соотношение солей в кровяной сыворотке близко к их соотношению в морской воде, той среде, в которой, как полагают, зародилась жизнь.

7.28. ФАУНА И ФЛОРА — «КОПИЛКИ» ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Химические элементы не распределяются равномерно в животном и растительном мире. Так, золото Au скапливается в телах высших животных, например в мозге теленка содержится до 0,001% золота («золотой теленок»?), а в организме женщин золота в среднем в пять-шесть раз больше, чем у мужчин. В чем тут дело, пока неизвестно. В некоторых грибах находят до 0,05% серебра Ag («серебряный гриб»!). В золе отдельных видов ракушек обнаружили до 12% цинка Zn. Сравнительно много цинка в подорожнике и фиалках. Было установлено, что к моменту нереста рыб цинк из тканей тела рыб-самцов переходит в их молоки. Некоторые морские организмы аккумулируют стронций Sr из окружающей воды. Известны радиолярии, скелет которых целиком состоит из сульфата стронция SrSO₄. Мухоморы накапливают в своих клетках ванадий, а рыжие муравьи — до 0,05% марганца Mn.

Даже в человеческом организме химические элементы предпочитают одни его части другим: калий K и медь Cu концентрируются в сердце, олово Sn-в языке, цинк — в зубах и половых железах, мышьяк As — в волосах и ногтях, железо Fe — в гемоглобине крови.

C развитием промышленности из недр Земли и ее вод извлекаются и переносятся в биосферу все возрастающие количества различных химических соединений, состоящих из тех или иных химических элементов. Суммарный поток химических элементов, проходящих через биосферу, достигает 5∙10⁸ т/год. Для благополучного существования биологических объектов необходимо, чтобы концентрация некоторых химических элементов в продуктах питания изменялась только в очень узких пределах (например, 10^-6–10^-4%). Это касается прежде всего свинца Pb, меди Cu, бора В, иода I, ванадия V, никеля Ni и ртути Hg. За этими пределами, как в случае превышения, так и при занижении содержания данных химических элементов, наблюдаются функциональные расстройства организма, различные заболевания, появление уродов в потомстве и даже гибель целых видов флоры и фауны.

7.29. ВРЕДЕН ЛИ ФТОР?

Газообразный фтор F₂ — газ, смертельный для человека (см. 1.45). Влияние же фтора, существующего в виде фторидных анионов F^-, на животный и растительный мир хорошо известно: в малых количествах он полезен, в больших вызывает серьезные нарушения жизнедеятельности. В организм человека и животных фторидные ионы попадают с питьевой водой. Если фторидных ионов в воде меньше 0,5 мг/л, то зубы, например, подвержены кариесу, а при содержании F^- более 1,2 мг/л наблюдается уже болезнь зубов, так называемый флюороз, и происходит нарушение в организме фосфорно-кальциевого обмена.

Известен такой случай. После второй мировой войны по «плану Маршалла» некоторые фирмы США ввозили во Францию пиво. Пиво быстро теряло свои качества при длительной перевозке. Чтобы увеличить устойчивость пива, к нему стали добавлять незначительные количества фтороводородной кислоты HF, при этом пиво свои вкусовые качества сохраняло. Вскоре во Франции были зарегистрированы десятки тысяч случаев разрушения зубной эмали у любителей заморского пива. Фтор лишний раз оправдал свое греческое название «фторос» — разрушающий.

7.30. ЗОБ И МОРСКИЕ ГУБКИ

В некоторых удаленных от моря горных районах почти все население страдало болезнью, известной под названием «зоб» и выражающейся в увеличении щитовидной железы. В одной из провинций Китая жители стали добавлять в пишу в качестве приправы золу морских губок и с удивлением обнаружили исцеление от «зоба».

Зола морских губок содержит до 8,5% иода (см. 4.39). В человеческом теле находится около 25–30 мг иода в виде его различных соединений. Из этого количества примерно 15 мг находится в щитовидной железе. Появление «зоба» вызывается недостатком иода в человеческом организме. Ежедневное потребление небольших количеств (0,1 мг) иодидов натрия NaI или калия KI в виде примеси к пищевой соли NaCl позволяет полностью избавиться от этой болезни.

Иод содержится во многих продуктах животного происхождения: молоке, мясе, масле, яйцах и особенно в рыбе. Много иода в луке, морской капусте — ламинарии, в морском воздухе (см. 1.58).

В результате Чернобыльской катастрофы (см. 7.55) на большой территории произошло распыление радиоактивного иода. Этот опасный изотоп (см. 4.60) иода способен поглощаться из воздуха живыми организмами и концентрироваться в щитовидной железе. Приемом больших доз иодида калия KI под контролем врачей удалось во многих случаях вывести его из организма.

7.31. ЗАЧЕМ ЛОШАДИ СЕЛЕН?

Обычный лошадиный рацион включает овес, сено, свежую траву. Но оказывается, что в этом корме недостает соединений химического элемента селена Se, необходимого для живого организма микроэлемента. Селен защищает поджелудочную железу, способствует усвоению и переработке жиров и удержанию витамина E в плазме крови. Если селена мало, начинается заболевание мышц животных, дистрофия, да и потомство появляется слабое. Так что селеновый дефицит приходится восполнять специальными селенсодержащими добавками или подкормками, например мукой из жмыха льняного семени.

7.32. УНИВЕРСАЛЬНОЕ СРЕДСТВО

Фитонциды — оружие, убивающее практически все виды болезнетворных бактерий — возбудителей чумы, тифа, холеры и туберкулеза.

Фитонциды — сложные органические летучие вещества, состав которых полностью еще не изучен. Они выделяются чесноком, луком, порезанными листьями черемухи, соком хвои сосны, ели и можжевельника.

В прошлом столетии в странах Востока люди носили на шее дольки чеснока для предохранения от заболеваний во время эпидемий. В годы Великой Отечественной войны в госпиталях прикладывали к поверхности гнойных инфицированных ран кашицу из лука или чеснока. Фитонциды, проникая во все складки тканей, хорошо дезинфицировали раны, способствуя их быстрому заживлению. Пожевав несколько минут дольку чеснока, вы избавитесь от всех бактерий, поселившихся во рту.

Подсчитано, что 1 га хвойного леса выделяет летом до 5 кг фитонцидов, а можжевелового леса — почти 30 кг. Вот почему воздух сосновых боров так полезен.

7.33. «УКСУС ЧЕТЫРЕХ РАЗБОЙНИКОВ»

По одной из легенд, в 1721 г. во время эпидемии чумы в г. Марселе четырем преступникам, приговоренным к смертной казни, было приказано хоронить мертвых. Эти невольные могильщики не заболели чумой: они пили вино, настоянное на измельченном чесноке. Такую настойку и прозвали «уксусом четырех разбойников». Чума не раз бушевала и в России. Первым средством от заболевания было «часто нюхать “уксус четырех разбойников” и …оным мыть подмышки и в пахах».

Чеснок — своеобразное «бинарное химическое оружие» против бактерий. Издавна люди ломали голову над тем, почему чеснок не пахнет, пока его не начали резать или толочь. Оказалось, что запах появляется из-за распада содержащегося в чесноке вещества аллиина под действием фермента аллиинлиазы. В целой дольке чеснока они находятся в разных местах: аллиин — в цитоплазме не входящей в ядро клетки части протоплазмы, а фермент — в полостях разного размера и формы, называемых вакуолями. При нарушении целостности дольки эти два вещества вступают во взаимодействие с образованием очень неустойчивой аминокислоты — аллицина, распадающейся с выделением диаллил сульфида (H₂CCHCH₂)₂S, придающего чесноку его характерный устойчивый запах.

В русской народной медицине чесноком лечат множество хвороб, особенно различные расстройства пищеварения. Настойка чеснока на водке помогает размягчению и выводу камней из почек и мочевого пузыря. При гипертонической болезни и атеросклерозе рекомендуют съедать две-три дольки чеснока в день.

7.34. КАКОЙ САХАР ПОЛЕЗНЕЕ?

Как известно, избыток сахара C₁₂H₂₂O₁₁ (см. 1.61) в пище приводит к сердечнососудистым заболеваниям, к диабету. Выяснилась любопытная деталь: в странах с невысокой смертностью от диабета и от заболеваний сердца и сосудов едят в основном неочищенный сахар, а в странах, где смертность от тех же заболеваний высокая, употребляют очищенный сахар — сахар-рафинад. Исследователи установили, что в неочищенном сахаре содержание примесей соединений хрома Cr на 30% больше, чем в очищенном сахаре. Как оказалось, хром регулирует механизм действия инсулина, он поддерживает нормальную терпимость организма к глюкозе.

7.35. ВИТАМИН С: ДРУГ ИЛИ ВРАГ ПРОСТУДЫ?

В 1970 г. американский химик, лауреат двух Нобелевских премий Лайнус Полинг (р. 1901 г.) объявил, что витамин C — лучший, безвредный и чудодейственный препарат, способный излечивать простудное заболевание. Нужно только принимать его в увеличенных дозах — от одного до четырех граммов ежедневно, тем больше, чем острее форма заболевания. Витамин C содержит аскорбиновую кислоту. Кислота образует бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Она синтезируется всеми хлорофиллсодержащими растениями, пресмыкающимися и земноводными. Человек утратил способность к ее биосинтезу из глюкозы в результате потери в ходе эволюции способности вырабатывать ряд ферментов.

Исследования последнего времени показали, что витамин С, принимаемый в больших дозах, способен резко понизить сопротивление организма простудным заболеваниям. Было установлено, что наш организм может бороться против излишка витамина С, причем процесс его вывода продолжается до тех пор, пока не наступит резкая недостаточность этого вещества. Чем больше организм получает витамина С, тем больше его и выводит. В Канаде, например, в 1965 г. были отмечены случаи рождения детей, больных цингой. Видимо, их матери увлеклись большими дозами витамина С, думая, что этим они охраняют свое здоровье. Суточная потребность здорового человека в витамине C колеблется от 0,05 до 0,1 г. В случае простудного заболевания доза может быть увеличена только до 1 г.

7.36. ЖЕЛЕЗНАЯ ДИЕТА?

В XVIII в. считалось, что «…в некоторых случаях и болезнях самое железо составляет весьма хорошее лекарство, и принимаются с пользой наимельчайшие оного опилки, либо просто, либо обсахаренные». Кроме этого рецепта рекомендовалось употреблять кислое виноградное вино, настоянное с железными опилками, которое называли кто «стальным вином», кто «железной водой».

Граф А. П. Бестужев-Рюмин (1693–1766) — канцлер императрицы Елизаветы и генерал-фельдмаршал Екатерины II — предложил капли, получившие название «бестужевских», как укрепляющее и возбуждающее средство. Капли представляли собой раствор трихлорида железа FeCl₃ в смеси этанола C₂H₅OH и этилового эфира (C₂H₅)₂O. Екатерина II их часто употребляла.

Железо является важнейшей составной частью организма человека и животных. Оно входит в состав гемоглобина и различных ферментов, находящихся в печени и селезенке, стимулируя работу кроветворных органов. Врачи и сейчас выдают рецепты на прием внутрь порошкообразного железа в виде таблеток, покрытых оболочкой, или в капсулах, взрослым обычно по 1 г на прием.

7.37. МЕТАЛЛОНОСНОЕ РАСТЕНИЕ. «ЖГУЧИЙ ЛЕКАРЬ»

Подорожник быстро останавливает кровь и обеззараживает рану при порезах. В его листьях находится много металлов в виде их различных соединений, особенно железа Fe, кобальта Co, цинка Zn (см. 7.28). Соединений, например, кобальта Co в подорожнике в 10–40 раз больше, чем в соседствующих растениях. А человеческий организм как раз и нуждается в этих металлах из набора «кроветворных». Русская медицина использовала целебные свойства и другого хорошо известного растения — крапивы. Крапива также является кровоостанавливающим и ранозаживляющим средством. Кроме того, ее настои и отвары издавна использовались при болезнях печени и желчных путей, почечно-каменной болезни, дизентерии, водянке, простудных заболеваниях, подагре, малокровии, как лактогенное средство (повышающее выделение молока у кормящих матерей). В народе часто крапиву называли «стреканкой», «жгучкой» и «жигалкой». А жжется она муравьиной кислотой HCOOH (см. 3.31), которая выделяется из ее волосков. Это ее свойство также используется в народной медицине от «ломотного» ревматизма: свежесорванную крапиву либо накладывают на больное место, либо пропаривают его веником из крапивы. Листья крапивы — кладовая белка, витаминов и микроэлементов, необходимых для регулирования обмена веществ у человека. Витамина C в крапиве больше, чем в лимонах и черной смородине, каротина больше, чем в ягодах облепихи и моркови. Крапива по содержанию белков, крахмала и сахара не уступает бобовым растениям.

7.38. БЕССМЕРТНИК

Желтые шаровидные соцветия бессмертника, растения с сухими невянущими цветками, содержат смесь сложных органических веществ, которые называют флавоноидами. Они обладают способностью стимулировать выделение желчи, разжижать ее, усиливать работу желудка и поджелудочной железы, снижать воспалительные заболевания печени и желчных путей. Отвар и настой цветов бессмертника — старинное народное лекарство. Русские крестьянки прятали пучки бессмертника по сундукам и чуланам, чтобы не заводилась моль. Помещали их и за двойными рамами — всю зиму они будут напоминать о погожей поре. Поэтому бессмертник называли еще «мороз-травой».

7.39. АНЧАР И ДРУГИЕ

В некоторых живых организмах есть два сильных яда: сакситоксин, или батрахотоксин, состава C₁₀H₁₇N₂O₄ и тетродотоксин состава C₁₁H₁₇N₃O₈. Яд сакситоксин содержит южноамериканская лягушка — пятнистый древолаз, или кокой. Ее яд годами остается активным и не имеет пока противоядия. Попадая в царапины и порезы кожи человека в количестве всего 0,001 мг, он приводит к смертельному исходу из-за нервно-мышечного паралича сердца. Яд гремучей змеи (кураре) в 30 раз менее эффективен, чем яд этой лягушки. Пожалуй, кокой — самое ядовитое животное на Земле. Укус скорпиона или паука каракурта не всегда смертелен, но очень опасен. Наиболее ядовит австралийский паук — хвостатый птицеед атракс. C 1927 по 1972 г. от его укусов погибло 20 человек. Смерть наступала от паралича дыхательного центра. Противоядие пока не найдено. Другим опасным пауком является родич крестовика — веррукоза, обитающая в Северной и Южной Америке. От ее укуса человека будут мучить почти месяц боль и кровавая рвота, заканчивающаяся иногда смертью. В Индийском океане у берегов Северной Австралии и у берегов Филиппинских островов встречается очень ядовитое морское животное кубомедуза хироникс, которую называют еще «смертоносной морской осой». Человек, пораженный этой медузой, неминуемо погибает. Яд медузы поражает центральную нервную систему и приводит к параличу сердца. Блюда из такой японской рыбы, как фугу или тетродон, являются деликатесом. Но эта рыба содержит в коже, печени, икре и молоках один из сильнейших ядов — тетродотоксин. Смертельная доза яда — 1 мг.

Один из сильнейших растительных ядов — аконитин — содержится в различных видах аконита, ядовитых лютиках и других растениях. Смертельная доза аконитина для человека всего 2,5 мг. В коре чилибухи и ее семенах, в индийском рвотном орехе находятся два растительных яда: бруцин и стрихнин. Смертельная доза этих ядов для человека — 100–300 мг при приеме внутрь. Анчар, о котором писал Пушкин, — тропическое южноазиатское дерево из семейства тутовых, выделяющее ядовитый млечный сок. В красном мухоморе находится яд мускарин. В ярко-красных ягодах невысокого кустарника, называемого «волчьим лыком», содержатся сильные яды — дафнин и мезереин. Пять-шесть таких ягод смертельны для человека. Известны очень ядовитые грибы: сатанинский гриб, похожий на белый, и бледная поганка. Бледная поганка содержит два яда: аманитоксин и вирозин. Яды являются сложными кольцевыми пептидами, малорастворимыми в воде и выдерживающими без разрушения нагревание до 200°C. Отравление бледной поганкой приводит к смерти. Удивительно, что вместе с этими ядами бледная поганка является «складом» многих витаминов и полезных для человека аминокислот: триптофана, глутаминовой кислоты, аргинина и лизина.

7.40. ГУБИТЕЛЬНЫЙ КАДМИЙ

В одном из районов Японии была обнаружена новая болезнь, получившая название «итай-итай». Болезнь протекала с деформацией скелета, тяжелыми болями в пояснице, возникновением различных переломов костей, в частности переломов ребер при кашле.

Причиной заболевания оказалось загрязнение рисовых полей сточными водами местного завода, содержащими значительное количество солей кадмия (см. 4.28). Вот несколько других примеров. Одна из работниц химического завода неосторожно выпила всего 20 мл 1%-го водного раствора сульфата кадмия CdSO₄. Сразу же у нее появились жжение во рту, затем рвота, а через сутки наступила смерть из-за сердечно-сосудистого паралича. Трое рабочих перепутали бутыли с этанолом и водным 18%-м раствором хлорида кадмия CdCl₂ и выпили залпом по полстакана этого раствора. Через несколько часов двое погибли, а третий умер через двое суток. У всех сразу начался отек лица, ушных раковин и языка. Затем пострадавшие потеряли сознание.

7.41. «БОЛЕЗНЬ СУМАСШЕДШЕГО ШЛЯПОЧНИКА»

Слесари одного из заводов работали внутри аппарата, приводя его в рабочее состояние. В тот же день у них появились тошнота, рвота и боль в груди. Один из работавших через сутки скончался, у остальных оказались пораженными почки и слух. В моче всех работавших внутри аппарата было найдено повышенное содержание ртути Hg.

Как потом выяснилось, раньше в этом аппарате была ртуть, и поверхностная ржавчина поглотила значительное ее количество. При осмотре ртути заметно не было. Рабочие дышали воздухом, насыщенным ртутью в газообразном состоянии. Это и стало причиной массового отравления.

В Средние века отравление ртутью получило название «болезнь сумасшедшего шляпочника», так как ею заболевали мастера, применявшие ртутные препараты при изготовлении фетровых шляп.

В Японии сброс отходов промышленности в реку Агано и залив Минамата привел в 60-х годах нашего столетия к обогащению ртутью рыб, крабов и устриц. Потребление их в пищу вызвало заболевание местных жителей, названное «болезнью минамата». Было установлено, что эта болезнь передается по наследству.

Около 120 человек, производивших в прошлом веке золочение куполов Исаакиевского собора в Петербурге, получили смертельное отравление. Купола золотили, натирая металлическую кровлю амальгамой золота — раствором золота в ртути. Смертельное отравление было вызвано парами ртути, которыми дышали ежедневно рабочие. Ни они сами, ни руководители работ, плохо зная токсические свойства ртути, не обратили своевременно внимания на тревожные симптомы начавшегося отравления: отсутствие аппетита, головные боли и желудочные расстройства.

7.42. СИЛЬНЕЕ КОКАИНА

Это не легенда. В Евангелии рассказывается о реальном событии: о появлении в реке особо ядовитых простейших одноклеточных организмов динофлагеллятов, представляющих один из видов морского и речного планктона, обладающего красным цветом. Динофлагелляты содержат сильнейший природный яд — сакситоксин (см. 7.39). Его действие на центральную нервную систему человека в 160 тыс. раз сильнее действия кокаина. Когда концентрация динофлагеллятов достигает 70 млн. на 1 л воды, последняя становится красной. Так появляются красные реки и красные морские приливы, представляющие большую опасность.

Морские и речные обитатели (рыбы, крабы, моллюски), питаясь этим планктоном, становятся опасными для человека. Они не только аккумулируют яд, но и долго хранят его. Если такую «цветущую» воду пьют животные, то через сутки они погибают. Выяснилось, что массовое размножение динофлагеллятов вызвано обилием органических веществ, попадающих в водоемы с сельскохозяйственных угодий и промышленных предприятий.

7.43. ТРАГЕДИЯ В БХОПАЛЕ

В полночь 2 декабря 1984 г. на заводе, производящем пестициды — химические средства борьбы с микроорганизмами, сорняками и грызунами, — в результате аварии произошла утечка ядовитого продукта метил изоцианата CH₃NCO —легко испаряющейся жидкости с резким запахом и большой реакционной способностью. От аварии погибли 2500 человек, было отравлено 90 000 человек, а еще 150 000 человек в панике покинули город. Утечка CH₃NCO произошла из подземного резервуара, в который проникла вода. Считают, что попадание всего 0,5 кг воды в емкость, содержащую 15 т метилизоцианата, вызывает бурную неконтролируемую реакцию

с образованием метанола CH₃OH (см. 1.60), диоксида углерода и аммиака NH₃ (см. 1.44). Реакция сопровождается выделением большого количества теплоты, резким повышением давления в резервуаре, что и привело к выбросу CH₃NCO. Аварийная система на заводе не сработала, аварийный факел для сжигания выбросов CH₃NCO оказался выключенным, неисправна была система охлаждения резервуара, не работали и уровнемеры. Позднее правительственная комиссия установила, что если бы точно соблюдались все нормы технологического регламента, то трагедии бы не произошло.

7.44. ДДТ — ОТ МУХ И БЛОХ. ЧЕМ ХОРОШ И ЧЕМ ОН ПЛОХ?

В 1939 г. швейцарский химик Пауль-Герман Мюллер (1899–1965) ввел в употребление ДДТ для борьбы с вредными насекомыми, за что ему и была присуждена в 1948 г. Нобелевская премия по физиологии и медицине. ДДТ — дихлордифенилтрихлорэтан CCl₃CH(C₆H₄Cl)₂ — токсичен для всех без исключения насекомых — саранчи, вшей, мух, тараканов, комаров и др. Этот препарат спас миллионы жизней. Страшный бич населения всех теплых стран — малярийный комар — после применения ДДТ практически перестал существовать. А ведь только в Индии число заболевающих малярией превышало 8 млн. человек. Запах ДДТ не отпугивает насекомых, и они спокойно садятся на обработанные поверхности, где и погибают. Инсектицид оказался необычайно стойким: однажды опыленная поверхность в течение многих месяцев остается смертельной для насекомых. Препарат малотоксичен для человека и теплокровных животных, случаев смертельных отравлений ДДТ за всю историю его применения не было отмечено.

Но… с 1950 г. стали обнаруживать в тканях животных, рыб, птиц и человека все возрастающую концентрацию ДДТ. Одновременно был замечен рост заболеваемости людей гепатитом, пневмонией. Число насекомых, невосприимчивых к препарату, резко увеличилось. Так, ДДТ оказался одним из первых глобальных загрязнителей Земли. 4 млн. т ДДТ, распыленных над полями, лесами и болотами, постепенно превратились из полезного химиката во вредный, вызывая недомогания человека. В 1970 г. применение ДДТ повсюду было запрещено. Однако совсем недавно выяснилось, что в техническом продукте, применяемом с маркой «ДДТ», присутствует до 30% примеси различных полихлордифенилов, абсолютно безвредных для насекомых, но очень опасных для человека. Эти примеси и были причиной серьезных заболеваний. А чистый ДДТ безвреден для человека и недолговечен, быстро разрушается. Вернемся ли мы снова к применению ДДТ, но только очень чистого?..

7.45. ПИЛЮЛИ БЕССМЕРТИЯ

Китайский алхимик Вэй По-ян, живший около 140 г. н.э., изготовлял «пилюли бессмертия» из сульфида ртути HgS, называемые по-китайски «ху-ша» и «танша». В легенде говорится, что такие пилюли Вэй По-ян принимал сам и давал их ученикам и своей любимой собаке. Все они умерли, но потом воскресли и сделались бессмертными (см. 1.13).

7.46. ОРАНЖЕВЫЙ РЕАГЕНТ

Жители Вьетнама, Севезо (Италия), Лав-Кэнал и Таймс-Бич (США) и Уфы (Башкортостан) испытали на себе смертоносное действие диоксина.

Диоксин, полное название которого 2,3,7,8-тетрахлордибензопарадиоксин, — химически инертное бесцветное кристаллическое вещество, не имеющее запаха и малорастворимое в воде. Он образуется как побочный продукт в процессе синтеза некоторых гербицидов-веществ, уничтожающих нежелательные растения. Диоксин является одним из наиболее токсичных небелковых рукотворных веществ, действие которого на человека сильнее циановодорода HCN (синильной кислоты), стрихнина и яда кураре (см. 7.39). В малых дозах диоксин может годами накапливаться в организме, не вступая ни в какие взаимодействия, а через 5–10 лет дает о себе знать в виде самых разнообразных болезней: нарушения наследственности, психические расстройства и онкологические заболевания.

Во время войны во Вьетнаме в 1965–1970 гг. американская армия распылила над джунглями 57 000 т гербицида «Эйджент Орандж» для уничтожения листвы деревьев. Этот препарат содержал в виде примеси всего 0,0003% диоксина, но и такой малой концентрации оказалось достаточно, чтобы отравление получили как жители Вьетнама, так и американские и австралийские военнослужащие. Впоследствии у многих из них обнаружили раковые заболевания, а их дети рождались уродами. В июле 1976 г. на химическом заводе г. Севезо произошел взрыв. Выброшенное им ядовитое облако накрыло собой несколько близлежащих городов и поселков. Систематическое отравление местности отходами предприятий, производивших «Эйджент Орандж» в США, привело к массовым вспышкам раковых заболеваний населения, к необходимости убоя тысяч голов пораженного домашнего скота. Земля в окрестностях Севезо, Лав-Кэнал и Таймс-Бич стала опасна для людей и скота на целые десятилетия. В марте 1990 г. уже в нашей стране, в Уфе, половодье смыло в реку отходы завода «Химпром», содержащие диоксин. В питьевой воде миллионного города концентрация этого страшного яда сразу увеличилась в 110 000 раз по сравнению с допустимой нормой.

К сожалению, диоксин — это не только продукт специального химического производства. Он обнаружен в отходах целлюлозно-бумажной промышленности, в выбросах мусоросжигательных печей, в выхлопных газах автомобилей, в табачном дыме, в дыме горящих пластмасс и синтетических покрытий.

7.47. ОТКУДА СЕРОВОДОРОД В ЧЕРНОМ МОРЕ?

Сероводород постоянно образуется на дне Черного моря при взаимодействии растворенных в морской воде сульфатов с органическими веществами:

В этих реакциях сульфат кальция CaSO₄ превращается в сульфид CaS с выделением диоксида углерода CO₂, а уже затем CaS, взаимодействуя с CO₂ и водой, переходит в оседающий на дно моря карбонат кальция CaCO₃ (см. 3.23) с одновременным выделением сероводорода H₂S.

Этот процесс связан с жизнедеятельностью сульфатвосстанавливающих микроорганизмов. До верхних слоев воды сероводород не доходит, так как на глубине около 150 м он встречается с проникающим сверху кислородом. На этой же глубине обитают серобактерии, которые способствуют окислению сероводорода до серы S:

В последние годы в связи с катастрофическим загрязнением Черного моря верхняя граница пребывания сероводорода постепенно поднимается, убивая на своем пути все живое. Смертельная граница уже достигла глубины 40 м.

7.48. МОЖЕТ ЛИ ЖИВОЕ ОКАМЕНЕТЬ?

Английский химик Теннант (см. 4.48) однажды увидел, как в большой стакан с водным раствором сульфата железа FeSO₄, стоявший на его лабораторном столе, упала мышь. Он забыл выбросить стакан с мышью и обнаружил его только через несколько лет задвинутым в глубину полки. C удивлением, граничащим с ужасом, Теннант увидел, что все тело мыши оказалось превращенным в минерал пирит FeS₂ — дисульфид железа (см. 10.47), хотя контуры ее тела прекрасно сохранились. Это был своеобразный слепок с мыши.

Однажды в XVIII в. в шведском городе Фалуне рудокопы недосчитались молодого забойщика. Найти его, несмотря на многодневные поиски, не смогли. Пришлось сообщить невесте забойщика, что ее жених погиб.

Через 50 лет в одном из заброшенных, обвалившихся рудничных стволов, на глубине 134 м от поверхности, под водой, содержащей сульфат железа, нашли окаменевший труп человека. C ужасом старая женщина узнала в этом камне своего погибшего жениха. Образовавшийся минерал пирит заменил все органические ткани человека, сохранив его почти таким же юным, каким он был при жизни.

Видимо, водный раствор сульфата железа, проникая в ткани организма, подвергающиеся гниению без доступа воздуха, вступает во взаимодействие с сероводородом и дисульфидом водорода, образующимися в результате жизнедеятельности особых видов бактерий, и выделяет малорастворимый в воде дисульфид железа. Мельчайшие кристаллики этого вещества заполняют каждую клетку человеческого организма.

7.49. ЗАГАДКА СМЕРТИ НАПОЛЕОНА

Официальная версия гласила, что Наполеон умер от рака желудка. Медицинское заключение было подписано доктором Антомарки. Спустя 140 лет шотландские врачи Смит и Форшуфвуд решили провести анализ волос Наполеона, срезанных с его головы через несколько часов после смерти. Врачи знали, что мышьяк As, попав в человеческий организм в виде оксида As₂O₃, постепенно накапливается в волосах.

Анализ показал, что мышьяка в волосах Наполеона было в 13 раз больше обычного. Врачи пришли к заключению, что он был отравлен мышьяком, который в виде триоксида димышьяка As₂O₃ подмешивали к его пище в малых дозах. Это вещество белого цвета без запаха и вкуса, а симптомы отравления им напоминают симптомы болезни холеры, распространенной тогда в Европе. Оказалось, что и обои в апартаментах бывшего императора тоже содержали мышьяк. Они были выкрашены красивой зеленой краской, содержавшей диоксоарсенат меди Cu(AsO₂)₂. Каждый квадратный метр обоев стен наполеоновской спальни содержал 0,12 г мышьяка. При отсыревании таких обоев мог образовываться летучий триметилмышьяк (CH₃)₃As.

7.50. СВИНЕЦ — ЛЕКАРСТВО?

Из летописи Киево-Печерской лавры известно, что инок Алимний, первый из прославившихся художников, умер в 1114 г. Он применял свинцовые белила не только как краску, но и в качестве мази для лечения кожных болезней.

Свинцовые белила содержат основный карбонат свинца Pb(OH)₂∙2PbСO₃ (см. 1.14). Как краска свинцовые белила неопасны для человека. Использование же их в виде мазей недопустимо. Попадая в человеческий организм через кожу, свинец вызывает поражение центральной нервной системы, изменяет состав крови, что и приводит при систематическом и длительном употреблении мазей к смертельному исходу.

Рабочих, занятых на производстве свинцовых белил в XVII–XVIII вв., называли обреченными. Пыль солей свинца, попадая через легкие в организм, вызывала смертельное отравление, и один-два года непрерывной работы в таких каторжных условиях заканчивались смертельным исходом. В те времена не было еще ни противогазов, ни вентиляционных устройств.

Некоторые историки полагают, что упадок Римской Империи был обусловлен массовым отравлением свинцом. Известно, что водопроводы Древнего Рима были из свинца. Для улучшения вкуса плохого вина в него добавляли свинец; хранили вино в свинцовых чанах.

7.51. ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ. УКРОЩЕНИЕ УРАГАНОВ

Малозаметная «вуаль», состоящая из диоксида углерода CO₂, воды H₂O, озона O₃ и метана CH₄, является в атмосфере своеобразным фильтром, пропуская около 70% солнечного излучения, она задерживает отражаемые Землей тепловые лучи (см. 7.8). Вследствие этого у поверхности нашей планеты, словно под стеклянной крышей оранжереи, температура поддерживается более или менее на одном уровне — от -40 до 40°С. Однако все возрастающее количество сжигаемого топлива приводит к тому, что содержание CO₂ в атмосфере неуклонно увеличивается и достигает сейчас 0,6 г/м³ воздуха при скорости роста 2 мг/м³ в год. Считают, что к 2100 г. содержание CO₂ в атмосфере удвоится, а это приведет к повышению средней температуры поверхности Земли на 2–4°C. Это очень много. Такое повышение температуры вызовет неизбежно глобальное изменение климата планеты: начнется таяние льдов Арктики, Антарктики и Гренландии, выделение из воды океанов растворенного в ней CO₂, что в еще большей степени будет способствовать росту средней температуры земной поверхности. Если не остановить это губительное для человечества увеличение содержания CO₂ в атмосфере, то под море уйдут Гамбург и Гонконг, Лондон и Копенгаген, небоскребы Нью-Йорка будут торчать как рифы из океана вдали от побережья. Европа станет засушливой зоной с массой вредных насекомых и болезнетворных микроорганизмов. В Сибири начнется гибель вечной мерзлоты и оседание поверхности над ней на 10–15 м, от чего рассыплются все дома и сооружения, разорвутся трубопроводы и дороги, возникнут многочисленные болота.

Специально вводимые в атмосферу химические вещества могут существенно изменять погоду в отдельных районах Земли. В частности, при распылении в гигантских вихрях циклонов мелкокристаллического иодида серебра AgI уменьшается скорость ураганов, изменяется траектория их движения, предотвращается выпадение града, рассеиваются облака. Мелкие кристаллы иодида серебра служат центрами кристаллизации льда и центрами конденсации воды, тем самым утяжеляются облака и снижается скорость их движения. Может происходить также концентрация воды в небольшом объеме и, как следствие, рассеивание облачности.

Однако необходимо строгое дозирование иодида серебра для конкретных метеорологических условий. Так, ураган «Агнес» 19–29 июня 1972 г. в США был обработан иодидом серебра, после чего буря утихла, но затем пошел сильный дождь и началось наводнение на приморских равнинах восточных штатов — от Флориды до Нью-Йорка. Урон от наводнения оценен в 700 тыс. долларов.

В другом случае укрощение ураганов в том же районе привело к засухе и изменению климата почти во всех странах, расположенных вокруг Карибского моря.

7.52. ЧЕМ ЛИМИТИРОВАН ОТПУЩЕННЫЙ СРОК?

Сколько может прожить человек в незагрязненной окружающей среде, не употребляя вредных для организма веществ, не попадая в стрессовые ситуации?

Врачи считают, что признаки старения в 80 лет являются преждевременными и мы должны жить по крайней мере 140 лет и дольше.

Древние греки-пеласги утверждали, что умереть в возрасте 70 лет — это почти то же, что умереть в колыбели. Пеласги жили по 200 лет, и до конца жизни их волосы не седели. Самый старый житель бывшего СССР — азербайджанский колхозник Ширал и Муслимов — прожил более 165 лет. В иранской деревне Келюса жил человек по имени Сеид-Али, умерший в возрасте 195 лет. Он сохранил до последних дней своей жизни полную активность и остроту зрения.

В Вестминстерском аббатстве вместе с выдающимися людьми Англии покоится прах крестьянина Томаса Парра, прожившего 152 года. Родился Парр в 1483 г., умер в 1635 г. из-за воспаления легких, попав из сельской местности в Лондон с его сырым климатом по воле короля Чарльза I, решившего посмотреть на долгожителя. Всю свою жизнь Парр занимался физическим трудом, не соблюдая регулярности в приеме пищи. Его обычной едой были сыр, молоко, кислая сыворотка и черствый хлеб. За 20 лет до смерти у него ослабла память, он потерял зрение. Впервые женился Парр в возрасте 80 лет. C первой женой он прожил 32 года, имел сына и дочь, умерших грудными. Спустя 10 лет после смерти жены, в 1605 г., он женился вторично.

В Норвегии некий Дракенберг, прозванный «северным старцем», прожил с 1626 г. до 1772 г. — более 146 лет. В молодости его захватили в плен африканские пираты, у которых он пробыл 15 лет в неволе, затем он прослужил 91 год матросом.

Живительный и чистый воздух горной местности, чистая вода, простой, умеренный, пастушеский и земледельческий спокойный образ жизни предрасполагают к долголетию. Этому также способствует радушный, благожелательный характер. А черные мысли, злоба и зависть подтачивают здоровье и разрушают организм.

7.53. «ВИНО ГУБИТ ДУШУ ЛЮДЕЙ И ИХ ПОТОМСТВО» (Л.Н. ТОЛСТОЙ)

В старой арабской легенде говорится, как некий алхимик (см. 1.2) в поисках «эликсира жизни» стал перегонять старое вино, к которому он добавил поваренной соли, и получил спирт. Он попробовал его и обнаружил опьяняющее действие. Изумленный поразительными свойствами спирта прогонять печаль и вызывать бодрость, алхимик решил, что ему удалось открыть «воду жизни». Однако это был всего лишь этиловый, или винный, спирт (этанол, или алкоголь C₂H₅OH). В качестве лекарства под названием «живительные капли» этанол применял итальянский алхимик Раймонд Люлий (1235–1315). В 1350 г. ирландский полководец Саваж впервые попробовал поднять дух своих воинов напитком «аквавит», прототипом нашей водки. Но вскоре хвалебные гимны сменились проклятиями в адрес этанола — этого «великого лжеца», прозванного «чумой XX века».

Не все знают, что этанол — естественный продукт обмена веществ. В крови и тканях здорового, абсолютно трезвого человека всегда содержится от 0,003 до 0,006% этанола. Опьяняющее действие этанола зависит от состояния здоровья, массы тела и пола человека. Прием трех рюмок водки (около 50 мл каждая) в течение часа вызывает появление 0,05% этанола в крови, на что тотчас же реагируют в основном кора головного мозга, центры внимания и самоконтроля, но уже 24 рюмки водки вызывают появление в крови 0,5% этанола, что доводит пьющего до бесчувственного состояния, характеризующегося нарушением кровообращения, дыхания и процессов обмена, близкого к смерти. Частое употребление спиртных напитков, и в особенности самогона, вызывает появление болезни — алкоголизма, тяжелого и мучительного состояния непрекращающегося опьянения. В некоторых странах бытует выражение «дети воскресенья» — физически и психически неполноценные дети, зачатые в пьяном виде. Алкоголизм приводит постепенно к поражению сердца, печени, пищевода и желудка, к белой горячке, имеющей большую вероятность фатального исхода, к сексуальным расстройствам и полной импотенции.

7.54. РАДИОАКТИВНОЕ САМООБЛУЧЕНИЕ КУРИЛЬЩИКА

Во время курения происходит сухая перегонка табака, выделяющая большое число токсических веществ, прежде всего никотиновую кислоту C₅H₅NCOOH, бензидин (C₆H₄NH₂)₂, бензпирен C₉H₇O (см. 7.4), циановодород HCN (см. 6.2), монооксид углерода (см. 7.3; 7.14).

В этой дьявольской табачной колоде бензидин и бензпирен — наиболее опасные канцерогенные вещества, приводящие к раку горла и легких. В 1964 г. американские химики установили, что в табачном дыме содержится в небольших количествах радиоактивный полоний Po. Курящий поглощает с дымом от пачки сигарет дозу радиоактивного облучения, в 4-5 раз превышающую безопасную дозу. Моча курильщика содержит Po в 6 раз больше, чем моча некурящих. Полоний циркулирует по человеческому организму, поражая прежде всего горло и легкие, а распадаясь, он превращается в свинец Pb, накапливающийся в печени и других органах человека.

7.55. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА И БИОСФЕРА

Возможность сосуществования биосферы (живой природы) и атомных электростанций (АЭС), заводов по производству ядерного оружия и ядерных полигонов вызывает до сих пор много споров.

Авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г. привела к выбросу в атмосферу на высоту около 1200 м радиоактивного облака, имевшего 30 км в ширину и более 100 км в длину. Облако содержало большое количество радиоактивных продуктов: цезия-137, цезия-134, стронция-90, иода-131, плутония-239 и других радиоактивных изотопов (см. 4.60). Общая площадь зон с уровнем загрязнения почвы по цезию-137 в 15 кюри/км² составила около 21000 км². (Один кюри соответствует 3,7∙10¹⁰ радиоактивных распадов в секунду. Такой радиоактивностью обладает один грамм чистого радия-226.) В указанной зоне расположено 640 населенных пунктов, в которых проживало около 230 тыс. человек. Загрязнение атмосферы иодом-131 было обнаружено в Минске и Риге. Радиоактивные дожди прошли в Италии, ФРГ, Норвегии и Швеции. По оценкам экспертов, в результате радиоактивного поражения в ближайшее десятилетие возможен летальный исход от раковых заболеваний и лейкемии у почти 10 000 пострадавших.

Авариям на АЭС может способствовать их расположение в сейсмически опасных районах, например Крымская и Армянская АЭС, и на карстовых и других неустойчивых грунтах, например Ровенская АЭС.

Не решенной до сих пор проблемой является захоронение радиоактивных отходов АЭС. В процессах ядерной реакции почти 99% топлива идет в отходы, обладающие сильной радиоактивностью. Все западные страны, имеющие АЭС, к 2000 г. будут вынуждены захоронить почти 125 000 т. Любые контейнеры, содержащие радиоактивные отходы, могут разрушаться со временем. Должны пройти сотни, если не тысячи лет, прежде чем отходы утратят свою активность. Пока ни у кого нет еще опыта хранения отходов в течение столь длительного времени.

Все АЭС используют огромное количество воды для охлаждения своих установок. Площадь водоема-охладителя АЭС мощностью 4 ГВт составляет 60 км². Создание такого водоема требует либо затопления близлежащих земель со всеми вытекающими отсюда последствиями, либо использования находящихся вблизи АЭС озер и уничтожения последних. В частности, литовское озеро Дрюкшяй (Игналинская АЭС) и озеро Удомля (Тверская АЭС) постепенно превращаются в зловонные болота с гибнущей аквафлорой и ихтиофауной. Использование же вместо водоемов градирен вызывает во много раз возрастающие потери воды.

7.56. РАДОН И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА

Радон Rn — продукт радиоактивного распада атомов урана, тория и радия (см. 1.57; 4.31; 455) — попадает в атмосферу из горных пород. Концентрация Rn в атмосфере зависит от состояния магнитного поля Земли. Его усиление вызывает многократное сжатие и расширение горных пород и, как следствие, выделение Rn из их микротрещин (концентрация Rn в порах горных пород в 10⁶ раз больше, чем в атмосфере). Радон радиоактивен, и поэтому его излучение порождает в атмосфере аэроионы. Вероятно, одна из цепочек, связывающих активность Солнца и самочувствие живых существ, выглядит так: Солнце — магнитное поле Земли — радон — аэроионы — человек. Установлено также, что радон накапливается в мозге человека, что неблагоприятно отражается на деятельности организма. По-видимому, Солнце влияет на биосферу по разным каналам, и один из них — радоновый.

Заметим, что повышенное количество Rn вызывает лучевую болезнь, приводящую к лейкемии и раку легких. Английский физикохимик Рамзай (см. 2.27) погиб в 1916 г. от рака легких, вызванного действием радона.

7.57. УРАН В ПИЩЕ?

Некоторые исследователи считают, что уран U способствует усвоению живым организмом калия K, фосфора P и азота N — важнейших жизненных элементов. Был проведен такой опыт. Крыс в течение года подкармливали очень небольшими дозами урановых солей. Содержание урана в организме крыс оставалось практически неизменным. Никаких вредных последствий не наблюдалось, между тем масса животных увеличилась почти в два раза по сравнению с массой контрольных крыс, не получавших соли урана.

7.58. «ЦЕЗИЕВАЯ ПУШКА» НА СВАЛКЕ

В 1954 г. японская шхуна-тунцелов «Фукурю-мару-5» («Счастливый дракон») ловила рыбу в 130 км от атолла Бикини, где США проводили испытание водородной бомбы. Рыбаки рано утром увидели на юго-западе ослепительную вспышку, и в небо взвился огненно-красный шар. Затем странная белая пыль заволокла небо и на палубу выпал радиоактивный пепел, состоящий из вещества кораллового рифа, выброшенного взрывом в атмосферу и ставшего радиоактивным.

Один из 23 членов экипажа «Фукурю-мару-5» скончался через семь месяцев после облучения, остальные, несмотря на неоднократные переливания крови, остались инвалидами: малокровие, поражение печени, легких и бесплодие. Это были первые жертвы термоядерного взрыва. Вся выловленная рыбаками рыба оказалась радиоактивной и после прибытия шхуны в порт была зарыта в землю.

В 1987 г. в г. Гоянии (Бразилия) из радиологического центра выбросили на свалку за ненадобностью «цезиевую пушку» — свинцовую капсулу со 100 г сильно радиоактивного изотопа — цезия-137. Двое безработных доставили ее в приемный пункт утильсырья. Загадочное свечение капсулы по ночам привлекло внимание. В Бразилии в это время проходил карнавал, некоторые участники которого очень охотно втирали в кожу различные светящиеся составы. Поэтому капсулу разбили кувалдой, а необыкновенный светящийся порошок хозяин пункта раздал родственникам и друзьям. Цезий-137, рассыпанный на приемном пункте, разносился и подошвами обуви, и в складках одежды, с грязными руками попадал в пищеводы людей. Через 15 дней начали погибать люди, взявшие этот изотоп. У них на коже обнаружили сильные ожоги, язвы. Когда природа «сияющего порошка» стала ясной, в Бразилии началась паника, волны которой выплеснулись за пределы страны. Пришлось дезактивировать территорию приемного пункта и маршруты движения людей, снимать слой грунта.

7.59. РАДИОПРОТЕКТОРЫ

В последнее время найдены многочисленные радиозащитные вещества (радиопротекторы), разнообразные по составу и свойствам. Наиболее эффективные препараты относятся к двум классам химических соединений: аминотиолам (или меркаптоалкиламинам) и индолилалкиламинам. Представителем первых является β-меркаптоэтиламин HS(CH₂)₂NH₂, а вторых — β-имидазолилэтиламин:

Радиопротектор вводят в организм (через рот или внутримышечно) только перед возможным внешним облучением (ядерный взрыв, радиоактивное облако, лучевая терапия). Защитное действие радиопротекторов сводится к тому, что входящие в их состав тиоловые SH-группы или аминогруппы NH₂ перехватывают и обезвреживают свободные радикалы, возникающие в результате взаимодействия радиации с организмом. Радиопротекторы также снижают концентрацию кислорода O₂ в радиочувствительных органах (костный мозг, селезенка). При облучении O₂ реагирует с появившимися радикалами воды H и OH, образуя с первым окислительный гидропероксидный радикал HO₂. Кроме того, радиопротекторы скрепляют в ядрах клеток нитевидные молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты ДНК, являющиеся источником и хранителем генетической информации, препятствуют образованию двунитевых разрывов в молекулах ДНК и облегчают их восстановление.

7.60. СЕЙЧАС ТАМ ЖИВУТ ЛЮДИ И ПАСЕТСЯ СКОТ…

6 августа 1945 г. утром в центре японского города Хиросима с американского бомбардировщика была сброшена первая атомная бомба «Малыш», содержавшая 45 кг урана-235. В эпицентре взрыва возник огненный шар диаметром 300 м, а температура превысила 300 000°C. Начались сильные пожары. Знаменитое грибовидное облако белого и черного дыма поднялось на высоту до 18 км, а светящийся шар с расстояния 30 км казался в 100 раз ярче Солнца. Под зоной взрыва возникла зона сжатия, от которой помчалась ударная волна, сметая все на своем пути. Навстречу ей тотчас же двинулась новая ударная волна, связанная с быстрым возвратом воздуха в зону взрыва, где образовался вакуум. Затем пошел дождь: огромные теплые капли, жирные и черные, обладавшие сильной радиоактивностью, падали на обгоревших и ослепленных людей, неся им радиоактивную смерть. Появилось новое массовое заболевание — лучевая болезнь, болезнь от радиоактивного поражения. Из 250 тыс. населения города в одно мгновение погибло 89 тыс. и почти столько же было пострадавших. К началу 1950 г. число погибших от лучевой болезни достигло 150 тыс. человек.

9 августа 1945 г. была сброшена вторая атомная бомба, но уже на город Нагасаки. Она была более мощной и содержала плутоний-239. От ее взрыва пострадало 640 тыс. человек. Многие люди, находившиеся в момент взрыва недалеко от его центра, в буквальном смысле испарились. От них остались только тени на сохранившихся стенах зданий и парапетах моста. Уцелевшие люди умирали на 5–10-е сутки от поражения радиоактивным излучением и радиоактивными осадками («атомная проказа»). И сегодня среди уцелевших живут люди, которым выпал жестокий жребий стать жертвами этих атомных взрывов. Их и их потомков называют «хибакуся». Среди них нет здоровых людей. Общее количество хибакуся достигает сейчас 367 тыс. человек.

Если же случится ядерная война, то в ней погибнет от 750 млн. до 1,5 млрд., человек. От пожаров возникнет гигантский огненный смерч. В атмосферу поступит большое количество дыма и пыли (частичек почвы), поднятой ядерными взрывами. На Земле наступят сумерки («ядерная ночь»). Дым и пыль закроют от Земли тепловое излучение Солнца, и температура резко (на 30–40°C) упадет и наступит «ядерная зима». Растительный мир тропиков и субтропиков погибнет почти мгновенно. Последствия климатических потрясений окажутся еще более страшными: до 2 млрд., людей не перенесут ядерную зиму и связанные с ней холод, голод и болезни. В Северном полушарии, возможно, никто из людей не выживет. Останутся тараканы, пауки, скорпионы да серые крысы.

Поэтому столь необходимым является полная ликвидация ядерного оружия.

Экологически разрушительно протекают и продолжающиеся испытания ядерного оружия. Вот один только пример. В декабре 1964 г. в русле мелководной речки Чаган на Семипалатинском полигоне был произведен наземный ядерный взрыв. Он выбросил около 3,5 млн. м³ земли и пепла, образовав гигантскую воронку-кратер. Черный радиоактивный пепел покрыл территорию диаметром более 16 км. Для того чтобы не дать весеннему паводку смыть этот пепел смерти в р. Иртыш, в стенке кратера был пробит канал, а русло речки Чаган было перекрыто. Так была затоплена смертоносная воронка и прилегающая к ней долина. Появилось рукотворное «атомное озеро». Из трехсот рабочих и инженеров, пробивавших канал в воронке практически без каких-либо средств радиохимической защиты, в живых, пораженных лучевой болезнью, осталось менее тридцати человек.

Никакой охранной зоны вокруг «атомного озера» и места произведенного атомного взрыва не было установлено. Сейчас там живут люди, пасется скот…