Текст
                    ISSN 0130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
4
1984


химия и жизнь Ежемесячный научно-популярный журнап Академии науи СГСГ № 4 апрель Москва 1984 15 апреля — День советской науки Из дальних поездок Ресурсы Г. Воронов, В. Иванов, В. Станцо, А. Суханов, В. Черникова. В СОСЕДСТВЕ СО СТИХИЯМИ Ю. А. Таран. МЕСТО ЭКСПЕРИМЕНТА — КРАТЕР ВУЛКАНА И. М. Климушин, Л. И. Фердман. НА ОЧЕРЕДИ- БИТУМЫ Н. Б. Урьев. ВЗЯТЬ ЦЕЛИКОМ 16 21 Архив Ресурсы Справочник Земля и ее обитатели Жнвые лаборатории Технология и природа Гипотезы Справочник Полезные советы химикам Фотолаборатория Литературные страницы Спорт УИЛЬЯМ РАМЗАЙ ОБ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ КРИЗИСЕ М. Кривич, О. Ольгин. СЕМЕНА В СОРОЧКЕ В. С. Серебренников. СТИМУЛЯТОР ДЛЯ КАРТОШКИ И. Ф. Костенко. СОЛЬ ИЗ РУДНИЧНЫХ ВОД ХИМИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА БОРЬБЫ С ВРЕДИТЕЛЯМИ, БОЛЕЗНЯМИ РАСТЕНИЙ И СОРНЯКАМИ, РАЗРЕШЕННЫЕ ДЛЯ ПРОДАЖИ НАСЕЛЕНИЮ К 1Q84— 1Q87 гг. Н. Э. Новрузов. ПОРОЖДЕНИЕ НОЧИ — СОВЫ В. И. Артамонов. КОПЫТЕНЬ А. Иорданский. СОЛОВКИ. ПАМЯТНИК, ПРИРОДА, ЧЕЛОВЕК А. Е. Брянцев. ИСКУССТВЕННОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ И. М. Скурихин. ЖИРЫ И МАСЛА А. Е. Арбузов. РУКОВОДСТВО ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОМУ ИЗУЧЕНИЮ СТЕКЛОДУВНОГО ИСКУССТВА Б. Кучеренко. КАК ПЕРЕМЕШИВАТЬ ПРОЯВИТЕЛЬ С. Логинов. ИСЦЕЛИСЯ САМ М. 3. Залесский. ПРЫЖОК ВЫШЕ ГОЛОВЫ 23 28 33 34 36 41 46 48 58 64 72 77 80 86 НА ОБЛОЖКЕ — рисунок А. Лебединского к статье М. 3. Залесского «Прыжок выше головы». НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — скульптура над входом в старинную аптеку в гор. Пирна (ГДР). Старозаветной идиллией веет от этого мирного льва, но в действительности ремесло аптекаря в давние времена не было таким уж безопасным. Свидетельство тому — рассказ С. Логинова «Исцелися сам». ПРАКТИКА ОБОЗРЕНИЕ ИНФОРМАЦИЯ КОНСУЛЬТАЦИИ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК КНИГИ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 26 32, 62 40 67, 77 67 68 78 ■ 93 94 96
:Щ?' Из дальних поездок. В соседстве со стихиями 4-*J г ъ&^Ч -$* ■'>■'• v..ew jr^
Здесь можно идти, ехать, плыть, даже лететь часами и не обнаружить людского жилья. Зато можно встретить медведя, проследить полет орлана, увидеть бурление воды, рассекаемой стадами красных рыбин; можно остановиться перед совсем не испуганным встречей песцом или притормозить лодку, чтобы пропустить плывущую нутрию... Здесь Собрались самые высокие в Евразии вулканы. Здесь дуют ветры, сгибающие стволы деревьев. Здесь горячая земля; подземная топка подогревает ручьи и реки, водопады и природные бассейны. А временами избыток энергии выплескивается то взрывом вулкана, то извержением гейзера. Камчатка, с ее всего лишь полумиллионным населением и территорией почти в полмиллиона квадратных километров,— один из немногих у нас больших районов с умеренным климатом, где сохранилась первозданная природа. Но использование ресурсов этой земли все ускоряется. В бассейне реки Камчатки рубят лес. Развивается сельское хозяйство — население уже в значительной степени обеспечено продуктами * местного производства. Растут города и поселки. Проектируется новая мощная электростанция на подземном тепле. Воздействие на природу становится все внушительнее. И как результат — все острее проблема сохранения и разумного использования этого уникального района страны. Уже высказана и обсуждается идея сделать Камчатку своеобразным научным полигоном, где люди будут учиться сотрудничать со средой обитания, а не разрушать ее. Это, естественно, не означает превращения Камчатки в гигантский заповедник (хотя на ее территории и расположен один из самых больших в СССР заповедников — Кро- ноцкий). Подразумевается грамотное развитие тех отраслей хозяйства, которые или уникальны, или традиционны для этого края: использование тепла земли, рыболовство и особенно рыбоводство, оленеводство. Расположенная в зоне активного вулканизма, Камчатка — идеальное место для изучения процессов рудообразова- ния, фундаментальных проблем внутреннего строения планеты. Многое может дать Камчатка наукам о живом. Изучение термофильных бактерий и водорослей, обитающих в горячих ключах, Извергается вулкан Толбачик имеет не только научный интерес, но и практический. Приспособившись жить «в кипятке», эти организмы вырабатывают очень стабильные, «прочные» белки, которые могут быть крайне полезны для выполнения молекулярных операций в генной инженерии. Да и происхождение самой жизни, возможно, связано с синтезом органических веществ в природных химических реакторах — вулканах. Идея превращения Камчатки в полигон для научных исследований кажется заманчивой, но, пожалуй, слишком романтичной, что ли, для нашего практического века. Хотя одно вовсе не противоречит другому. Да, собственно, этот край уже стал всесоюзной лабораторией. Сюда съезжаются специалисты со всех концов страны, из разных институтов и лабораторий. На страницах нашего журнала уже было рассказано о ведущихся здесь исследованиях в области вулканологии и биологии (см. «Химию и жизнь», 1980, № 12 и 1981, № 1). В августе прошлого года сотрудники и авторы журнала снова побывали в этих краях. Во время поездки были проведены устные выпуски «Химии и жизни» — .для рабочих и педагогов, рыбаков и пограничников, вулканологов и бурильщиков, школьников и журналистов, моряков и геологов. Эти встречи дали журналу новых авторов и новые темы для публикаций. ГОРЯЧАЯ ЗЕМЛЯ На Камчатке раскаленная в глубинах земли магма подходит к поверхности так близко, как нигде в нашей стране. Не только прямо под вулканами, но и на обширной территории вокруг них горные породы прогреты до сотен градусов. Вокруг вулканов и даже далеко от них бьют горячие источники и паровые струи. Среди множества проблем, которыми занят Институт вулканологии, важное место занимают исследования этих кладовых подземного тепла, или, как их еще называют, гидротермальных систем. Задача состоит в том, чтобы как можно полнее изучить эти системы и предложить способы их практического использования. Вот одна из таких возможностей. Поверхностная влага, просачиваясь по трещинам в глубь земли, добирается до раскаленной магмы и, нагревшись или превратившись в пар, возвращается 1* 3
на поверхность. Температура магмы даже под уснувшим вулканом достигает сотен градусов. Поэтому пар получается перегретым — температура его значительно выше 100 °С, а давление может достигать десятков атмосфер. В общем, очень похоже на то, что происходит в котле обычной тепловой* электростанции. Естественно, возникает идея использовать этот пар для вращения турбин электростанции. Идея эта уже реализована — около тридцати станций в разных странах работают на подземном тепле. Одна из них — на юге Камчатки, в Пау- жетке, построена девятнадцать лет назад (в репортаже, опубликованном в «Химии и жизни» в 1979 г., мы уже рассказывали подробно об этой геоТЭС). Опыт эксплуатации Паужетской станции убедил, что подземное тепло действительно надежный и дешевый источник энергии. Теперь предстоит сделать следующий шаг. На Камчатке исследовано около 140 бассейнов горячих подземных вод. Кстати, даже там, где природа не позаботилась создать подземную котельную, ее можно основать, пробурив под углом друг-к другу две скважины: если в одну закачивать воду, то из другой пойдет перегретый пар. Такая искусственная система даст очень дешевую электроэнергию. Но, конечно, многое предстоит еще продумать и рассчитать, прежде чем удастся по-деловому взяться за освоение энергии магматических очагов. Сегодня же интересы энергетиков сосредоточились на Мутновском геотермальном месторождении. Здесь, вблизи вулкана Мутновский, километрах в ста южнее Петропавловска, обнаружено мощное термальное поле. Месторождение простирается на 600 квадратных километров. Температура выбрасываемого пара достигает 270 С, а давление его — 40 атмосфер. По оценкам специалистов, здесь можно построить электростанцию мощностью до 200 мегаватт, то есть в сорок раз превзойти уже действующую Паужетскую. В масштабах Камчатки это очень много. Строительство новой мощной электростанции ставит сразу множество сложных проблем. Их решением заняты сейчас сотрудники Института вулканологии ДВНЦ АН СССР вместе с нефтяниками и гидрогеологами из Камчатского и Сахалинского геологических управлений. ДОРОГА К ВУЛКАНУ Наш путь на Мутновское геотермальное месторождение начался с базы гидрогеологов, расположенной неподалеку от Петропавловска, в поселке Термальном. Мы выехали из Термального на мощном «Урале» рано утром. Вначале дорога была вполне приличная — грунтовая, не без выбоин, конечно, но не хуже,- чем в средней полосе России. Погода стояла прекрасная. Так что мы предвкушали приятное и недолгое путешествие — длиной всего-то шестьдесят километров. Необычное началось сразу же, как только мы выехали из поселка. В ручейке, по соседству с дорогой, среди клубов пара весело резвились дети, хотя день был довольно прохладный — градусов десять, не больше. В окрестностях поселка много термальных источников. Их с успехом используют: отапливают дома — большие, пятиэтажные; обогревают крупнейший на Камчатке тепличный комбинат, поставляющий круглый год свежие овощи. В Термальном построили прекрасный бассейн с нагретой подземным теплом водой, хотя вокруг хватает и естественных горячих водоемов. Через несколько километров приличная дорога кончилась, то есть, как нам показалось, дорога кончилась вообще. Она превратилась в две глубокие колеи, но, по мнению нашего водителя Валерия Один из красивейших вулканов в мире — Кроноцкий
Татищева, раз есть колея, значит, есть и дорога. Машина въехала в русло небольшой, но быстрой речки и резво запрыгала по камням, объезжая завалы из огромных валунов и обломков деревьев, которые образовались в июне во время бурного таяния снегов. Не успели мы проехать и километра, как нагнали «Москвича», засевшего по самые стекла кабины посередине следующей реки. Трое автотуристов прыгали на берегу, пытаясь согреться после вынужденного купания. Согласно неписаным камчатским правилам, наш водитель не только вытащил «Москвича» из воды, но и не уехал, пока не убедился, что мотор легковушки в порядке, а у людей есть все необходимое, чтобы поесть и обсушиться. Мы спросили, как называется река. И получили ответ: речка Поперечка. Вообще-то можно было и не спрашивать. Вскоре мы убедились, что на Камчатке почти все маленькие речушки или Поперечки, или Мутнушки, или в крайнем случае Озерные. Еще через полчаса Валерий остановил машину и дал гудок, хотя вокруг, насколько хватало глаз, простирался совершенно дикий пейзаж и никого, кроме нас, здесь явно не было. Но гут мы увидели сбоку от машины огромный валун. На нем выбиты три фамилии. Летом 1981 года сель, сорвавшийся со склонов вулкана Вилючинский, настиг здесь машину, в которой было три человека. Все трое погибли.- Валун- был тоже принесен селем, он сделался памятником. Двинулись дальше. Оказалось, что русло реки вовсе не самый сложный участок дороги, Нас ожидал подъем в гору, на- столько крутой, что временами казалось, будто машина вот-вот обрушится вниз. — Сейчас лето, не свалимся,— успокаивал нас водитель.— Вот зимой другое дело. Бывает, трасса обледенеет так, что машину можно втащить наверх только тягачами. Вот почему наверху, на перевале, оборудована промежуточная станция. Это несколько домиков, где, дежурит спасательная бригада с тракторами и где можно пообедать и передохнуть. Но станция — это только половина пути до цели нашего путешествия. Дальше начинается спуск, и тут уж и хозяева соглашаются, что дороги нет. Машины идут по земле камчатской — такой, какая она есть. Путешествие на Мутновку убедит любого в удивительных и разносторонних достоинствах нашего «Урала». Машина оборудована устройством для регулирования давления в щинах, и это выручаег в тяжелых дорожных ситуациях/ Нам пришлось и переползать на спущенных шинах через сыпучие пески, и прыгать с обрыва в русло высохшей речки, и пересекать россыпи камней, напоминающие прямо-таки лунные пейзажи. В конце концов, спустя" пять часов после выезда из Термального, мы прибыли в поселок у подножия вулкана Мут- новский. Строительство электростанции, конечно, потребует нормальной дороги. Ее уже начали прокладывать и, надо думать, сделают в недалеком времени. Пока же труд водителей, колесящих по этой трассе изо дня в день — и летом, и зимой, в любую погоду, нельзя цё назвать героическим. ПОСЕЛОК ДАЧНЫЙ Поселок у подножия вулкана издали действительно похож на дачный пригород где-нибудь под Москвой. Множество ярко окрашенных домиков расположились регулярными рядами на плоскогорье. Вблизи, однако, сходство пропадает. Домики подняты на сваи, примерно на метр от земли. Вдоль улиц проложены трубы, из которых там и тут вырываются
паровые струйки. Это пар из недр подается для отопления. В одном из домиков устроена гостиница, где нас и поселили. Но отдыхать с непривычки трудно. Низкий утробный рев разносится над округой. Он не смолкает ни днем, ни ночью. Это ревет струя пара, вырывающаяся неподалеку из разведочной скважины. В будущем этот пар будет вращать турбины электростанции, а пока что не дает уснуть новичкам. Бурение разведочных скважин — главная работа, которой заняты сейчас гидрогеологи. Мачты буровых вышек рассеяны вокруг поселка. Необходимо составить как можно более точное представление о запасах подземного тепла, выяснить пути циркуляции термальных вод и пара. Бурить очень трудно. Породы поддаются с трудом. Здесь вообще много проблем, которые справедливо назвать трудными. Это и бездорожье, и суровый климат — ветры свирепствуют осенью и зимой прямо- таки ураганные, и сильные морозы, и снежные завалы. А кроме того, есть проблемы и чисто технические. Трубы, краны, сваи — все здесь покрыто белыми натеками. Это выделяются из воды растворенные в ней вещества. Поднимающаяся с глубин вода насыщена минеральными солями и газами. Самые неприятные из них — кремниевая кислота и сероводород. При контакте с кислородом воздуха сероводород переходит в серную кислоту. Подкисленная вода, да еще при высокой температуре и давлении, быстро разрушает краны и заглушки, вызывает бурную коррозию труб. Те же проблемы с измерительной аппаратурой. Приборы, кабели, термопары — все разрушается быстро, слишком быстро. Уже сейчас, на стадии разведочных работ, здесь надо было бы использовать арматуру и приборы из специальных, особо устойчивых материалов. Но пока ничего этого нет. Ясно, что абсолютно те же проблемы встанут и при эксплуатации будущей геоТЭС. Значительная часть ее оборудования должна быть нестандартной. Разработка такого оборудования уже началась. Ну а как поведет себя сам вулкан? Не рискованно ли затевать столь большое строительство у его подножия? На эти вопросы должны ответить вулканологи. Одновременно с геологической разведкой идет разведка вулканической И сейсмической обстановки в обширном районе вокруг места будущего строительства. Изучают не только вулкан Мутновский, но и расположенные неподалеку Горелый и Вилючинский. Опасность может прийти и от них — всего три года назад произошло довольно мощное извержение Горелого. НЕ УГАДАТЬ, А ПРЕДСКАЗАТЬ Действительно, приступая к большому строительству в столь неспокойном районе, необходимо предусмотреть возможные капризы стихии. Требуется дать оценку вулканической опасности. А для этого в первую очередь надо знать предысторию событий — сколько и каких извержений было в этом районе за истек*шие столетия и тысячелетия. Вот почему внимательно исследуются характер разброса вулканических бомб и пепла, объем изверженных пород и застывших лавовых потоков, особенности их химического состава. Уже выданы первые деловые рекомендации для строителей — где размещать будущую электростанцию, так, чтобы в случае извержения сюда не докатился поток лавы, не долетели вулканические бомбы. Учитывается возможность обрушивания склонов, возникновения селей и снежных лавин. Естественно, все здания проектируются сейсмостойкими. И во всей этой подготовке особое внимание уделяется наиболее надежным методам предсказания самого извержения. Это — уже непосредственная забота вулканологов. Предсказание извержений и землетрясений — одна из основных тем, разрабатываемых в Институте вулканологии. Эти работы камчатских ученых получили широкое международное признание. Например, правительство республики Никарагуа пригласило советских геологов, геоморфологов и геохимиков под руководством кандидата геолого-минералогических наук И. А. Ме- няйлова оценить вероятность извержения вулкана Момотомбо, а также исследовать термальное месторождение у его подножия, где уже работает электростанция на подземном тепле. Среди сложных процессов, происходящих в недрах земли перед извержением вулкана, есть такие, которые проявляют себя на поверхности. Это изменение состава выделяющихся газов, а также сейсмическая активность — толчки и колебания земной коры, возникающие при
перемещениях магмы. Сейсмический метод достаточно надежен. В 1975 году именно он позволил точно предсказать извержение Толбачика, а в марте 1983 г.— извержение Ключевской сопки. Но сейсмические прогнозы кратковременные, так как сигналы о беспокойстве в земной коре проявляются незадолго до извержения. Кроме того, случаются извержения и без.сейсмической подготовки. Предсказать события на более длительный срок можно по изменению химического состава и температуры вулканических газов. Поэтому здесь, на Мутновке, вулканологи внимательно следят за характеристиками выходящих газов. Вот и сейчас из базового лагеря Института вулканологии отправляется отряд вулканохимиков в кратер Мутновского, чтобы взять очередные пробы. Жаль, что времени подняться вместе с ними к кратеру нет. Да, наверное, и не взяли бы — путешествие, судя по всему, не для дилетантов. Но информацию из кратера мы все же получим. Договариваемся со старшим научным сотрудником Юрием Тараном о том, что он расскажет об этих исследованиях и опишет поход. Просьба, как убедится дальше читатель, выполнена. Г. ВОРОНОВ, В. ИВАНОВ, В. СТАНЦО, А. СУХАНОВ. В. ЧЕРНИКОВА Место эксперимента - кратер вулкана Кандидат химических наук Ю. А. ТАРАН Поскольку эта статья посвящена вулка- нохимии, с предметом исследования которой знаком, думается, не всякий, сообщим для начала следующее. В круг задач вулканохимии входит изучение летучих продуктов вулканизма, то есть тех, которые при высоких температурах отделяются от магмы или застывающей лавы и достигают поверхности в виде вулканических газов. Ближе всего к своему изначальному составу эти газы во время извержений вулканов, когда на волю изливается или выбрасывается тысячеградусная магма. Почти совсем утрачивают они свою первородную сущность, встретившись на сравнительно небольшой глубине с подземными водами и являясь нам в виде растворенных или свободных газов горячих источников, окружающих вулканические массивы. И наконец, что-то среднее получается в фумаролах — парогазовых струях с температурой от 100 до 800 °С, бьющих в кратерах вулканов в периоды между извержениями. Вулканохимия изучает и те, и другие, и третьи газы. Зачем? Чтобы, помимо удовлетворения чисто научного любопытства, научиться предсказывать, или, как сейчас говорят, прогнозировать, извержение вулкана. Как показывает опыт, изменения в 7
Еще несколько метров — и эксперимент в швлтере мотно считать успешно явмершенным. (Яавле&ние метры подъема и* Активной воронки Мутновшкого вулкана.) by.. ^i!<W/'v ^Щр
Минимальный комплект для отбора вулканических газов составе и температуре вулканических газов происходят перед извержением обязательно и, по-видимому, гораздо раньше, чем возникают заметные для приборов движения земной коры в этом месте, или сейсмическая подготовка. За год до извержения вулкана Горелый на Камчатке в 1979 году было ясно, что что-то произойдет: фумарольная активность в одном из кратеров этого дремлющего с 1931 года вулкана усилилась во много раз. Перемены были видны даже без всяких измерений, невооруженным глазом. За год до начала извержения Шивелуча — самого северного вулкана Камчатки, в 1979 году, в двух фумаролах было отмечено резкое повышение температуры (от 100 до 300 ПС) и очень заметно по сравнению с измерениями прошлых лет изменился состав газов. И точно из этого места в следующем, 1980 году, выполз громадный лавовый купол. Подобные изменения- предвестники были отмечены и на курильском вулкане Эбеко, и на новозеландском Уайт-Айленд — везде, где налажены регулярные наблюдения. Как же добываются эти сведения? Вот об этом-то и пойдет речь дальше. Поскольку извержения происходят сравнительно редко, а отбирать пробы газа из извергающегося вулкана удается не всегда, то в обязанности вулканохи- миков входит постоянная работа в кратерах вулканов, пребывающих в так называемой «межэруптивной» стадии, то есть между извержениями. Чтобы выполнить основную задачу — отобрать и проанализировать вулканический газ, необходимо успешно и вовремя решить несколько специфических и довольно сложных проблем. Чтобы представить себе эту специфику, перенесемся мысленно на Камчатку и совершим стандартный маршрут в кратер стандартного вулкана. Отберем газ, измерим температуры, проанализируем пробы.. Но сначала доберемся до этого кратера. ОБСТАНОВКА И ПЛАН Камчатское лето. Кратер вулкана находится примерно в двадцати километрах от базового лагеря, где сосредоточено все снаряжение отряда, заброшенное сюда вертолетом. Путь в кратер лежит через два перевала, через несколько глубоких распадков, по снежникам и каменистым осыпям, вверх, на высоту примерно 2000 м над уровнем океана. 9
Базовый лагерь расположен у подножия вулкана, на отметке около 800 метров. У входа в кратер есть одно нехорошее место: крутой снежник, часто в это время покрытый наледями. Метров сто траверса. В кратере, представляющем собой огромную, неправильной формы чашу диаметром около трех километров,— пять основных «режимных» объектов. Это фумаролы с температурами от 100 до 600 ' С, две из которых — самые высокотемпературные — расположены в так называемой Активной воронке, в яме стометровой глубины с очень крутыми, осыпающимися стенками. Здесь находится центр последнего извержения вулкана, которое произошло, скажем, 15 лет назад. Примерно в получасе ходьбы от кратера есть место для палаток: недалеко ручей с питьевой водой, большие камни защищают от ветра, площадка ровная, и здесь почти не чувствуется «адского» запаха, который издает смесь хлористого водорода, сернистого газа и сероводорода, заполняющая кратер. Вот такая обстановка. Добавим только, что камчатское лето, да еще на высоте 1500—2000 метров, балует хорошей погодой эпизодически, а ходить по горам в плохую погоду — привилегия туристов и альпинистов, то есть отдыхающих. Мы же на работе, существует техника безопасности и просто здравый смысл, который во имя той же работы обязывает свести всякий риск к минимуму. Теперь план. Отряд из пяти человек, по крайней мере двое из которых имеют опыт передвижений в горных условиях, выходит из базового лагеря в маршрут с десятидневным запасом продовольствия и располагается лагерем у входа. в кратер. На это достаточно одного дня, лишь бы не было тумана. Для работ в кратере нужно два рабочих дня, лучше два солнечных или по крайней мере не туманных и не дождливых. Это для выполнения полной программы. Если ее немного урезать, то хватит и одних суток, но гораздо более напряженных. Поскольку заранее неизвестно, как все сложится, то первый день работы независимо ни от чего должен быть напряженным. То есть урезанную программу нужно постараться выполнить в любом случае. Потом следует все пробы и записи тщательно упаковать и живыми и здоровыми вернуться в базовый лагерь. Это еще один день. И примерно неделя — резерв, главным образом из-за погоды, а также на случай непредвиденных обстоятельств. СНАРЯЖЕНИЕ Что касается снаряжения, то вулкано- химический отряд не отличается тут от любого другого, уходящего в маршрут в горы на десять дней. За исключением, конечно, научного оборудования и некоторых средств химической защиты. Кроме обязательных палаток, спальных мешков (лучше пуховых — они компактные, легкие и теплые), примусов, бензина, теплой одежды, мыла, гвоздей и спичек нужно еще кое-что. Каждый должен быть обут в высокие резиновые сапоги. Это обязательная деталь одежды, поскольку, не говоря уже о преодолении многочисленных ручьев и речек на пути к вулкану, работать в кратере безопасно только в этой обуви (в ней можно достаточно долго ходить по горячей поверхности — даже по текущему лавовому потоку). Обязательны» темные очки, лучше две пары. Совер-, шенно необходимы для работы плотные перчатки. Каски — для тех, кто будет спускаться в Активную воронку. Из личного снаряжения отметим еще специальные легкие противохимические респираторы, а если их нет, то легкие противогазы. В рюкзаке должно остаться место и для общественного груза. Продукты, портативная рация типа «Карат», 150 м капронового фала, ракетница с ракетами, радиоприемник, фотоаппараты и пленка, еще многое другое по мелочам и, наконец, научное оборудование. Перечислим его подробно, чтобы, не дай бог, не забыть какую-нибудь важнейшую мелочь. Позже, во время собственно работы, будет ясно, что для чего. Электронный термометр с термопарным датчиком. Датчик — это полутораметровый щуп и пять метров кабеля. Кварцевые и титановые пробоотбор- ные трубки вместе с термопарой упаковываются в специальный тубус, похожий на те, в которых носят чертежи. Шланги из силиконовой резины — всего метров 10. Тефлоновая трубка сечением 5—8 мм — с десяток обрезков для соединения шлангов. Два стеклянных больших шприца емкостью 100— 150 мл. Три стеклянных трехходовых крана. Две емкости для охлаждающей смеси и 1 кг поваренной соли, химически чистой. 10
Тридцать барботеров (промывалок) емкостью от 20 до 100 мл, из которых двадцать заполнены растворами поглотителей. Шесть заранее, в базовом лагере, вакуумированных ампул с тефлоно- выми кранами. Емкость этих ампул около 400 мл, в каждой из них 50 мл крепкого раствора щелочи. Ампулы и ёарботеры — в специальных контейнерах. Для барботеров лучше, всего подходят котелки из-под примуса «Шмель»; ампулы размещают в специальной коробке с гнездами из пенопласта. Десять бутылочек емкостью 200 мл со специальными пробками из силиконовой резины под медицинский шприц, пять из них заранее вакуумированы. Пять бутылочек на 50—100 мл с такими же пробками (подойдут и большие пробирки). Пять полиэтиленовых флаконов на 50—100 мл и еще пять — на 500 мл. Два литра дистиллированной воды и 200 г сухой чистой щелочи — КОН или NaOH. Литровая газовая пипетка с делениями и двумя припаянными трехходовыми кранами — сверху и снизу. Две шта- тивных лапки. Две трубки из вакуумной тонкой резины со шприцевыми иглами на концах. Два литровых аспира- , тора. Маленькая лопатка и большой полиэтиленовый мешок. Трубка Пито. Вроде все. Надежная упаковка этого хозяйства с учетом дальнейшего передвижения по сильно 'пересеченной местности с 30- килограммовым рюкзаком — задача сложная и еще до конца не решенная. Некоторые предпочитают обычные мягкие абалаковские рюкзаки и амортизацию с помощью теплой одежды и спальных мешков. Другие — станковые рюкзаки, к которым снизу, ниже поясницы, привязывают палатку, а сверху, выше головы,— спальный мешок. Так или иначе, стекло берется с небольшим запасом и размещается по разным рюкзакам. Рано утром, попив чайку и договорившись о связи и контрольном сроке, вулканохимический отряд выходит в вул- канохимический маршрут. НЕМНОГО ТЕОРИИ Пока отряд преодолевает на пути к вулкану чисто практические трудности, у нас есть время потеоретизировать. Состав вулканических газов, в общем, однообразен. Основные компоненты: Н20, С02, S02, H2S, HC1, Н2, СОь CH4, СО, NH.j, HF, S2—в больших или меньших количествах присутствуют всегда, но сколько и какого из них — зависит от многих факторов. При высоких температурах всегда имеются хлориды и фториды металлов, а также аэрозольные частицы, представляющие собой или суб,- л и маты летучих солей металлов, или посторонние вещества, чисто механические примеси. Атомарный состав вулканических газов целиком и полностью обусловлен химическим составом той порции магматического вещества, которая породила эти газы. Молекулярным же составом управляют химические термодинамика и кинетика. Во время извержений, когда температура на поверхности текущих лавовых потоков или лавовых озер приближается к 1000 С, скорости реакций велики и молекулярный состав очень близок к равновесному. Другими словами, если мы внаем, сколько каких атомов содержит определенный объем газа, то с помощью правил химической термодинамики довольно просто рассчитать на ЭВМ, сколько и каких молекул, состоящих из этих атомов, будет находиться в смеси, в равновесии друг с другом и расплавом, от которого они отделяются. Чтобы в этом убедиться, поступают следующим образом. Организуют экспедицию, добираются до места извержения. На лавовом потоке или с поверхности лавового озера отбирают пробы газа, замеряют температуру и некоторые другие параметры самого расплава. На месте или вернувшие ь в лабораторию, с помощью газовой хроматографии, масс-спектрометрии или других методов определяют в пробах молекулярный состав. Рассчитывают на ЭВМ, каким он должен быть, и сравнивают с тем, что получилось на самом деле. В большинстве случаев, если пробы отобраны правильно и аккуратно, наблюдаемый состав очень близок к рассчитанному. И это очень плохо. Почему? Да потому, что этот факт не дает пищи для дальнейших размышлений. Равновесие оно и есть равновесие. Информация о том, что было раньше, до того, как расплав попал на поверхность, с какой глубины, что встречалось ему по дороге, полностью утрачена. Высокие температуры и большие 11
скорости газбвых реакций погубили информацию. Пессимизм здесь, конечно, несколько утрирован. На самом деле есть еще очень много нерешенных задач, связанных именно с равновесием, с расчетом многокомпонентных и гетерогенных равновесий. Да и наблюдаемые составы горячих газов иногда не укладываются ни в какие равновесные рамки. Некоторые компоненты, например метан, часто оказываются в громадном избытке по сравнению с тем, что должно быть в равновесии. Ил и, наоборот, бывает очень трудно обнаружить компонент, который обязан присутствовать в заметных количествах,— это относится, например, к кар- бонилу серы COS. Ну, и так далее. Когда же вулкан находится в более или менее спокойном состоянии, не извергается, а лишь «дымит» своими фума- ролами, изучение газового состава и измерение температуры этих фумарол уже в принципе дают информацию, к тому же практическую. Поднимаясь к поверхности через массив вулканического конуса и через толщу рыхлых отложений кратера, вулканические газы заметно охлаждаются, и скорость реакций в них резко падает, поэтому их состав в некоторой степени «замораживается», отвечая (если считать его равновесным) более высоким температурам, чем температуры при их выходе на поверхность. Как только в магматическом очаге вулкана начнется подготовка к новому извержению, как только возникнет некое движение, скрытое от глаз наблюдателей, но сопровождающееся там, внизу, изменением давления и температуры, так сразу же должен измениться компонентный состав газов, даже если температура фумарол будет оставаться еще некоторое время неизменной. Термодинамика дает нам правила, согласно которым по отношениям некоторых макрокомпонентов газов можно уловить эти тайные приготовления к катаклизму. Какие это компоненты? Все те, которые были перечислены выше. А отношения в основном между восстановленными и окисленными их формами, то есть CO/COL>, Н2/Н2О, H2S/SO2 и более сложные отношения типа СН4/С02Н20, H^S/SO.H.O. Чтобы обнаружить эти химические изменения, нужно, естественно, сравнить то, что получено сейчас, с тем, что было раньше, скажем, год назад. Или месяц назад. А может быть, вообще состав фумарольных газов меняется сильно и часто, ежедневно, ежечасно или ежеминутно, и эти изменения совсем не связаны с температурой и давлением на глубине, а обусловлены какими- то другими, лежащими на поверхности, в прямом и переносном смысле, причинами? Может быть. Ветер, дождь, снег, холод, жара, оползень — совокупность метеорологических и механических факторов вполне может изменить^ состояние такой системы, как смесь реагирующих газов. Можно ли отделить «сигнал» от «шума»? Полезную информацию о готовящемся извержении от известной из передач по радио и телевидению информации о погоде? Существует мнение, что можно и нужно. Очень трудно, но необходимо. Трудно хотя бы потому, что каждый маршрут в кратер вулкана — это событие. Трудно потому, что еще не существует специальных датчиков, которые бы длительное время надежно работали при температурах выше 200 иС в исключительно агрессивной среде. Трудностей много, но они преодолимы. Поэтому пока необходимо регулярно сравнивать то, что отобрано сейчас, с тем, что было отобрано в прошлом. И делать это «вручную». Например, так, как это будет делать вулканохимический отряд, который уже готов к выходу в кратер. ПРАКТИЧЕСКАЯ ВУЛКАНОХИМИЯ Раннее утро. Погода, как говорят на Камчатке, звенит. Последние километры от палатки до кратера преодолеваются быстро и без приключений. В кратере, у самого входа, есть небольшая ровная площадка, чуть приподнятая над дном, где можно расположиться, осмотреться, в последний раз проверить снаряжение и добавить последние штрихи к уже разработанному плану операции. Кратеры вулканов бывают разные. Часто это огромная, размером больше Лужников чаша с почти отвесными парящими стенками. На дне этой чаши может плескаться горячее озеро или лежать снег. Иногда, как в нашем случае, кратер открыт в. одну сторону из-за эрозии или когда-то случившегося направленного вулканического взрыва. В такой кратер можно «войти». Часто бывает так, что кратер полностью забит льдом и снегом, а фумаролы выходят из трещин на склоне вулкана. Кратера может и не быть вовсе — тогда вершину вулкана венчает лавовая пробка. 12
Наш кратер устроен сложно. Здесь перемешались следы нескольких катастроф, случившихся в разное время. На дне кратера бурлят большие и маленькие кипящие котлы и возвышаются двух-, трехметровые купола из чистой серы ярко-желтого цвета. С юго-восточного борта в кратер сползает* большой ледник, а на западе небольшая перемычка отделяет главный кратер от сравнительно небольшой (метров триста в диаметре), забитой снегом и -льдом воронки взрыва. А еще дальше — Активная воронка. , Отряд делится на две самостоятельные группы, каждая из которых должна отобрать пробы из своего объекта. Наш объект — фумарола, температура которой в прошлом году составляла 265°, она расположена на Верхнем фумароль- ном поле. Это поле представляет собой площадку в несколько сот квадратных метров, верхняя часть которой почти упирается в ледник, нависший над кратером, а низ немного не доходит до дна кратера. Вся площадка интенсивно парит, средняя температура ее поверхности превышает 150 °С. Из отверстия диаметром не больше 10 см с характерным шипением вырывается струя бесцветного газа; содержащийся в нем водяной пар конденсируется на небольшой высоте, и струя, объединившись со своими многочисленными соседями, образует громадный шлейф, который мотается по воле ветра из стороны в сторону. Видимость в этом облаке не больше метра. О запахе лучше не говорить, а просто надеть противогаз или респиратор. Подняли повыше голенища сапог, надели перчатки, застегнулись на все пуговицы. Теперь можно начинать. Сначала — измерение температуры. В отверстие фумаролы, поглубже, вставляется щуп термопары (это может быть и термометр сопротивления). Он присоединяется кабелем к цифровому регистратору, и вот уже замелькали цифры: 100, 150, 200, 240, 245... 272. Стоп! Итак, 272 °С. В прошлом году было 265. А три года назад — 280. Размышлять некогда. При такой температуре вполне подойдет титановая пробоотборная трубка. Термостойким силиконовым шлангом она подсоединяется к двум пустым барботерам, которые в свою очередь соединены трехходовым краном с большим шприцем. Барботеры погружаются в охлаждающую смесь, проще выражаясь,— в снег (слава богу, на Камчатке снега хватает и летом). Несколько десятков качков шприцем, и в барботерах собирается достаточно много конденсата. То, что не сконденсировалось, а осталось в шприце, то есть собственно газ, выдувается не в атмосферу, а в литровую газовую бюретку, залитую предварительно насыщенным раствором поваренной соли. Только никакой спешки! Шприцем качать медленно. Иначе невозможно будет рассчитать очень важный параметр — отношение объема газа к весу конденсата. Часть конденсата переносится в полиэтиленовый флакон емкостью 50 мл. Этого больше чем достаточно ддя анализа изотопного состава воды. Остальная часть сливается в большой флакон — она пойдет на химический анализ катионов. Газ, отобранный в большую газовую пипетку, обогащается раствором щелочи. В одном из аспираторов готовится литр этого раствора, и аспиратор подсоединяется к крану пипетки. Щелочь растворяет «кислые» газы СО2 и сероводород, а заодно и поджимает оставшиеся в пипетке нерастворимые в щелочи газы Нг, СН4, азот, благородные и другие, в том числе и более тяжелые углеводороды. С помощью шприцевой^иглы этот непо- глощенный газ переводится в вакууми- рованную заранее бутылку че,рез специальную пробку. Очень хочется все сделать побыстрее, но процедуру эту приходится повторить несколько раз, поскольку основная часть вулканического газа — это все-таки кислые компоненты, до 99 % (без воды, конечно). Главное назначение этой пробы — изотопный анализ метана, водорода и благородных газов. Далее в простую бутылку (можно емкостью 200 мл) отбирают общий газ прямо из шприца и отмечают время отбора. Эта проба будет проанализирована в базовом лагере на а-активность, то есть на содержание в вулканическом газе радиоактивного благородного газа радона. Теперь между титановой трубкой и шприцем вставляется батарея барботе- ров: два наполнены кислым раствором ацетата кадмия, а- два — баритовой водой. Ацетат кадмия поглощает сероводород, CdS выпадает в виде яркого желтого осадка; Ва(ОН>2 поглощает углекислый газ и оксиды серы; выпадает белый осадок. Сульфид кадмия затем идет на анализ изотопного состава сульфидной .серы, а смесь карбоната, 13
сульфита и сульфата бария — на изотопный анализ углерода С02 и серы в оксидах серы. И наконец, последняя и самая основг ная проба, из которой, вообще говоря, можно определить все перечисленные выше компоненты и их изотопный состав. Непосредственно к титановой трубке через короткую муфточку из силиконовой резины присоединяется вакууми- рованная, заранее взвешенная специальная ампула с щелочью. Ее нужно держать вверх дном и по возможности поливать сверху водой или обкладывать снегом. Осторожно открыть тефлоновый краник и стоять так, чуть-чуть# встряхивая ампулу, минут десять—пятнадцать, пока в нее не «насосется» кубиков 30—50 конденсата. Ампулу закрыть, надписать и спрятать подальше. Все. Ах, нет! Как всегда, забыли измерить скорость выхода струи трубкой Пито. На это достаточно нескольких секунд. В дневник записывается высота подъема подкрашенной воды в U-об- разной трубке, и работу на фумароле можно считать законченной. Со стороны эта деятельность выглядит весьма комично. Главным образом потому, что в противогазах общаться можно только с помощью жестов. Довольно частый жест — характерное ввинчивание указательного пальца в собственный висок. Прошло около трех часов. Отсюда, сверху, видно, что вторая группа тоже закончила работу на «своей» фумароле и идет к площадке. Нужно немного отдохнуть, подышать свежим воздухом и, пока позволяет погода, доделать работу в главном кратере. В Активную воронку — завтра. Работа на фумаролах Активной воронки мало чем будет отличаться от только что проделанной. Разве что титановую трубку там нужно заменить на кварцевую, потому что при температурах выше 400° титан «горит», то есть реагирует со многими компонентами вулканических газов. Но вот добраться до этих фумарол — целая проблема. Здесь-то как раз и понадобятся те самые 150 метров капроновой веревки, каски, альпинистские навыки и высокая вулканохими- ческая квалификация: все надо делать быстро, точно и скорее вылезать — противогазы и респираторы не выдерживают , больших концентраций ядовитых газов. Будем считать, что все прошло удачно. Погода во время работы была хорошей, все пробы отобраны и доставлены в базовый лагерь. Правда, пришлось трое суток пережидать под вулканом, пока рассеется туман, но это даже хорошо. Работа сделана, можно и поваляться в палатке, отдохнуть и' отдышаться. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ВУЛКАНОХИМИЯ Отряд вернулся в Институт через месяц. За это время произошло много всяких интересных и неинтересных событий, проделана работа на скважинах и горячих источниках расположенного рядом с вулканом гидротермального месторождения. Но об этой работе как-нибудь потом. Сейчас нужно срочно приступить к анализу многочисленных проб, ящики с которыми загромоздили все помещения лаборатории. Химики-полевики превращаются в обычных химиков-экспериментаторов. У каждого свой, весьма ответственный участок работы: хроматографический анализ газов, «мокрая» химия, физико-химические методы анализа ионных компонентов в конденсатах, подготовка проб к изотопному масс-спектрометрическому анализу. Вот как, например делается полный анализ вулканических газов на макрокомпоненты. Та самая специальная ампула с тефло- новым краником взвешивается, и по разности определяется полный вес взятой пробы. Потом по вакуумметру определяют количество газов, которые не поглотились щелочью. Поворот ручки, и вот уже на самописце вычерчивается хрома- тограмма, а интегратор отстукивает цифры концентраций: Н2, 02, N2, CH4, СО... Теперь очередь газов, растворенных в щелочи. Это обычная аналитическая химия. Сначала определяют серу, окисляемую иодом: H2S, SOf", S2Og и т. д. Потом общую серу. По разности, с помощью простой арифметики рассчитывают отдельно H2S и S02. Потом на рН-метре потенциометрическим титрованием определяют общий карбонат, то есть С02. По Мору — СГ~, ион-селективным электродом F-. Отдельно в кислом конденсате определяется NHJ, то есть аммиак. Наконец, составлена таблица с такой шапкой: Шифр пробы Дата отбора н,о со2 H2S НС1 н2 N2 о2 сн. NH, 14
Цифры, которые мы проставим в соответствующих колонках, и будут основным итогом. А за цифрами концентрат ций можно при желании и воображении увидеть и еще раз пережить наиболее яркие моменты полевого сезона. В это же самое время ответственный за изотопию проводит долгие часы у универсального вакуумного стенда по очистке газов. С помощью всякого рода ухищрений, включающих вымораживание жидким азотом, сухим льдом, сжигание в печках над различными окислителями и катализаторами, удается перевести чистый компонент в маленькую ампулу и ручной горелкой отпаять её. Эти ампулы разбивают в специальном устройстве прецизионного масс- спектрометра, который точно измеряет, сколько дейтерия или |80 в воде, сколько изотопа МС в COL> или в метане, сколько изотопа J4S в H2S и SO2 и т. д. ' Это очень важные характеристики газов, не менее важные, чем просто компонентный состав. Кроме того, на масс-спектрометре определяют весь спектр благородных газов от гелия до ксенона и их изотопный состав. Осталось определить еще множество микрокомпонентов. Это и тяжелые углеводороды, и катионы металлов, и, возможно, какие-нибудь экзотические молекулы типа аминокислот или порфири- нов. Здесь уже нужна специальная аналитическая техника. ОПТИМИСТИЧЕСКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таблицу с концентрациями макрокомпонентов «режимных» газов нужно, как уже говорилось, сравнить с прошлогодней и объяснить различия, если они есть. И поступать так в течение многих лет. Если «повезет», если вулкан, за которым ведут химические наблюдения, за время этих наблюдений подготовится к извержению и оно произойдет, тогда — хорошо, прогноз будет. А если не повезет? На одной Камчатке 29 действующих вулканов. Около сорока — на Курилах. За всеми не уследишь, просто не хватит времени и сил. Значит, нужна какая-то страгегия. Эту стратегию можно выработать только с помощью комплексного подхода, на основе достижений вулканологии в целом. Вулканохимия — это только часть вулканологии. Вулканология методами геофизики, геологии и геоморфологии, а также просто из соображений безопасности населения выделяет из всей совокупности действующих вулканов наиболее активные, наиболее опасные, наиболее «перспективные». На них и следует отрабатывать весь комплекс методов прогноза, включая вулканохими- ческий. Уже существуют методы долгосрочного прогноза извержений, но они неточны в своей основе. Хорошо зарекомендовали себя сейсмические методы краткосрочного прогноза. Но нет никаких методов, кроме химических,- которые бы за год, за полгода до извержения с уверенностью подсказали: скоро здесь что- то будет. Но химические методы следует совершенствовать. По всем «перспективным» вулканам с тридцатикилограммовым рюкзаком за одно лето не побегаешь. Управиться бы с двумя-тремя. Как совершенствовать? Взгляните на шапку таблицы газового состава: SO2, H2S, С02, HC1, HF — какие это «близкие»,~~привычные компоненты для тех, кто занимается охраной и анализом окружающей среды. Загляните в РЖ «Аналитическая химия»: сколько всевозможных патентов, статей, сообщений о химических «сенсорах» — электрохимических, фотометрических, лазерных и прочих датчиках, рассчитанных именно на эти компоненты! Разместить бы эти датчики по всем потенциально опасным вулканам, и по телеметрическому каналу связи прямо в вычислительную машину Института вулканологии потечет информация о составе и температуре фумарол. Нужно не такое уж большое усилие... Заманчиво, что и говорить. Но все же выскажем надежду, что вулканохимикам не грозит тотальное превращение в операторов дисплейно-телеметрического. комплекса. Прежде всего, «небольшое, усилие» — это на самом деле годы и годы интенсивной полевой и лабораторной работы. Во-вторых, автоматика потребует постоянного технического надзора и химического контроля. И наконец, в-третьих, даже если основная проблема — прогноз извержений — окажется надежно решенной, у химии вулканов останется еще достаточно проблем для исследования. А посему очередным камчатским летом, когда погода, как здесь говорят, звенит, отряд из пяти человек, по крайней мере двое из которых имеют опыт передвижений в горных условиях, выйдет из базового лагеря с десятидневным запасом продовольствия... 15
Энергетика и энергоресурсы, эта основа основ народного хозяйства — план ГОЭЛРО, Донбасс, бакинские нефтепромыслы и добыча торфа глубоко интересовали Владимира Ильича Ленина, были предметом его постоянной заботы. В этом номере журнала, который увидит свет в ленинские дни, мы вновь обращаемся к теме рационального, основанного на последних достижениях науки, использования горючих ископаемых и других минеральных ресурсов нашей страны. На очереди — битумы Кандидат, геолого-минералогических наук И. М. КЛИМУШИН, кандидат геолого-минералогических наук Л. И. ФЕРДМАН Битум — слово обиходное, потому что это название одного из хорошо известных всем ходовых строительных материалов, который получают в самом конце длинной цепи нефтепереработки. Миллионами тонн идет битум в дорожное строительство — для приготовления асфальта, сотнями тысяч тонн — для гидроизоляции крыш, межэтажных перекрытий, трубопроводов. Но не об этом материале пойдет здесь речь, а об ископаемом сырье, которому древние дали названия «пузырящаяся смола» (лат. pixtumen), «горная, смола» (лат. bitumen). Оцениваемые мировые запасы этого природного сырья огромны, по крайней мере соизмеримы с потенциальными запасами жидких углеводородов. Но разведано и под- Генетическое древо природных битумов
готовлено к добыче кладовых «горной смолы» вдесятеро меньше, чем нефтяных и нефтеконденсатных месторождений (см. таблицу). На то были веские причины. Точнее, не было веских причин, достаточных экономических стимулов Щ1я разведки природных битумов, освоения месторождений, добычи. Добывать нефть, которая бьет из-под земли фонтаном или, на худой конец, выкачивается насосами, легче, чем густую, вязкую, а то и твердую массу. (Напомним, что вязкость обычных нефтей не выше 5 сантипуаз, тяжелых — от 50 до 1000, битумов — от 1000 до миллионов.) А цдя строительства вполне хватало и хватает тяжелых остатков нефтепереработки. Положение изменилось в последние десятилетия в связи с обострившимся нефтяным голодом, угрозой истощения мировых запасов жидких углеводородов, поисками альтернативных источников углеводородного сырья. Впрочем, все это достаточно хорошо известно. Альтернативных источников углеводородного сырья всего три: угли, сланцы и битумы. Перспективы каждого из них заслуживают серьезного и обстоятельного анализа. И поэтому здесь мы будем говорить только о битумах, тем более что у этого вопроса богатая история, главным образом древняя* Но есть и новая. А новейшая, надо полагать, только начинается. Достаточно сказать, что одна из крупнейших на сегодня в мире фирм по переработке природного битумного сырья — канадская компания GCOS (Great Canadian Oil Sands)., вложив несколько лет назад четверть миллиарда Мировые запасы нефтяного сырья* Виды нефтяного сырья Потенциально извлекаемые ресурсы, млрд. т всего в том числе добыча достоверные запасы перспективные и прогнозные запасы денность, % Выра- ботан- ность, % Обычная нефть и конденсат 270,4 41,9 73,9 155,3 42,6 15,5 Тяжелая нефть 115,1 3,6 1,2 110,3 4,3 3,3 Природные битумы 85,2 0,03 3,1 82,1 3,7 0,04 * По данным X сессии Мировой энергетической конференции (МИРЭК), Стамбул, 1977 г. долларов в строительство перерабатывающего битум завода, выпускает свыше 3,5 млн. т в год «синтетической» нефти из битума и отпускает ее потребителям по цене вдвое выше себестоимости. Дело оказалось более чем выгодным. Однако историю вопроса следует все- таки излагать в хронологической последовательности. Исполинские каменные плиты основания Вавилонской башни и фрагменты фундаментов крупных строений — вот все, что сохранилось от столицы некогда огромного и могущественного государства Древнего Востока. Наверное, и древние плиты Вавилона не уцелели бы, если бы не укрепляли их битумом— загустевшей, окисленной нефтью. В соседней с Вавилонией Мидии битумом цементировали колодцы и булыжники мостовой. Воинственные халдеи, прославившие себя ратными подвигами в борьбе за Вавилонию, широко использовали битум в строительстве оросительных каналов и дорог. А совсем неподалеку, на месте современного Кувейта, археологи нашли следы городов, основанных 5—7 тысячелетий назад. И там среди строительных материалов — битум. Археологические материалы* клинописные таблички, папирусы, библейские тексты не оставляют сомнений в том, что применение битума началось на заре человеческой цивилизации. Вначале их наиболее широко использовали в качестве лечебного средства: халдейские маги оставили любопытные рецепты мазей от кожных болезней и ревматизма. Во втором тысячелетии до новой эры египетский фараон Тутмос Ш издал специальный указ о взимании с городов дани в виде нефтяного битума — щ\я врачевания раненых (битумом пропитывали бинты) и бальзамирования умерших. Битумные лекарства и мази мы находим в книге «О лекарственных средствах», написанной известным древнегреческим врачом Педанием Диоско- ридом в 70 г. н. э., а задолго до него смесями битума с салом, серой и вином врачевал великий Гиппократ. Многие из этих средств вошли в рецепты мазей и бальзамов, распространенных в средневековье. Да и современная медицина сохранила в своем арсенале «горную смолу». На известных курортах Нафталан в Азербайджане и Труска- вец на Украине нефть, битум и озокерит широко применяют для лечения различных недугов. 17
Несколько тысяч лет назад зародилось судоходство* мореплавание. Моряки смолили корпуса судов, канаты. Для этого тоже требовался битум. На побережье Средиземноморья найдены следы древних смоляных промыслов, следы «горной смолы», которой смолили лодки, торговые и военные корабли. 331 год до новой эры. Сорокатысячная армия Александра Македонского завершила свое победоносное шествие по землям Египта, Финикии, Месопотамии. Впереди был Вавилон — последняя цитадель царя Дария. Александр не сомневался в успехе и, отпустив из шатра приближенных, заснул крепким сном на своем походном ложе. Едва первые лучи солнца коснулись башен Вавилона, солдаты Александра Македонского начали штурм. Но когда они достигли крепостной стены, на их головы начали падать огромные огненные шары, вся земля окрест превратилась в море бушующего огня. Один из огненных снарядов, погасив пламя, доставили Александру Македонскому. «Петролеум?» — с удивлением произнес полководец, едва коснувшись темной маслянистой массы, пропитавшей хлопковый шар. Это был всего лишь один из военных эпизодов, в котором обороняющиеся применили битум, чтобы преградить неприятелю дорогу огнем. Страшную мощь битумных огнеметов испытали на себе легионеры римского консула Луция Лициния Лукулла в сражениях с сирийцами. Зажигательные смеси на основе битума и нефти применяли сын Чингисхана Угедей, Тамерлан, Жанна д'Арк. Именно по ее указанию капитан Дюнуа создал корпус «ракетчиков», которые подожгли в 1429 г. занятый англичанами небольшой город. А русские воины в многочисленных сражениях с иноземными захватчиками использовали стрелы и копья с ветошью, смоченной битумом. Его на Руси в те времена звали «земляной смолой». Промышленность прошлого века и особенно нынешнего внесла серьезные коррективы в использование природных битумов. Из них стали получать масла и смазки; их стали использовать в лакокрасочной промышленности, в строительстве теплотрасс и трубопроводов — как гидроизоляционное и антикоррозионное покрытие. Сравнительно недавно в природных битумах обнаружили редкие металлы: ванадий, скандий, рений, золото, вольфрам, молибден, титан, уран, германий, зачастую в промышленных концентрациях. И есть уже полупромышленные установки по извлечению ванадия из битуминозных пород. Но главное, что привлекает ныне внимание к «горной смоле», это возможность получать из нее жидкое топливо, «синтетическую нефть». Причем возможность отнюдь не теоретическая — технология «синтетической нефти» вполне доступна современной нефтехимии, о чем свидетельствует опыт, например, упомянутой уже канадской компании. Основная трудность, надо полагать, не в технологии переработки, а в технике добычи, которая кардинально отличается от традиционных методов нефтедобычи. А это отличие обусловлено физико-химическими свойствами природных битумов, особенностями их залегания — в жилах или излияниях, асфальтовых озерах. Природные битумы — производные нефти. Вот их генетический ряд: нефти — мальты — асфальты — асфальтиты — кериты — озокериты — антрак- Распределение мировых запасов битумов по глубине залегания 10 20 30 доля.% -г- 40 18
ж-50 50H 100- ">.ч**ч •*^ Vr*^-' 1504 В тридцатые годы в долине реки Оленек (неподалеку от побережья моря Лаптевых) геологи обнаружили многочисленные выходы твердых битумов. Три десятилетия спустя экспедиция Института геологии Арктики пробурила здесь разведочные скважины. Выяснилось, что месторождение образовано мощными линзами битуминозных песчаников пермского периода. Протяженность этих линз — десятки километров, а ширина достигает 10—12 км солиты. Соотношение количеств углерода и водорода (С/Н) в нем возрастает от мальты G—8) до антраксоли- тов A00 и выше). Это определяет различие свойств ископаемого сырья разных месторождений. Мальты — вязкие, сгустившиеся нефти — содержат 40— 65% масел, не менее 35% асфальто- смолистых веществ; в асфальтитах более 75% асфальто-смолистых, так что это уже не жидкое, а твердое сырье. Разные способы добычи, разные способы переработки. Карьерный способ добычи битумов известен с давних времен. С помощью открытых разработок в глубокой древности добывали асфальт в Сирии, Египте, Персии, а в начале нашего столетия и в США. У нас в стране в двадцатые-сороковые годы на Шугуров- ском месторождении в Татарии битум для дорожного строительства также извлекали открытым способом. Здесь работал небольшой завод, который перерабатывал до 500 тыс. кубометров битуминозных песчаников в год. Асфальт и сейчас добывают в карьерах Оренбургской и Куйбышевской областей. В крупных масштабах карьерный способ нашел применение на месторождении Атабаска в Канаде. Битуминозную породу здесь добывают мощными роторными экскаваторами и драглайнами в двух .карьерах, откуда ленточные транспортеры уносят ее на перерабатывающие заводы. Из породы горячим способом (водой, паром и щелочью) экстрагируют битум, а из битума получают жидкое и газовое топливо, да еще элементарную серу и кокс. Шахтные способы добычи битума тоже известны давно. Однако сегодня шахт осталось совсем немного. У нас в Бори- славе шахтным способом с глубины 250 м извлекают озокерит, а на Ярег- ском месторождении в Коми АССР — высоковязкую нефть. На Ярегском месторождении действуют четыре шахты глубиной 200—300 м. 19
Карьерные и шахтные способы позволяют наиболее полно извлекать битум из пласта. Но у них немало недостатков. Добыча сырья в карьерах и шахтах приводит к образованию отвалов пустой породы, которые необходимо рекультивировать. Условия работы в шахтах, как известно, не из лучших, да и производительность добычи невысока. Скважинные методы извлечения битумов начали применять в начале века. Были испытаны различные способы добычи, среди которых самыми эффективными оказались термические: обработка породы паром и внутрипластовое горение. В битумный пласт через специальные нагнетательные скважины непрерывно поступает перегретый пар. При его температуре (свыше 150°С) вязкость битума снижается в десятки раз, начинается расщепление тяжелых углеводородов, текучая жидкость легко выдавливается давлением пара через добывающие скважины. Несколько иной механизм извлечения битума в так называемом пароциклическом методе. Скважину «пропаривают» в течение 10—14 суток. Пар в пласте конденсируется, и горячая вода постепенно вытесняет разжиженный битум из мелких пор горной породы в крупные. Жидкие углеводороды легко извлекаются на поверхность. Обычно проводят 10—12 циклов такой обрабоки каждой скважины. Естественно, что от цикла к циклу отдача скважины снижается, и все же иногда удается извлечь до 50—55% содержащегося в породе битума. Сегодня особые надежды связывают с методом внутрипластового горения*. Через нагнетательную скважину в пласт закачивают воздух, вязкую нефть или битум црджигают. По пласту распространяется фронт горения, впереди которого движется вал горячей воды, легких углеводородов, нефти. Легкая жидкость фонтанирует через эксплуатационную скважину. Бесспорно, это эффективный, высокопроизводительный метод, но полнота извлечения углеводородного сырья оставляет желать лучшего _ 25—35%. В общем, у каждого из способов добычи битума есть свои достоинства и * Об этом методе подробно рассказано в статье Г. А. Балуевой и М. С. Вигдергауза «Скважины на Южном Куполе» («Химия и жизнь»», 1981, № 2). — Ред. свои недостатки. И выбор метода во многом зависит и от особенностей месторождения, и от выбранного способа переработки сырья. Природные битумы распространены во многих районах земного шара, однако месторождения, имеющие промышленное значение, находятся в основном на глубине до 500 м. В нашей стране такие залежи обнаружены на Урале и в Поволжье, в Коми АССР и Татарии, на Украине и в Белоруссии, в Грузии и Туркмении, на полуострове Мангышлак и на Чукотке, у побережья моря Лаптевых и в Прикарпатье, на Камчатке и в Забайкалье. Наиболее разведаны битумы Татарии. Здесь пробурено около 2 тысяч скважин, выявлено более 300 битумных залежей. Наша страна не испытывает нехватки нефти, вопрос о получении жидких углеводородов из природных битумов для нас пока что, может быть, не столь актуален. Но сбрасывать со счета наши битумные богатства нельзя. Во-первых, потому, что запасы нефти все же не безграничны — истина банальная, но требующая постоянного повторения. Во- вторых, потому, что комплексная переработка битума позволяет получать, кроме традиционных нефтепродуктов, еще целую гамму необходимых народному хозяйству веществ — редкие металлы, серу и ее соединения, кокс. Пока что добыча битума, используемого для переработки только в топливо, обходится недешево. Нефть обходится дешевле. Но при комплексном использовании «горной смолы» по экономической эффективности добычи и переработки она может приблизиться к нефти, а то и превзойти ее. Что же касается другого конкурента — угля, то уже сейчас «битумная» нефть дешевле «угольной». В утвержденных XXVI съездом партии «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 —1985 годы и на период до 1990 года» указано на необходимость совершенствовать технологию добычи высоковязкой и битумной нефти. Начата большая работа, в которой принимают участие и Академия наук СССР, и институты ведущих наших промышленных отраслей и их предприятия. По сути дела, предстоит поднять битумную целину, которой мы до сих пор едва касались. Задача трудная. Но решить ее необходимо. 20
Ресурсы Взять целиком Доктор химических наук Н. Б. УРЬЕВ Каждому, кто бывал в районах добычи полезных ископаемых, наверняка бросались в глаза горы пустой породы — побочного и, к сожалению, неизбежного продукта при добыче сырья из недр. Любого, по существу, ископаемого, будь то уголь или металлические руды, фосфориты или сланцы. Зачастую доля ценного продукта, с огромным трудом извлекаемого из руды, составляет ничтожную часть перерабатываемой горной массы. «В грамм добыча — в год труды»— не просто поэтическая метафора. Не всегда пустая порода и вправду пустая. Нет бесполезных химических элементов, и комплексная переработка минерального сырья — актуальнейшее направление современной технологии. Но не только на современных (в этом смысле) предприятиях идут горные работы. И порождают, помимо прочих, проблему отвалов и терриконов. Пустые породы создают еще несколько проблем. Как правило, этот побочный продукт основного производства представляет собой высокодисперсный порошкообразный материал, пылящий при малейшем ветре. Множество месторождений полезных ископаемых и мест их переработки находятся как раз в тех районах, где сильные ветры отнюдь не редкость. Это — и Украина, и Казахстан, и многие районы Сибири. Нельзя сказать, чтобы пустая порода не находила применения. К примеру, «горелые» породы, оставшиеся после добычи угля, используют в строительстве, в первую очередь дорожном. Некоторые виды отходов применяют в производстве строительных материа-% лов, в частности в качестве добавки к цементу или извести. Однако и материалоем- кая стройиндустрия пока не может использовать десятки и сотни миллионов тонн пустой породы, скопившихся к настоящему времени. Другая проблема, связанная с добычей полезных ископаемых, на первый взгляд лежит в совсем иной плоскости, нежели проблема пустой породы^ Речь идет о степени извлечения из подземной горной выработки того, что мы хотим извлечь. В большинстве случаев при добыче угля или руд подземным способом значительную часть их приходится оставлять под землей нетронутыми, в виде так называемых целиков. Делается это для того, чтобы горное давление не могло разрушить выработку, раздавить ее. Столбы-целики вместе со специально устанавливаемой шахтной крепью принимают на себя тяжесть лежащих над выработкой мощных пластов. При этом под землей остается до половины (а иногда и больше) ценного сырья. Дань безопасности. Горных инженеров издавна привлекает лежащая вроде бы на поверхности идея: заставить работать на прочность оставшуюся после переработки и извлечения ценного сырья пустую породу, вновь «загнав» ее в выработанное пространство под землей. Идея, повторяем, не нова. Предлагались различные способы использования пустой породы в качестве закладочного материала. Однако, чтобы пустая порода могла работать, ее надо скрепить связующим, реальнее всего цементом. И прочность будет, и, главное, образующееся в первый момент после смешения с цементом и водой «тесто» можно загнать в подземные пустоты по трубопроводам. И уже затем, после того как эта масса станет достаточно прочной и закладочный материал сможет воспринять горное давление, начинается разработка оставшихся целиков угля или руды. Идея чрезвычайно привлекательная, потому что позволяет «убить сразу двух зайцев»: практически полностью извлечь ценную руду и почти полностью утилизировать пылящие «хвосты». Такая технология с замкнутым циклом, безотходная по сути, полностью отвечала бы современным требованиям — и экономическим, и экологическим. Однако попытки реализовать эту чрезвычайно, привлекательную идею натолкнулись на множество препятствий и противоречий. Чтобы транспортировать по трубопроводу пастообразную смесь из пустой породы, цемента и воды на несколько километров от места ее приготовления, смеси необходимо прежде всего придать максимальную подвижность — текучесть, то есть наименьшую вязкость. Иначе она просто не «полезет» по трубе из-за огромных гидродинамических сопротивлений. Самый простой и общепринятый при решении аналогичных задач путь (например, в технологии приготовления бетона) состоит в том, что в состав смеси вводят избыток воды. Однако для горного дела этот прием неприемлем. Избыток воды (минимально необходимый избыток!) на практике оказывается столь большим, что взвесь в процессе транспортировки расслаивается — крупные частицы оседают в изгибах трубопровода и в конце концов полностью его закупоривают. Процесс аналогичен природному — взвешенные в воде быстрых рек частицы ила, глины и песка оседают на дно, скапливаясь и изменяя русло именно 21
Принципиальная схема безотходной технологии добычи руды с заполнением пустот в горных выработках твердеющей смесью пустой породы, цемента, ПАВ и воды. Из горных выработок 1 извлекается руда, при этом часть ее остается под землей в виде целиков 2. Пустая порода после извлечения ценных компонентов идет в отвалы 3, а оттуда Через дозаторы 4 одновременно с цементом, водой и ПАВ поступает в смеситель 5 непрерывного действия. Затем по трубопроводу € смесь транспортируется в пустоты горных выработок, заполняет их и там твердеет. Трубопровод опирается на упругие амортизаторы 7; это необходимо, поскольку прикрепленные к трубопроводу вибраторы заставляют его все время подрагивать, чтобы на изгибах не откладывалась твердеющая смесь на изгибах... Но если даже такую смесь и удастся доставить в пустоты горных выработок, то избыток воды резко замедляет твердение смеси, понижает ее прочность, увеличивает усадочные явления и приводит к перерасходу дорогостоящего цемента. Да и самую воду надо куда-то девать. Попытки уменьшить количество воды в закладочных смесях неизбежно приводили к многократному росту вязкости. Смесь транспортабельна, сохраняет свою текучесть при содержании воды, как правило, не меньшем, чем масса твердых компонентов, то есть во- до-твердое отношение (В/Т) по массе обычно не менее единицы. И чем мельче частицы пустой породы и цемента (или, как говорят, чем выше их дисперсность), тем больше воды нужно вводить в смеси для сохранения их текучести. Иначе даже при незначительном уменьшении содержания воды смеси становятся нетранспортабельными, и трубопроводы забиваются очень быстро. Задача: избавиться от такого огромного избытка воды, создать закладочную смесь с минимумом воды и в то же время сохранить ее достаточную подвижность, текучесть. Решение этой задачи позволило бы опять-таки убить сразу двух зайцев: скорость твердения смеси, заполнившей пустоту в горной выработке, выросла бы столь же значительно, как и прочность отвердевшего материала. Но это еще не все: меньше воды — меньше цемента. И усадка тоже меньше. Подход к этой проблеме с позиций физико-химической механики позволил наметить реальный путь решения ее на практике. Как и в случае с бетоном, количество воды, вводимой в смесь, всегда в несколько раз больше минимально необходимого. Необходимого для гидратации, для образования твердого цементного камня. При В/Т=1 количество воды в принципе в несколько раз больше того количества, которое необходимо для нужной текучести. К этому выводу" привел несложный расчет. Но практика-то показывала обратное! В чем причина этого противоречия? Дело в том, что из-за высокой удельной поверхности твердых компонентов (то есть поверхности, отнесенной к единице массы порошка пустой породы и цемента) очень велика избыточная поверхностная энергия на границе раздела фаз. Законы термодинамики диктуют самопроизвольное течение таких процессов, при которых межфазная поверхность и соответствующая ей энергия будут уменьшаться. Именно поэтому практически мгновенно твердые частички сцепляются между собой через тончайшие прослойки воды, образуя рыхлые пространственные структуры. Свободная энергия системы в результате такого преобразования уменьшается. В ячейках этих пористых, как губка, структур удерживается огромное количество воды (сюда-то и уходит ее избыток!). В одной из статей, опубликованных в «Химии и жизни» A979, № 3), мы уже писали о таких структурах. 22
Как же все-таки высвободить воду, содержащуюся в огромном избытке внутри структурных ячеек? Наиболее простой и естественный путь состоит в том, чтобы разрушить структурную сетку, ослабив связи между частицами (изменяя химическую природу их поверхности) и одновременно прилагая к твердым частицам во время приготовления и транспортировки смесей некую внешнюю силу. Сцепление в контактах позволяют ослабить ничтожные (десятые доли процента) добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ). Объемное же разрушение структуры достигается воздействием вибрации с определенными частотами и амплитудами. Сочетание физико-химических (ПАВ) и механических (вибрация) воздействий позволяет разрушить структурные сетки быстро и изотропно, то есть одинаково во всех направлениях. При этом вода, изгнанная из разрушенных сеток, активно пластифицирует смесь, придавая ей необходимую и, что не менее важно, регулируемую текучесть. Эти два основополагающих принципа физико-химической механики были заложены в основу технологии приготовления и транспортировки закладочных смесей для заполнения пустот горных выработок на Ачисайском полиметаллическом комбинате в Казахстане. Перемешивание «хвостов» обогатительных фабрик с цементом (доля цемента — 5—7 %), водой и растворенными в ней добавками ПАВ идет в установках непрерывного действия. Идет с большой скоростью. Затем приготовленная смеюсь транспортируется по трубопроводу, установленному на упругих амортизаторах. Вибраторы, укрепленные на трубопроводе через каждые сто метров, заставляют его колебаться с регулируемой частотой и амплитудой. Кстати, вибраторы эти выпускаются серийно и весят сравнительно немного. Регулируя параметры вибрации (проще всего, амплитуду колебаний), можно поддерживать любую заданную степень разрушения структуры смесей в процессе их транспортировки. Вязкая смесь, по консистенции напоминающая густую зубную пасту, легко движется по многокилометровому трубопроводу в глубь горной выработки, не забивая его и почти не откладываясь на стенках. Достигнув нужного места, она заполняет ставшие ненужными штреки и штольни. Уже через сутки масса твердеет и приобретает ту минимальную прочность, которая достаточна, чтобы переложить на затвердевший материал горное давление, тяжесть лежащих выше слоев горной породы. Реализация этой технологии, сочетающей стопроцентное извлечение дорогостоящей руды с полной утилизацией отходов ее переработки, чрезвычайно выгодна экономически и вместе с тем весьма перспективна для решения проблем экологии. Все это уже доказано практикой промышленного производства и многомиллионной экономией. Производительность комплекса (по закладочному материалу) — 1 млн т в год. Это многие тонны дополнительно извлеченной ценной руды. Архив Уильям Рамзай об энергетическом кризисе В Петрограде, в самый разгар гражданской войны была издана в русском переводе брошюра «Элементы и энергия» английского химика, первооткрывателя инертных газов Уильяма Рамзая, посвященная проблеме, которая возникла, как нередко считается, только в наше время. В Англии брошюра вышла в 1911 году; мотивы, по которым ее решили опубликовать спустя несколько лет в Советской России, по-видимому, связаны с топливным голодом, который тогда испытывала наша страна. Мы публикуем с сокращениями отрывок из брошюры. ...Я думаю, надо в общем согласиться с тем, что Афинская республика достигла в отношении литературы и философской мысли такой высоты, которая никогда еще не была превзойдена. Причину этого не трудно найти: значительная часть ее населения имела много досуга, так как обладала большими средствами; она имела время размышлять и обсуждать плоды своих размышлении. Каким же путем было это достигнуто? Ответ весьма простой: у всякого свободного грека было в среднем по крайней мере пять рабов, исполнявших его приказания, разрабатывавших его рудники, возделывавших его поля и вообще избавлявших его от физического труда. В настоящее время мы, англичане, находимся в гораздо лучших условиях; население британских островов достигает в круглых цифрах 45 миллионов; на наших фабриках сжигается ежегодно по крайней мере 50 миллионов тонн угля. Вообще принимают, что потребление угля на одну лошадиную силу равно приблизительно 5 фунтам. Этот расчет дает 7 миллионов па- 23
ровых лошадей в год. Во сколько же раз паровая лошадиная сила превышает силу человека? Я пришел к определению ее следующим образом: обитатель области Гималаев может снести 230 фунтов плюс его собственный вес, то есть в общем 400 фунтов на вершину горы высотой в 4000 футов в течение 8 часов; это составит приблизительно одну двадцать пятую часть лошадиной силы; следовательно, семь миллионов паровых лошадей составят около 175 млн. человеческих сил. Предполагая, что каждая семья состоит приблизительно из 5 лиц, найдем, что наши 45 млн. жителей составят 9 миллионов семейств; разделив общую сумму человеческих сил на число семейств, мы должны будем заключить, что каждая британская семья имеет в своем распоряжении в с реднем о коло 20 «илотов» вместо пяти, принадлежавших афинской семье. В 1870 г. из копей Вели кобритании было добыто ПО млн. тонн каменного угля, и с тех пор эта цифра увеличивалась на 3 330 000 тонн в год. Общее количество угля, которое можно добыть из ныне известных копей, равно приблизительно 100 000 млн. тонн; если скорость разработки будет и дальше* возрастать так же, как теперь, то весь наш уголь будет совершенно израсходован в течение 175 лет. Быть может, нам возразят, что в будущем увеличение добычи пойдет более медленным темпом. Но почему же? В течение последних 40 лет не было заметно никаких признаков замедления. Можно было бы, пожалуй, сказать еще, что 175 лет — долгий срок; но это не так: я сам видел человека, отец которого сражался в войсках претендента Карла в 1745 году,— около 170 лет тому назад! В жизни нации 175 лет — это один момент. С 1905 по 1907 г. количество угля, добытого в Соединенном королевстве, возросло с 236 до 268 млн. тонн, то есть до 6 тонн на голову населения, против 31Ь тонн в Бельгии, 2*/2 — в Германии и 1 тонны во Франции. Наше торговое преобладание и наше превосходство в конкуренции с другими европейскими нациями, насколько можно судить, немало зависит от сравнительной цены угля; и когда наши цены, под влиянием приближающегося истощения запасов, поднимутся, то мы можем ожидать быстрого приближения голода и нищеты. Несколько лет тому назад я был поражен оптимизмом моих ненаучных друзей в отношении нашего будущего; поэтому я высказал мысль об образовании комитета Британской научной гильдии с целью исследования наших источников энергии. Научная гильдия заручилась содействием целого ряда выдающихся ученых специалистов, и каждый из них доставил в настоящее время отчет о специальном источнике энергии, ему близко известном. В этих отчетах были рассмотрены условия пользования углем и его продуктами, а также способы наиболее экономичного их употребления; сверх того были еще рассмотрены следующие источники энергии: возможность утилизации морских приливов и отливов, внутренняя теплота земного шара, ветры/ солнечная теплота, водяная сила, распространение лесов и употребление в качестве топлива дерева и торфа, наконец, возможность того, что мы научимся управлять несомненно совершающимся, но чрезвычайно медленным распадом элементов и сумеем воспользоваться освобождающейся при этом энергией. В нашей стране было бы непрактично пытаться, использовать земную теплоту с помощью глубоких колодцев; хотя путем эксплуатации морских приливов и отливов, ветров и водных потоков мы можем, несомненно, получить некоторое количество энергии, но сравнительно с тем, что мы получаем при сжигании угля, количество это прямо-таки ничтожно; в нашем умеренном и изменчивом климате мы не можем возлагать никаких надежд на непосредственную утилизацию солнечной теплоты; наконец, было бы безумием серьезно рассчитывать на возможность получить некоторое коли честно э нерги и путем ускорения выделения ее в процессе атомных превращений. Столь же маловероятной кажется нам мысль о том, что мы будем когда- нибудь в состоянии утилизировать энергию, развиваемую вращением Земли вокруг своей оси или ее обращением вокруг Солнца. Несомненно, надо обратить внимание на утилизацию наших лесных богатств и торфяных запасов. Наши соседи и соперники, Германия и Франция, затрачивают ежегодно 2 млн. фунтов стерлингов на содержание и эксплуатацию своих лесов и получают от них ежегодно 6 млн. чистого дохода. Несомненно, мы могли бы с выгодой им подражать. Сверх того, развитие наших лесов повело бы к росту запаса водяной силы, потому что с почвы, лишенной леса, выпадающие в виде дождя осадки быстро стекают в море, а не идут на поддержание обычных запасов воды, где их гораздо легче утилизировать. Было предложено немало проектов утилизации наших торфяных запасов; я полагаю, что в Германии торфяной промысел более выгоден, в нашем же сыром климате нельзя рассчитывать на то, что большая часть содержащегося в торфе обильного запаса воды может быть удаляема путем естественного испарения, а без этого добывание торфа не может быть выгодно. Таким образом, мы должны рассчитывать главным образом на наши запасы угля как на источник энергии 24
и на средство к обеспечению существования нашего населения; и мы должны стремиться к возможно более экономному расходованию угля, если только желаем обеспечить возможно более продолжительное существование нашей нации. Мы можем соблюдать необходимую экономию многими путями: введением турбин с двигателями переменного тока, что позволит понизить расход угля на паровую лошадь с 4 или 5 фунтов до 1'Ь — 2 фун.; дальнейшей заменой турбин газовыми двигателями, что дает экономию в 30 % всего количества энергии, развиваемой углем,— следовательно, расход угля на паровую лошадь при этом понизится до 1 или 1'|4 фун.; наконец, можно переводить уголь в энергию близ самих копей и затем передавать ее на место в виде электричества, как это уже и теперь делается в округе Тайн. Можно также достичь экономии, заменив ульеобразные коксовые печи усовершенствованными; в 1909 г. из общего количества 60—70 млн. тонн угля приблизительно 6 млн. было превращено в кокс в таких усовершенствованных печах, чем достигается ежегодное сбережение от 2 до 3 млн. тонн угля. Следует также сделать дальнейший шаг вперед, заменив уголь или кокс в металлургических, химических и других предприятиях газом. Но надо помнить, что для достижения экономии газообразное топливо не должно нести на себе бремя повышенных расходов по перевозке и распределению. Проблема домашнего отопления также должна привлечь к себе наше внимание. Обсуждение ее всего легче начать с вопроса о дыме. Хотя действительная потеря тепловой энергии в форме дыма невелика — не более '12 % всего потребленного топлива, однако дым является видимым знаком напрасной растраты топлива и небрежного отопления. На промышленных предприятиях работа кочегаров все более и более вытесняется механическими приспособлениями, обеспечивающими правильное поддержание огня и полное сгорание угля. Но мы все еще отличаемся крайней расточительностью в расходовании угля на нужды домашнего отопления. Здесь нельзя, вероятно, рекомендовать всеобщего лекарства, годного для всех случаев; однако введение центрального отопления, газовых печей и колосниковых решеток, делающих возможной лучшую утилизацию топлива, поможет нам экономнее расходовать наш уго^ь. Можно также задать себе вопрос, не было ли бы целесообразно ускорить наступление того времени, когда мы совершенно избавимся от дыма введением штрафа в 6 пенсов за каждое нарушение соответствующего постановления; моментальная фотография позволила бы без труда устанавливать факт такого нарушения, штраф же можно было бы требовать только после трех предупреждений, сделанных полицией. То, что я хочу, вам сейчас сказать, всего лучше можно выразить с помощью аллегории. Человек зрелого возраста, перенесший все случайности детских и юношеских лет, не заботясь о своем физическом и умственном здоровье, мало-помалу приходит к сознанию, что он страдает прогрессивно развивающимся малокровием; его организм все более и более беднеет этой жидкостью, необходимой для жизни и энергии. Что он станет делать? Если он благоразумен, он посоветуется с одним или, может быть, несколькими врачами; последние определят, где гнездится болезнь, и распознают ее причины. Они укажут ему, что так как кровь необходима для поддержания здоровья, то его постигнет преждевременная кончина, если прогрессирующее обеднение организма кровью не будет остановлено. Они посоветуют ему принять известные меры предосторожности, и если больной примет эти меры, то он может питать надежду прожить по крайней мере столько же, как и его современники; если же он пренебрежет советами, его дни неминуемо будут сочтены. Когда дела идут хорошо, как это наблюдается, по-видимому, в настоящее время, фабриканты «делают деньги»; заказов у них свыше меры, и они нимало не склонны соблюдать экономию, которая не кажется им необходимой, а между тем требует времени и внимания и могла бы отвлечь мысли их служащих от главного предмета их стремлений в настоящую минуту — от извлечения наибольшей выгоды из благоприятной конъюнктуры. Поэтому всякие улучшения откладываются до будущего времени; когда же приходят плохие времена, то уже нет денег, которые могли бы быть израсходованы на улучшения, и последние снова откладываются до той поры, когда наступят лучшие времена. Что же можно здесь сделать? Мы можем идти по пути законодательного вмешательства, задачей которого было бы ослабить расхищение наших национальных богатств. Это законодательство могло бы носить как карательный, так и защитительный характер: с одной стороны, оно налагало бы наказание на расточительное расходование запасов энергии, с другой.же стороны, оно могло бы давать надлежащие указания, выдавать ссуды за низкие проценты в целях осуществления необходимых реформ... Изобретение, которое позволило бы нам превращать энергию угля непосредственно в электрическую энергию, произвело бы переворот во всех наших понятиях и методах; а такое изобретение теперь уже не представляется немыслимым. 25
Практика Как подсчитать насекомых Как подсчитать число насекомых-вредителей в пробе зерна? Визуальный подсчет долог и утомителен. Более современный акустический способ — по уровню издаваемого насекомыми шума — ненадежен, потому что некоторые насекомые пребывают в состоянии оцепенения или тепловой депрессии, они неподвижны и не издают никакого шума. Более перспективен новый способ, основанный на электробиолюминесценции, вредителей при воздействии на них электрическим разрядом. Пробу зерна A) помещают между двумя пластинами — стеклянной B) и гетинаксовой C). На электрические контакты D) пластин от высоковольтного импульсного источника E) подают разряд напряжением 18 кВ и частотой 4 кГц. Под действием разряда выдыхаемая насекомыми двуокись углерода диссоциирует на оки£Ь углерода и кислород: со2 ^со+^о2. Под действием высоковольтного импульсного разряда на стеклянной пластине появляются светящиеся точки, число которых зависит от числа насекомых в пробе Затем окись углерода вступает в обменную реакцию с атомарным кислородом, образуя возбужденную молекулу углекислоты: со+о->со* А эта молекула излучает квант света: СО* -^C02+hi\ На верхней пластине появляются светящиеся точки, их число зависит от числа вредителей. Поскольку плотность тока A0^3 А/см2) и мощность (Ю-1 Вт/см2) разряда невелики, то температура между пластинами повышается незначительно и анализ никак не влияет на жизнедеятельность насекомых в пробе. Новый способ настолько точен, что позволяет по светящимся точкам подсчитывать насекомых независимо от их физиологического состояния. «Механизация и электрификация сельсм&го хозяйства», 1983, Л£> ю, с. 55, 56. Пять секунд жара Классический, проверенный способ стерилизации лекарственных препаратов — длительный (до получаса) нагрев их в ампулах в автоклаве. Его рекомендуют в самых современных фармакопея^. Однако, как показали недавние работы группы исследователей во главе с членом-корреспондентом АН СССР В. Л. Тальрозе, с точки зрения химической кинетики, этот способ отнюдь не безупречен. Тепловую инактивацию микроорганизмов можно рассматривать как обыкновенную реакцию первого порядка, скорость которой меняется с изменением температуры в соответствии с классическим уравнением Аррениуса. Одно здесь необычно: и энергия активации, и так называемый пред- экспоненциальный множитель у такой реакции весьма велики, гораздо больше, чем те же параметры, характеризующие распад обычных химических веществ, в частности и самих лекарственных препаратов. Иными словами, вредоносные микробы, как и все живые орга- . низмы, куда чувствительнее к резким изменениям температуры, чем неживые молекулы. А ведь стерилизацию следует выполнять так, чтобы само лекарство сохранилось в целости, разрушилось не более чем на 1—2 %. Столь жесткое тех-, ническое требование удается выполнить при обычном режиме стерилизации далеко не всегда. Например, витамин В12, стерилизуемый в течение 30 мин. при температуре 120 СС (общепринятый режим), разлагается на 6 %, лобелии — на 68 %, а АТФ-— на целых 86 %. Как же обходиться со столь нежными веществами? Если раствор того же лобе- лина нагреть не до 120 с С, а даже до 155—160 СС, но очень быстро, со скоростью 20— 40 град/с, а потом, выдержав при таком жаре всего 0,25 с, еще быстрее охладить E0— 100 град /с), то потери препарата не превысят 0,7 %. Раствор АТФ при таком режиме теряет 1,7 %, а витамин В|2 — всего 0,075 %. Это вытекает из анализа кинетических уравнений и подтверждено экспериментально. Между тем, при стерилизации тепловым скачком, термическим ударом микроорганизмы несут куда более тяжелые потери. Численность бактерий Bacillus aerothermophilus (скорость нагрева 40 град/с) убывает на 11,3 порядка, a Bacillus subtilis — на целых 1820 порядков. (Последняя величина, разумеется, расчетная — она намного превышает общее поголовье микробов на нашей планете.) В общем, оказалось, что за пять секунд можно добиться значительно большего эффекта, чем за полчаса традиционной стерилизации. «Доклады АН СССР», 1983, № 3У с. 729. Карбюраторы придется никелировать Проходят испытания автомобилей «Форд-эскорт» с двигателями, работающими на метано льно-бензи новом горючем' (добавка к метанолу 10 % бензина облегчает пуск в холодную погоду). Прежде чем попасть в камеры сгорания, метанол разлагается в каталитическом конверторе на богатую 26
водородом смесь» обладающую высокой теплотворной способностью. Испытания подтвердили не только несомненные достоинства метанольного горючего, но и некоторые его недостатки, например повышенную по сравнению с бензином коррозионную активность. Для защиты от коррозии карбюраторы придется никелировать, а топливные баки делать из нержавеющей стали. «Chemical and Engineering News», 1983, т. 90, № 20, с. 39 Рекомендуется омагничивание Днепродзержинский индустриальный институт рекомендовал для коксохимических производств магнитную обработку охлаждающей воды. Такая обработка резко изменяет структуру накипи в теплообменных аппаратах; образующийся осадок (он содержит 83—85 % СаС03 ) легко удаляется с по- Микроструктура осадка накипи, образовавшейся в неомагниченной (верхний снимок) и омагниченной воде . верхности металла. Экономический эффект от использования магнитной водоподготовки на Днепродзержинском коксохимическом заводе составил 40,3 тыс. руб. в год. «Кокс и химир», 1983, № 10, cj. 38—41. Гелиотехника: последнее достижение В пластмассовую ручку зубной щетки вставлен стержень из двуокиси титана. Солнечный свет выбивает из него электроны. Электроны создают в водной пленке между щетинками щетки и зубами электрическое поле. Электрическое поле помогает удалять налет с зубов. Ге- лиощетка придумана и выпускается в Японии. tNewsweek» 1983, № Ю, с. 3. Перчатка, которая позволяет читать по ночам В ткань, из которой изготовлена перчатка, вплетены волокна-световоды. С одной стороны этих волокон (у запястья) расположены миниатюрные лампочки, а противоположные концы (на пальцах) излучают свет. Пользуясь такой перчаткой, водитель может ночью читать карту, хирург — лучше освещать операционное поле. «New Scientist», 1983, № 1372, с. 547. Сообщения из заводских газет На Уфимском заводе текстильного стекловолокна из отходов (непереработанной нити) налажено производство стеклянного холста, который применяется для изоляции трубопроводов и в качестве покрытия на дорогах, проходящих через болота. «За технический прогресс» В Ереванском объединении «На- ирит» на основе полихлоро- пренового латекса разработаны порошкообразные наириты, предназначенные для получения высококачественных обувных клеев. «Кировец» В Ленинградском объединении «Пластполимер» изготовлены опытные образцы окрашенного полистирола'. Цветные полимерные пластины будут использованы в реставрационных работах Государственного Эрмитажа. «Знамя труда» Что можно прочитать в журналах О радиационной обработке полиэтилена и поли метилметакрилата («Химическая технология», 1983, № 5, с. 27—29). О мембранных процессах газоразделения в нефтехимии и нефтепереработке («Нефтехимия», 1983, № 5, с. 579—595). Об установке для выращивания хлореллы на базе продуктов сгорания природного газа («Газовая промышленность», 1983, № 11, с. 36, 37). О базальтовой глазури для облицовочных плиток («Стекло и керамика», 1983, № 9, с. 28). О применении водомазутных эмульсий в качестве топлива для котельных («Водоснабжение и санитарная техника», 1983, № 10, с. 20. 21). О применении комплексонов для предотвращения отложений в системах оборотного водоснабжения («Цветные металлы», 1983, № И, с. 27, 28). О водно-восковом составе для защиты сельскохозяйственной техники от коррозии («Химия и технология то пли в и масел», 1983, № 11, с. 3, 4). Об оценке износостойкости синтетических нитей («Химические волокна», 1983, № 5, с. 40). О применении методов планирования эксперимента при исследовании суспензионной полимеризации метилметакрилата («Пластические массы», 1983, № 11, с. 9—11). О радиационной безопасности при использовании радиоизотопных приборов («Гигиена и санитария», 1983, № 11, с. 22—25). О замене импортного оборудования на отечественное в Мо- гилевском ПО «Химволокно» («Химическая промышленность», 1983, № И, с. 684, 685). О бессеребряных фотоматериалах в офсетной печати («Полиграфия», 1983, № 10, с. 15, 16). 27
Семена в сорочке Сейчас, в апреле, главная наша хлопкосеющая республика — Узбекистан заканчивает сев хлопчатника. Как и в последние годы, под эту культуру отводится примерно 2 миллиона гектаров земли, с которых будет собрано около 6 миллионов тонн волокна. Немалую долю этой огромной площади займут капсул и ро ванные, в полимерной оболочке, семена. Такие защищенные семена дадут полноценные всходы, из которых вырастут крепкие здоровые растения. Коробочек на них будет больше обычного, и это даст прибавку урожая даже при не очень благоприятных для хлопчатника условиях. Капсулирование семян хлопчатника (впервые в мире), опробование метода, массовое его применение — заслуга одного из самых молодых академических институтов страны — Института химии и физики полимеров АН Узбекской ССР, возглавляет который доктор химических наук С. Ш. Рашидова. Но прежде чем рассказывать о новом, введем читателей в круг проблем — обычных предпосевных проблем. ЭЛЕМЕНТЫ РИСКА Из корней, листьев и стебля хлопчатника выделено уже более тысячи индивидуальных веществ, из них получают сейчас не менее сотни полезных продуктов. Но главное все же заключено в четырехграммовой белой коробочке: переплетенные волоконца, обволакивающие спрятанные внутри семена. И то и другое — промышленное сырье: будущая пряжа и будущее масло, второе среди растительных масел по распространению в нашей стране. Но сейчас речь не о тех семенах, из которых выжимают масло, а о тех, которые сеют в отогревшуюся почву. Их собирают на особых участках и отправляют на хлопкоочистительные заводы для подготовки к се ву. В от здес ь, на заводах, да и непосредственно в хозяйствах, возникают проблемы, от точного решения которых зависит урожай. Хлопчатник — очень теплолюбивое растение, даже теплый Узбекистан оказался для него самым северным в мире районом возделывания. Чтобы собрать урожай до зимы, надо посеять как можно раньше, по первому теплу. В этом есть риск: возможно похолодание, которое погубит семена. Тогда потребуется пересев — новые семена, новые огромные затраты. Да к тому же лучшие, элитные семена сеют, надеясь на лучшее, в первую очередь... Еще элемент риска: перед севом семена замачивают, и влага, проникая к зародышу, пробуждает его. Этот процесс необратим. Но если синоптики предсказывают похолодание и сев приходится отложить, то пробужденные семена прорастают уже не в земле, а в мешках. Это — погибшие семена. ЗАЧЕМ РАЗДЕВАЮТ СЕМЕНА Семя, извлеченное из коробочки, защищено нежной пуховой оболочкой. Казалось бы, такая естественная теплоизоляция как нельзя кстати. Но у медали есть и -оборотная сторона: опушенные семена сцепляются, их труднр сортировать, калибровать и точно сеять, а отсюда большой перерасход — пер- 28
вая потеря в многоэтапной технологии. Но не последняя. Потом, когда всходы наберут силу, их приходится прореживать, удалять лишние, а это нелегкий ручной труд. И наконец, в пушинках, окутывающих семена, так легко угнездиться всякой патогенной нечисти, которая вызывает болезни хлопчатника, а значит, новые потери. Вот почему в тех районах республики, где семена могут обойтись без пухового платка, их стали оголять перед посевом. На заводах поставили ого- лительные машины, которые, к сожалению, повреждают при очистке слишком много семян. С этими механическими устройствами конкурируют аэрохимические, в которых пух удаляется серной или соляной кислотой. Это экономнее, но порождает новые трудности, свойственные химическим производствам,— нейтрализация кислых стоков, условия труда... Все же плюсы от оголения превосходят минусы, и там, где возможно, за исключением севера республики и тех хозяйств, где выращивают особо чувствительный к теплу тонковолокнистый хлопчатник, стараются сеять оголенными семенами. Сейчас ими засевают уже более десятой части всех площадей под хлопчатником. ПОСЛЕДСТВИЯ МОНОКУЛЬТУРЫ И еще одна проблема, может быть, самая сложная. Хлопчатник — ключевая сельскохозяйственная культура нескольких наших южных республик. Стране нужны миллионы тонн волокна, сотни тысяч тонн масла — и хлопчатник сеют из года в год, на одних и тех же полях, без всякого севооборота. А вовлечение в хозяйственный оборот новых орошаемых земель требует гигантских затрат. Но если неизменно возделывать одну и ту же культуру, земля устает: в ней накапливаются продукты жизнедеятельности растений, одни питательные вещества извлекаются, другие остаются в избытке. Болезнетворные бактерии, вредители, патогенные грибы, вызывающие самую страшную болезнь хлопчатника — вилт, находят здесь прибежище, кров и пищу; бороться с ними без смены культуры крайне сложно. Даже самые устойчивые сорта, выведенные селекционерами, за несколько лет в значительной мере теряют лучшие свойства. Чтобы уберечь посевы, семена обязательно протравливают на тех же хлопкоочистительных заводах. Для этого используют обычно трехкомпонентный препарат фентиурам: бактерицид три- хлорфенолят меди плюс фунгицид тетра- метилтиурамдисульфид плюс акарицид гексахлорциклогексан. Одним залпом этот препарат бьет по бактериям, грибам и клещам. Увы, осколки летят и в стороны, задевая людей, животных, почву. Да и защита слишком кратковременна: залп не повторишь. ПЕРВОЕ ПРИБЛИЖЕНИЕ Несколько ташкентских институтов совместными усилиями изучали каталитическое окисление углеводородов. Во время этой работы было найдено физиологически акти вное вещество, сти мулятор роста растений. Препарат получил название А-1. Участие Института химии и физики полимеров состояло в подборе полимерного катализатора для его синтеза. Препарат оказался удачным, его стали добавлять в раствор для замачи вания семян. И тут исследователи вновь столкнулись с теневыми сторонами технологи и хлопчатни ка. Сти мулятор ускорял гидролиз запасных жировых веществ семени, вызывал всплеск концентрации свободных аминокислот, приводил в действие механизмы, которые обычно срабатывают на более поздних стадиях. Он ускорял рост хлопчатника — и потому увеличивал риск преждевременного развития при неблагоприятных внешних условиях. Тогда и стало окончательно яс но, что семя в период пробуждения и первоначального развития нуждается в прочной защите. Особенно, если оно оголено. Для этих работ при институте была создана особая лаборатория — на паях с республиканским Министерством хлопкоочистительной промышленности — для ускорения исследований и незамедлительного внедрения их результатов. Она получила название МОЛУКС — Межотраслевая лаборатория по улучшению качества семян (ее возглавляет М. Д. Инаятов). По самому скромному подсчету, работы этой лаборатории только за минувший год дали 10 миллионов рублей прибыли. РЕШЕНИЕ Идея защищать семена перед посевом, заключая их в оболочку, не нова. Семена 29
пытались прятать в драже из торфа или глины и удобрений. Однако для растворения толстой оболочки в почвенной влаге нужна вода в достатке и нужно время, а того и другого у хлопкоробов всегда в обрез. Еще есть патенты, в которых предлагалось заключать семена овощей в полимерную пленку с добавкой пестицида. Этот путь применительно к хлопчатнику никем не был опробован, но именно он показался исследователям самым органичным. Предложенная институтом идея состояла в том, чтобы подобрать растворимый в воде полимер, однако ввести в него не только пестициды, но и другие вещества, включая стимулятор роста, а потом покрыть этой композицией каждое семечко. Когда его поверхность подсохнет, на ней останется тонкая пле нка, которая не препятствует газообмену. При зимнем хранении семена не погибнут, а в почве при нужной температуре они скинут под действием влаги оболочку и пойдут в рост. Чтобы реализовать эту идею, на первый взгляд несколько прожектерскую, требовался полимер, который был бы: а) хорошо растворимым в воде при определенной температуре; б) абсолютно нетоксичным ни до, ни после применения: в) хорошим адгезивом, чтобы надежно удерживаться на семенах; г) хорошим комплексообразователем, чтобы соединять все прочие компоненты; д) дешевым, доступным и т. п. Такой полимер скоро отыскался, причем отнюдь не случайно. Из большого числа испытанных веществ наиболее удачным оказался поливинилпирроли- дон, коротко — ПВП. О его экологической чистоте и полной безвредности свидетельствует тот факт, что раствор ПВП много лет применяется в медицине как кровезаменитель. И, что особенно важно, он начинает энергично растворяться в воде при температуре 10—12 °С — самой выгодной для начала прорастания семян. Он охватывает каждое семя, не только оголенное, но и опушенное, приклеивается к нему, образуя капсулу с тоненькой, в несколько микрон, стенкой. Он легко связывает в комплексы органические добавки. Попадая в почву, ПВП служит структуро- образователем. Наконец, этот полимер выпускается промышленностью. Нынешняя капсула на основе ПВП содержит и стимулятор роста, и тройной препарат фентиурам. Чтобы образова- 30 лась трехмикронная пленка, достаточно один раз окунуть семена в раствор. После этого их можно сеять сразу, а можно через год или два. ЧЕМ ХОРОША КАПСУЛА Преимущества нового способа подготовки семян перед прежними выявились незамедлительно. Первое. При обработке семян полит мерным раствором резко улучшились условия труда — ПВП будто создан для связывания и удержания (до поры до времени) токсичной органики. Второе. Всхожесть семян заметно увеличилась. Это естественно: пока пленка не растворена, семечку ничто не угрожает, как только она начинает растворяться, освобождается стимулятор роста и молодые ростки тянутся вверх под охраной фентиурама. Третье. Капсулированные семена можно сеять в самые выгодные сроки без оглядки на капризы погоды. Пока холодно, они лежат в своих коконах, словно консервы в банке. Почва прогрелась — и полимерная пленка впитывает влагу, словно насос, перекачивает ее к семечку. Семена прорастают будто по команде. Четвертое. Благодаря гарантированной всхожести почти вдвое сократился расход семян, отпала надобность в пересевах и прореживании всходов. Пятое. Здоровье закладывается с раннего детства, и сильные побеги хлопчатника образуют в конце концов крепкий куст, на котором вызревает на одну- две коробочки больше обычного. Так влияет полимерная капсула на полевую всхожесть семян: 1 — семена, зараженные гоммозом — распространенной болезнью хлопчатника; 2 — здоровые семена; 3 — также зараженные гоммозом, но капсулированные J / 4 Л J
Шестое. Растения реже болеют вилтом и другими недугами хлопчатника. Седьмое. Даже обычный недостаток промышленного полимера — разброс по молекулярной массе — удалось использовать с выгодой. Более тяжелый ПВП, который растворяется хуже, направляют в северные районы, чтобы спусковой крючок растворимости сработал позже, когда станет достаточно тепло. А партии полимера полегче — на юг. ИСПЫТАНИЯ Вслед за многообещающим исследованием очень часто начинаются долгие хлопоты с внедрением. К чести хлопкоробов-практиков Узбекистана на «сей раз все было по-другому. Три кита науки о хлопке — НПО «Союзхлопок», Институт селекции и семеноводства хлопчатника и Среднеазиатский институт защиты растений — сообща принялись за дело, довести которое до конца силами одних химиков-полимерщиков вряд ли и мыслимо. К работам подключились хлопкоочистительные заводы, а один (в Ангорском районе Сурхандарьинекой области, где выращивают самый лучший хлопчатник с длинным и тонким волокном) был специально построен для капсулирования. Испытания начались сразу на сотнях гектаров. В 1982 г. капсулированными семенами засеяли 100 тыс. га, в 1983 г.— 211 тыс. га, то есть почти все земли, засеваемые оголенными семенами. Вот один из конкретных результатов; он по- На примере той же болезни хлопчатника показано, как влияет полимерная композиция на соотношение здоровых и заболевших растений: 1 — контроль; 2 — зараженные непротраеленные семена; 3 — зараженные и капсулированные £ » tAMw- ъщяа^ юны*- altaCjfc лучен в Пахтакорском районе Джизак- ской области. Известная в республике хлопководческая бригада, которую возглавляет Холбуви Рустамова, затратив около 20 кг семян на I га вместо обычных 50—60 кг, уменьшив число поливов и отказавшись от прореживания, получила рекордный урожай — более 60 ц/га. Испытания показали, что капсулиро- вание пригодно и для опушенных семян, что оно дает прибыток в 60—70 рублей с каждого гектара. На нынешний год под капеллированные семена запланированы полмиллиона гектаров, четверть всей площади, занимаемой в Узбекистане хлопчатником. ПЕРСПЕКТИВЫ Научный сотрудник МОЛУКСа И. Н. Рубан, поведавший нам о достоинствах семян в оболочке, обратил внимание на то, что некоторые преимущества были обнаружены по ходу эксперимента^ Это дает основания полагать, что о поведении семян в капсуле не все известно. Например: разве только хлопчатнику показана полимерная защита? Та же пя- тикомпонентная композиция, опробованная на кукурузе, дала прибавку зерна на 20 %, а зеленой массы — на добрых 40 %. Проверяли ее на томатах, сахарной свекле, арбузах и дынях — всюду на пользу. Со временем, надо думать, и там станут одевать семена в растворимые оболочки, но пока на первом месте — хлопчатник... Сейчас в Институте химии и физики поли меров варьируют состав поли мерных композиций, испытывают гомологи, конструируют новые полимерные цепи, изучают систему «живое семя — полимерная капсула». Есть новые рекомендации, в частности* по введению в композицию микроэлементов, для тех мест, где не хватает в почве меди, цинка, кобальта. И есть идеи на будущее, заслуживающие хотя бы упоминания. Возможны, например, такие композиции, в которых пестициды настолько прочно связаны с полимерной основой, что не проявляют токсичности — до той поры, пока не начнут отщепляться от полимерной матрицы. С этого момента они обретают активность и бьют вредителей наповал. Принцип тот же, что у лекарств пролонгированного действия, в которых лекарственное вещество отделяется — постепенно, долго, в малых дозах — от полимера-носителя. 31
Реальны и многослойные капсулы, каждый слой которых, растворяясь, выполняет свою особую функцию. В этих капсулах стимуляторы роста и средства защиты растений распределены по слоям, они освобождаются не все сразу, а поочередно, уступая затем место следующему компоненту. Осенью в ташкентских учреждениях пустовато: не может пока село обойтись без помощи города. А в межотраслевых лабораториях (их теперь две, вторая, работающая на паях с Минсельхозом республики, занимается применением семян различных технических культур после обработки полимерными композициями) и- вовсе почти нет народа — одни собирают хлопок, другие — сведения о прибавке урожая. В среднем она составляет 3—4 ц/га, а кое-где и существенно выше, но, следуя правилам статистики, такой результат отбрасывают. Как заметил заместитель директора института Н. Р. Ашуров, «зачем нам максимальные оценки, когда и средние так красноречивы?» И правда — зачем... -Про человека со счастливой судьбой, которому все дается, говорят: родился в сорочке. Семена в сорочке не рождаются, их судьба неопределенна: одни выживут, другие погибнут. А надо, чтобы выжили все. Возможный для этого путь, как мы убедились в Ташкенте,— одеть семена в полимерную сорочку. М. КРИВИЧ, О. ОЛЬГИН. специальные корреспонденты «Химии и жизни» ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ Максимум вредности — весной Энтомологи знают: почти все насекомые избегают зарослей папоротника. Например, из 6421 вида насекомых, живущих в Англии, на папоротнике можно встретить лишь 63 -1- втрое меньше, чем на любом другом растении. Недавно удалось выяснить причину этой неприязни: папоротник выделяет множество токсических веществ — тут и фенолы, и сесквитерпе- ны, и тиамины, и цианоген- ные гликозиды... Замечено, что немногие насекомые, которые питаются папоротником, редко отваживаются делать это весной, хотя именно тогда молодые побеги содержат больше всего белка. Оказывается, максимум токсических веществ у папоротника тоже приходится на весну. Мимоза Монмартра Несколько миллионов. букетов мимозы каждую весну продает французская фирма, пришедшая на смену монмартрским цветочницам. Каждый букетик упакован в запечатанный пластиковый пакет. Дома его следует, не вскрывая, положить в горячую воду часов на шесть. После этого цветы можно ставить в вазу, не забыв всыпать в воду порошок из отдельного пакетика. При соблюдении требований инструкции фирма гарантирует первозданную свежесть букета в течение восьми суток. Пластики под огнем Власти Нью-Йорка запретили применять в городе провода с полихлорвиниловой изоляцией, мотивируя этот запрет пожароопасное TbioJIBX. «Мнимой!» — настаивает журнал «Plastics Technology» A983, т. 29, № 3). Подлинную причину журнал усматривает в том, что бурный рост производства и применения полимерных материалов задел интересы производителей традиционных материалов. И пластикам объявили психологическую войну. Например, Верное средство истребить муравьев на деревьях Чтобы предохранить дерево или куст навсегда от повреждений, причиняемых муравьями, надобно обвертеть ствол и несколько ветвей его смоленою веревкою, напитанною деревянным маслом. Запах смолы действует на муравьев так сильно, что насекомые тотчас же оставляют древесные листья, спалзывают вниз и, прилипая к смоле, векоре погибают. «Журнал общеполезных сведений, или библиотека, по части промышленности, сельского хозяйства и наук, к ним относящихся», 1833, книга 7 фирма «Allied Tube and Conduit» за последние два года потратила на борьбу с трубами из ПВХ 700 тыс. долларов, из них 68 тысяч — на распространение слухов о токсичности полимерных материалов при горении. Конечно, закрыть пластмассы не легче, чем закрыть самое Америку. Но тем не менее за 1982 год производство пластмасс в США сократилось на полмиллиона тонн. Были закрыты шесть предприятий. Для борьбы с быстро плодящимися антиполимерными законами и инструкциями «Du Pont», «Dow Chemical», «Union Carbide» и другие киты полимерной химии организовали « К оал йци ю пожаробезопас но- сти», основная задача которой вести юридическую и рекламную борьбу с хулителями пла- стиков. Начальный капитал коалиции — полмиллиона долларов. Но, полагают, этих денег не хватит... Фототоксины — против вредителей Помощниками в борьбе за урожай могут стать фототоксичные полиацетилены, смертельные для насекомых. Эти вещества обнаружены в ноготках, золотарнике, других растениях, а также в грибах. Возбуждаясь под действием света, они включают биохимический механизм, разрушающий органические молекулы, оказавшиеся по соседству. Самим растениям фототоксичные полиацетилены не опасны. 32
Стимулятор для картошки Биологи давно проявляют интерес к веществам, ускоряющим рост растений (так называемым регуляторам роста, стимуляторам роста, ростовым веществам). Однако применять стимуляторы роста в сельском хозяйстве долго не удавалось потому, что выделять природные стимуляторы сложно и дорого. Например, чтобы получить 250 мг кристаллического ауксина, нужно переработать два миллиарда проростков кукуру- зы/Гакие затраты никакой урожай не окупит. Когда удалось синтезировать первый искусственный регулятор роста — 6-индолилуксус- ную кислоту, гетероауксин, применять его стали, как ни странно, не для ускорения роста Так стимулируют рост картофеля гиббереллин A), гетероауксин B) и янтарная кислота C). Справа — контрольное растение @,006 %), натриевой соли 2,4- дихлорфеноксиуксусной кислоты @,002 %), натриевой соли растений, а для их уничтожения. Если обработать посевы пшеницы раствором гетероаук- сина, сорняки, засоряющие поле, гибнут: стебли их удлиняются в три-четыре раза, становятся несоразмерно толстыми или тонкими, листья сморщиваются и опадают, растения засыхают. А злакам такая обработка не вредит (они относятся к однодольным, а гетероауксин губит только двудольные растения). Конечно, гербицид ну ю активность ростовых веществ тоже нужно использовать, однако теперь, когда получены десятки искусственных стимуляторов роста, настала пора использовать их и по прямому назначению — для повышения урожая. Возьмем, к примеру, картофель. Его клубни имеют глазки, в каждом из которых находится несколько почек. Из них прорастает только одна, и то не из каждого глазка, а всего лишь из трех-четырех. На другие почки ростовых веществ в клубне не хватает, поэтому их рост подавляется. Если обработать клубни стимулятором роста, он равномерно накапливается во всех глазках; больше почек прорастает. В результате число стеблей куста увеличивается в полтора-два раза, к тому же они вырастают выше, площадь поверхности листьев становится больше, обмен веществ растения ускоряется. Урожай заметно возрастает. В Научно-исследовательском институте картофельного хозяйства было проверено действие различных стимуляторов. Наиболее эффективно влияют на рост картофеля водные растворы гиббереллина (в концентрации 0,005 %>, гетероауксина Слева — клубень картофеля, обработанный гиббереллином, справа — контроль а-нафтилуксусной кислоты @,005 %), янтарной кислоты @,002 %). Любым из этих растворов поливают клубни за один-два дня до посадки. В результате такой обработки картофель растет как на дрожжах: всходы появляются на четыре—пять дней раньше, средний вес клубней увеличивается, их становится больше, урожай повышается на 21—34 %. В клубнях накапливается больше крахмала, белка, витаминов. Такой картофель и питательнее, и вкуснее; Так же хорошо стимулирует рост картофеля обработка его гиббереллином в начале цветения B5—50 мг на литр воды). Кстати, это увеличивает количество цветков на кустах картофеля, они меньше опадают, а это немаловажно для селекционной работы. Кандидат сельскохозяйственных наук В. С. СЕРЕБРЕННИКОВ -да*»* J*U ^ j* >•*-
Соль из рудничных вод Поваренная соль, используемая в животноводстве, бедна микроэлементами. Чтобы компенсировать их недостаток, промышленность выпускает солебрикеты, обогащенные сульфатами меди, железа, цинка, марганца, хлоридом кобальта и иодидом калия. Но потребность животноводства в солебрикетах удовлетворить пока невозможно: даже самой обычной необогащенной кормовой соли не хватает. В то же время на Украине существует свой практически неиссякаемый источник соли — рудничные воды, сопутствующие добыче полезных ископаемых в Криворожском железорудном бассейне. Эти воды сбрасывают в реки, что наносит большой ущерб сельскому хозяйству, лесным насаждениям, рыбоводству, повышает коррозию материалов и конструкций, соприкасающихся с водой. Вот пример. Сброс рудничных вод в реку Ингулец сейчас грозит осолоне- нием и выходом из строя Ингулец- кого оросительного массива площадью более 60 тысяч гектаров и, что гораздо хуже, усложняет водоснабжение города Николаева. В Криворожском научно-исследовательском горнорудном институте исследовали состав вод из различных шахт области. Оказалось, что в них от 40 до 100 г/л поваренной соли. Токсичных элементов — ртути, мышьяка, селена, кадмия и других — нет. Зато микроэлементов гораздо больше, чем в поваренной соли. За год из шахт Криворожского рудного бассейна откачивают 36 миллионов кубометров воды. В ней примерно миллион тонн соли. По данным Госснаба УССР, республике в год необходимо 658 тысяч тонн кормовой соли. 34
Учитывая, что чем больше минерализация вод, тем выгоднее их применять, мы исследовали только те, в которых соли не менее 80 г/л: шахт «Родина» и «Большевик». Их рудничные воды ежегодно выносят 460 тысяч тонн соли. Это примерно 70 % общей годовой потребности Украины. Но как извлечь соль из воды? Для этого существуют три способа. Первый. Построить солеосадочные бассейны, в которых вода сама по себе будет испаряться, а хлористый натрий осаждаться. Для бассейнов потребуются большие площади земли. Кроме того, процесс осаждения будет длиться несколько лет. И не все микроэлементы удастся извлечь. Ванадий, железо, кальций, медь, хром и цинк выпадут из рассола раньше, чем соль, и не попадут в основную ее массу. Значит, этот метод не годится. Второй. С помощью вакуум-выпарных установок, какие применяют для получения соли «Экстра». Они дорогие, устройство их сложное, производительность низкая. Рассолы предварительно надо очищать от соединений калия, кальция и магния, что, понятно, еще удорожит соль. Не годится. Третий. Чренным способом — выпариванием рассола при нагревании его любым источником тепла. Чтобы получить таким способом соль из двух упомянутых шахт, нужно иметь 150 чрен- ных установок прои зводительностью 3 тысячи тонн соли в год. Стоимость каждой установки — 40 тысяч рублей, то есть придется затратить шесть миллионов рублей, да еще держать огромный обслуживающий персонал, расходовать много энергии. И этот способ не годится. Получается: соль есть, а животным ее не скормишь. Впрочем, нужно ли соль извлекать? Почему бы не поить животных этими самыми рудничными водами? Ведь все макро- и микроэлементы находятся в них в растворенном состоянии, а значит, будут хорошо усваиваться. Не надо удалять из воды взвешенные тонкодисперсные частицы железа и железистых пород (обычно этот элемент вводится в соле бри кеты в довольно большом количестве — до 0,5 %). Не нужны большие капитальные вложения — достаточно соорудить емкости для хранения рассолов и подъездные пути к ним. Эти затраты быстро окупятся, если на рассолы установить некую (не очень высокую) цену, по которой их будут отпускать хозяйствам. Но нужна ли животноводам такая замена? Принесет ли это пользу животным? Не ограничиваясь химическими анализами, мы совместно с сотрудниками Днепропетровского филиала Укр- НИИ разведения крупного рогатого скота провели серию опытов на животных, постепенно увеличивая количество скота, участвующего в эксперименте. Вот данные одного из последних исследований, проведенных на Донецкой областной государственной сельскохозяйственной опытной станции. На откорм были поставлены два стада бычков красной степной породы по 325 голов в каждом. Вес животных был одинаковым — по 225 кг. Кормили животных одними и теми же кормами в равном количестве. Бычкам опытной группы в день давали по 0,5 л рудничной воды (ее добавляли в питьевую воду), бычкам контрольной группы давали обычную кормовую соль-лизунец. Через 90 дней бычки контрольной группы весили по 305 кг, а опытной — по 314 кг, то есть на 9 кг больше. В среднем за день контрольные животные прибавляли по 886 г, опытные — по 983 г. Стоимость дополнительно полученного мяса — 4100 рублей. Стоимость доставки из Кривого Рога минерализованного раствора — 673 рубля, дополнительные затраты на его внесение — 81 рубль. То есть чистая прибыль равна 3346 рублей, или по 10 рублей 28 копеек на одного бычка. В Институте экономики промышленности АН УССР подсчитали, что при увеличении привеса животных хотя бы на 1 % дополнительно полученная продукция окупит транспортировку рудничных • вод автоцистернами на расстояние до 350 км. А при увеличении привесов животных на 7 % экономический эффект от этого побочного продукта горнорудной промышленности в зоне радиусом 450 км вокруг шахты будет равен 183 миллионам рублей в год. Плюс сэкономленная соль, которую сейчас приходится завозить. Плюс уменьшение вреда, который наносит природе сброс минерализованных вод. Подсчеты эти сделаны, заметьте, то-чь- ко для одного района. Кандидат геолого-минералогических наук И. Ф. КОСТЕНКО 2* 35
Справочник Химические и биологические средства борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками, разрешенные для продажи „населению в 1984—1987 гг. Для защиты растений в личных подсобных хозяйствах, коллективных садах и огородах можно применять только те препараты, которые разрешены к продаже. Публикуемый список вступил в силу с января нынешнего года. Время от времени перечень пересматривают: пополняют новыми средствами, исключают старые, которые оказались малоэффективными либо небезопасными в руках несведущих людей. Применять химические и биологические средства надо только в том случае, если в саду или на огороде много сорняков, а растения сильно поражены вредителями или болезнями. Когда сорняков мало, лучше их выпалывать вручную. Немногочисленных насекомых собирают и уничтожают; на подстилки стряхивают жуков-долгоносиков, собирают червивую падалицу, накладывают на деревья ловчие пояса, перекапывают и рыхлят почву, собирают опавшие листья и т. д. Перед работой с препаратами непременно ознакомьтесь с правилами их применения; обычно они указаны на упаковке или на листовке-вкладыше. Не следует увеличивать нормы расхода химических веществ, иначе они могут скопиться в овощах и фруктах в опасных количествах. Химические и биологические средства, вошедшие в новый список, малотоксичны, тем не менее при работе с ними надо обязательно соблюдать меры предосторожности: нос и рот за-х щищать респиратором (или марлевой повязкой), глаза — очками, руки — резиновыми перчатками. Желательно, чтобы для занятий в саду или на огороде были выделены специальные сапоги, халат или фартук. Во время работы нельзя курить, есть, пить. После окончания работы тщательно вымойте руки с мылом и прополощите рот. В. Я. КОРЧАГИН, главный методист павильона «Защита растений» ВДНХ СССР ПРЕДЕЛЬНЫЙ РАСХОД ЖИДКОСТИ ПРИ ОПРЫСКИВАНИИ РАСТЕНИЙ Химические средства Молодое дерево (до 6 лет) Плодоносящее дерево Плодоносящее цитрусовое дерево Куст смородины Куст крыжовника Малина Земляника Виноградная лоза Овощные, бахчевые, зерновые культуры, картофель, сахарная свекла Огурцы и томаты в закрытом грунте Хмель Обработка гербицидами Биологические средства Молодое дерево (до 6 лет) Плодоносящее дерево Овощные культуры Картофель, томаты, перец (от колорадского жука) 2 л 10 л 5 л 1,5 л 1 л л на 10 кустов 1*5 л на Юм2 1,5 л на 10 м2 1 л на 10 м2 2 л на 10 м2 2 л на 10 м2 5 л на 100 м2 2 л 10 л 0,5—1 л на Юм2 0,5л на Юм2 36
ИНСЕКТОАКАРИЦИДЫ И МОЛЛЮСКОЦИДЫ (препараты против вредных насекомых; растительноядных клещей и слизней) Название, краткая характеристика, способ применения 1 Назначение Растения 2 Вредители и болезни 3 Расход препарата, г/10 л воды 4 Срок последней обработки (в днях до уборки урожая) 5 Максимально допустимое число обработок 6 Бензофосфат, 10 %-ные КЭ (концентрат эмульсии) и СП (смачивающийся порошок). Фосфорорганический препарат; продолжительность действия 15—21 день. Опрыскивают во время вегетации Картофель, баклажаны, томаты Хмель Яблоня, груша, слива, вишня, персики, абрикосы, черешня Виноградная лоза, цитрусовые Табак Сосущие и листо- 60 грызущие вредители (в том числе колорадский жук) 30 60 60 60 60 20 40 60 10 2 2 2 2 Диазинон (базудин), 5 %-ный фосфорорганический гранулят. Вносят в почву с семенами Гранулы разбрасывают на поверхности почвы после посадки рассады и позднее Вносят в почву при посадке Озимая пшеница, кукуруза Капуста Картофель Хлебная жужели- 40 г на Юм2 ца, проволочники Капустная муха 20 г на Юм2 Проволочники 30 г на 10 м2 30 Дйбром, 10 %-ный КЭ, фосфорорганический препарат. Опрыскивают во время вегетации Картофель Колорадский жук 70—140 20 Дилор, 80 %-ный СП, хлор- органический препарат. Опрыскивают во время вегетации Картофель Колорадский жук 3—6 и его личинки 20 Зеленое мыло, смесь калийных солей олеиновой и других жирных кислот. Опрыскивают во время вегетации Плодовые и ягодные культуры, виноградная лоза Сосущие вредители 200—400 Карбофос, 10 %-ные КЭ и СП, фосфорорганический препарат. Опрыскивают во время вегетации; против клещей растения обрабатывают с интервалом 7—10 дней Яблоня, груша Слива, черешня, вишня, смородина, крыжовник Абрикосы, персики, огурцы, капуста, томаты Огурцы, томаты в закрытом грунте Свекла (столовая, сахарная) Малина, земля- Вино граднЯя лоза Цитрусовые, чай Арбузы, дыни Зерновые культуры (в том числе кукуруза и горох), подсолнечник, горчнца. рапс, хмель, соя, арахис., кунжут Табак Сосущие и листо- грызущие вредители 75—90 30 75 30 60 30 100 30 Кельтан (хлорэтанол), 20 %-ный КЭ, хлороргани- ческий препарат. Опрыскивают во время вегетации; продолжительность действия до 20 дней и более Огурцы,' томаты, Паутинные клещи 20 дыни, арбузы, перец, баклажаны в открытом гру нте, яблоня, груша, слива, вишня, черешня Огурцы, перец, то- 20 маты, баклажаны в закрытом грунте виноградная лоза, 40 цитрусовые Смородина, кры- 20 жовник 20 20 30 60 60 75 75—90 90 60 75 3 30 До цветения и после уборки урожая 45 50 20 20 2 3 2 2 2 2 2
Продолжение I Мезокс, 25 %-ный КЭ. хлор- органический препарат. Опрыскивают во время вегетации Картофель Колорадский жук 60 20 Метальдегид, 5 %-ный гранулированный полимер уксусного альдегида. Гранулы разбрасывают на поверхности почвы дорожек и междурядий Цитрусовые, овощные, плодовые, ягодные и цветочные культуры, виноградная лоза, табак Слизни 30—40 г на Юм2 20 Нитрафеи, 60 %-ный продукт нитрования сланцевых фенолов. Фитотоксичен. Опрыскивают при среднесуточной температуре не ниже 4—5 °С до распускания почек Яблоня, груша, вишня, слива, персики, абрикосы, виноградная лоза Крыжовник, смородина, малина Земляника Зимующие стадии вредителей и некоторые болезни 200—300 300 200 300—400 — I До начала I отрастания — I Препараты № 30, 30а, 30с, 30 ее, 30 м, 76 %-ные минерал ьномасляные КЭ. Слабая фитотоксичность. Опрыскивают при температуре не ниже 4 'С до распускания почек Опрыскивают летом Яблоня, груша, вишня, елнва, цитрусовые (ранней весной во время относительного покоя) Декоративные деревья и кустарники, виноградная лоза Крыжовник, смородина, малина Яблоня, груша, декоративные деревья Зимующие стадии вредителей: щитовки, паутинные клещи, листовертки, тли, медяницы, моли Щитовки — бродяжки I, II поколений 400 300 200—250 Ровикурт, 25 %-ный КЭ, синтетический пиретроид. Опрыскивают во время вегетации Картофель Вишня Яблоня, капуста, смородина, крыжовник Огурцы, томаты в закрытом грунте Виноградная лоза Колорадский жук и другие листогры- зущие и сосущие вредители 10 10 10 10 10 15 20 20 3 25 Ровикурт, 10 %-ные КЭ и СП. Опрыскивают во время вегетации Картофель Яблоня, капуста, смородина, крыжовник Вишня Огурцы, томаты в закрытом грунте Виноградная лоза Колорадский жук и другие лнетогры- зущие н сосущие вредители 25 25 25 25 25 15 20 20 3 25 Ровикурт. 5 %-ные КЭ и СП. Опрыскивают во время вегетации Картофель Вишня Яблоня Огурцы, томаты в закрытом грунте Капуста, сморо-. дина, крыжовник Виноградная лоза Колорадский жук и другие листо- грызущие и сосущие вредители 50 50 50 50 50 50 15 20 20 3 20 25 Трихлорметафос-3 (три- фос), 10 %-ный КЭ, фос- форорганический препарат. Опрыскивают во время вегетации Яблоня, груша, слива, вишня, капуста, огурцы, томаты, табак Смородина, крыжовник Виноградная лоза Цитрусовые, чай Сосущие и лнстогры зущие вредители 50—100 30 50—100 До цветения или после уборки урожая 50—100 30 100—150 30 Трихлороль-5 и 5М, КЭ. Смесь нефтяного масла и трихлорметафоса-3. Опрыскивают от начала распускания почек до появления бутонов Яблоня, груша, Сосущие и лнето- алыча, абрикосы, грызущие вреди- персики, вишня, телн черешня, айва, слива 200—300 38
Продолжение 1 Фоксим (инсектофоксим), 5 %-ные КЭ и СП. фосфор- органический препарат, продолжительность действия 3—5 дней. Опрыскивают во время вегетации Картофель, тома- Колорадский жук 100—150 20 ты, баклажаны Капуста Гусеницы беля- 100—150 30 нок, совок, капустной моли Фоксим, 5 %-ный гранулят, фосфорорганический препарат. Вносят в почву с семенами Озимая пшеница, Хлебная жужели- кукуруза ца, проволочники 50 г на 10 м2 Хлорофос, 80 %-ный микрограну лированный СП; действующее вещество: нейтральный или перекристаллизованный хлорофос, фосфор- органический препарат. Опрыскивают во время вегетации Яблоня, груша, Колорадский жук, картофель яблонная плодо- Слива, вишня жорка, листоверт- Вииоградная лоза ки, листогрызущие гусеницы, жуки- долгоносики и др. 20—30 15—20 15—20 30 30 45 Изофеи, 10 %-иые КЭ и СП, органический препарат, продолжительность действия до 20—25 дней. Опрыскивают во время вегетации ИНСЕКТОФУНГИЦИДЫ И АКАРОФУНГИЦИДЫ (препараты против вредных насекомых, растительноядных клещей и болезней растений) Яблоия, груша Мучнистая роса и 60 Крыжовник, смо- паутинные клещи 60 родина, малина Виноградная лоза, розы, хризантемы, гвоздики, хлопчатник Огурцы в закрытом грунте Цитрусовые 60 60 60 30 До цветения и после уборки урожая 20 .3 50 Сера: коллоидная 70 %-ная паста; 70 %-ная смачивающаяся; 80 %-ный СП и 80 %-ная гранулированная. Опрыскивают во время вегетации Все плодовые, овощные и ягодные культуры (кроме крыжовника) Яблоня, груша, айва Виноградная лоза Смородина Сахарная свекла Огурцы в закрытом грунте Огурцы в открытом грунте Дыни, арбузы Клещи Парша, мучнистая роса Оидиум Американская мучнистая роса Мучнистая роса Мучнистая роса, антракноз, аско- хитоз 50—100 80 80 30—40 40—60 40 20 30—40 Сера коллоидная, 35 %-ная паста (сульфарид). Опрыскивают во время вегетации Яблоия Смородина Яблоия, груша Огурцы в закрытом грунте Клещи Парша, мучнистая роса Мучнистая роса и антракноз 40—100 50—100 40—100 40—100 10 14 10 Сера молотая. Опыливание во время вегетации Все культуры (кроме крыжовника) Клещи, мучнистая роса 30 г на 10 м2 Хлорохом, 85 %-ный микро- гранулированный, смесь хлорофоса и хлорокиси меди. Опрыскивают во время вегетации Картофель Колорадский жук, фитофтороз, макрос пориоз 40—60 30 Олеокуприт, концентрат нефтемасляной эмульсии из веретенного масла и нафте- ната меди. Опрыскивают до распускания почек Яблоня Паутинные клещи, тли, медяницы, парша и др. 400 Продолжение в следующем номере 39
Информация 9 t W Ч f ' f ' f Г ' I A\ t *?' b^j П ^ r^ bJ n u НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ ИЮЛЬ Совещание «Материаловедение полупроводниковых соединений группы AnBv». Каменец-Подольский. Институт общей и неорганической химии A17071 Москва, Ленинский просп., 31, 234-54-72). Совещание «Эксплуатация и модернизация крупнотоннажных воздухоразделительных установок и техническое перевооружение действующих специализированных предприятий кислородной подотрасли». Новосибирск. «Союзметанол» A25315 Москва, 2-й Амбулаторный пер., 8, 152-17-05). И Всесоюзная конференция «Результаты и перспективы научных исследований микробных полисахаридов». Ленинград. Управление кадров и учебных заведений Минмедпрома СССР A03823 Москва Центр ГСП-3, пр. Художественного театра, 2, 292-59-23). Симпозиум «Современные аспекты применения новых антибиотиков в клинике». Петрозаводск. Управление по внедрению новых лекарственных средств и медтехники Минздрава СССР A01431 Москва, Рахмановский пер., 3, 225-28-74). II конференция по сельскохозяйственной радиологии. Обнинск Калужской обл. Главное управление научно-исследовательских и экспериментально- производственных учреждений Минсельхоза СССР A07139 Москва, Орликов пер., 1/11, 204-48-11). Семинар «Опыт восстановления и интенсивного сельскохозяйственного использования сильно эродированных земель». Волгоград. ВАСХНИЛ A07814 Москва, Б. Харитоньевский пер., 21, 207-71-42). Конференция «Пути увеличения производства растительного белка и повышения качества кормов». Омск. ВАСХНИЛ A07814 Москва, Б. Харитоньевский пер., 21, 228-30-69). Конференция «Проблемы механизации обработки, расширения выпуска пищевой продукции и путей дальнейшего использования ресурсов антарктической креветки (криля)» Пос. Рыбное Моск. обл. ВНИРО A07140 Москва, Б. Красносельская ул., 17-а, 264-90-43). Конференция «Аэрокосмические методы исследования лесов». Красноярск. Институт леса и древесины F60036 Красноярск, Академгородок, 259-54-37) АВГУСТ Семинар «Пути повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов на предприятиях Мин- нефтехимпрома СССР». Москва, ВДНХ СССР. Управление главного механика и главного энергетика Миннефтехимпрома СССР A29832 Москва, ул. Гиляровского, 31, 284-89-97). Семинар «Пути выполнения Продовольственной программы ССС Р на К райнем Севере». Петропавловск - Камчатский. ВАСХНИЛ A07814 Москва, Б. Харитоньевский пер., 21, 207-71-77). Семинар «Организация природоохранных мероприятий в государстве нных запове дни ка х». Москва. Главное управление по охране природы, заповедникам, лесному и охотничьему хозяйству Минсельхоза СССР A07139 Москва, Орликов пер., 1/11, 207-83-52). НОВЫЙ ЖУРНАЛ Издательство «Медицина» выпускает с 1983 г. журнал «Молекулярная генетика, микробиология и вирусология». Журнал публикует оригинальные статьи н обзоры по теоретическим и прикладным проблемам молекулярной генетики, микробиологии, вирусологии, генетической инженерии и биотехнологии. Периодичность журнала 12 номеров в год, цена 6 руб. 60 коп. Подписка принимается с любого месяца. Индекс 70586. ТИХООКЕАНСКИЙ ИНСТИТУТ БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ДВНЦ АН СССР ПРЕДЛАГАЕТ эндорибону клеазу, полученную из отходов рыбообрабатывающей промышленности. Фермент специфически расщепляет в молекуле РНК межнуклеотидиые фос- фодиэфирные связи у азотных оснований A, G и U, но ие С и аналогичен по специфичности РНКазе Phy I из Physarum polycephalum. Фермент может быть использован для структурных исследований и очистки РНК, для получения из РНК нуклеотидов и нуклеозидов, а также в качестве лечебного препарата. Выпускается в виде лиофильно высушенного порошка, который может храниться в течение года. Цена 1мг — 50 руб. Заявки на 1984—1985 гг. присылать по адресу: 690022 Владивосток 22, проспект 100-летия Владивостока. 159. Тихоокеанский институт биоорганической химии. АРМЯНСКИЙ ФИЛИАЛ ВНИИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТИВОВ И ОСОБО ЧИСТЫХ ВЕЩЕСТВ ПРЕДЛАГАЕТ новые ферментные препараты с аммноацилазной, протеазиой и амилолитическои активностью из Asp. oryzae: проторизин — аналог протосубтилина с протеолитической активностью 25 ед/г и амилолитическои активностью 200 ед/г (ориентировочная цена 5 руб. за 1 кг); амилоризин — аналог амилоризииа ПЮх: первая группа — с амилолитическои активностью 4000 ед/г и протеолитической активностью 35 ед/г B8 руб. за 1 кг), вторая группа — с активностью соответственно 2000 и 23 ед/г A4 руб. за 1 кг); ацилоризнн — более термостойкий аналог ацилазы I, получаемой иг почек свиней, с амииоацилазиой активностью 400 ед/r; используется для получения оптически активных аминокислот из N-ацетил-D, L-u-ами- нокислот, в том числе триптофана и фенилаланина D5—50 руб. за 1 кг). Производство препаратов намечено начать в 1984—1985 гг. После полного освоения производства цены будут снижаться. Для определения потребности в препаратах АФ «ИPEA» предлагает заинтересованным организациям испытать их у себя. Образцы в количестве от 10 до 500 г будут предоставлены в порядке творческого содружества. Обращаться по адресу: 375005 Ереван 5, ул. Бакви, пер. 4, д. 5, Армянский филиал ВНИИ «ИРЕА», сектор аминокислот. 40
Земля и ее обитатели Порождение ночи совы «£• - «** «Печать ночи» лежит буквально иа всем облике и поведении сов: ею отмечены характер оперения, строение органов чувств, способы и манеры охоты. Все прошло жесточайший естественный отбор. Ю. Б. ПУКИНСКИЙ. Жизнь сов Вероятно, на Земле не было ни одного народа, который бы так или иначе не возвеличивал или не проклинал сов. Мы, конечно не знаем, что думал древний охотник, рисовавший 17 тысяч лет назад сову в пещере на юге Франции. Зато достоверно известно, что три тысячи лет назад в Китае сову считали символом благосостояния. В древнем Египте сову высекали на гробницах, так как полагали, что ее дух сопровождает покойников в загробном мире. Есть поверье, что поражение римлян при Каннах, где их наголову разбили карфагеняне во главе с Ганнибалом, будто бы было накликано совами, которые кричали всю ночь перед сражением. Древние "греки поместили сову на серебряные монеты, чеканившиеся в Афинах в V веке до н. э., и на котило — мерительный сосуд, которым пользовались купцы: сова как бы свидетельствовала, что купец торгует без обмана. В средние века церковь сочла сову нечистой птицей, слугой дьявола. Уверяли, что ее крик в ночи приносит несчастье. В Норвегии, например, обыкновенную неясыть принимали за вестника смерти потому, что ее крик напоминает норвежские слова «оденься в белое», в саван. Полагают, что ныне на земном шаре обитают совы примерно 140 видов. Они обжили все континенты, кроме Антарктиды. Нет их и на некоторых безлесных океанических островах. У нас в стране выводят птенцов совы около двадцати видов — от маленького воробьиного сычика до филина с размахом крыльев почти в два метра. Трудно сказать, когда на.Земле появились первые совы. Но то, что они древнего происхождения,— это уж точно. Об этом говорят их ископаемые остатки и то, что некоторые нынешние совы (например, болотная сова и сипуха) схожи по внешнему виду. А ведь они обитают далеко друг от друга, на континентах, разъединенных океанами, через которые никогда не перелетают. Полагаюх, что предки нынешних сов вели дневной образ жизни. Они могли охотиться на крупных насекомых. Но не исключено, что они были всеядными или даже питались падалью — ведь путь к хищничеству нередко лежит через всеядность. Так или иначе, но, став хищниками, совы выработали свой стиль охоты — подкарауливание и внезапное нападение в сумерках и ночью. Чтобы такая охота была удачливой, природе пришлось немало потрудиться и наделить сов специальными приспособлениями. Неслышно, как тень, появляется сова на фоне ночного неба. Бесшумность полета — одно из реальных чудес природы. По переднему краю совиного крыла тянется острый гребень, который при взмахе отклоняет в сторону поток 41
условиях разглядеть грызуна, потребовалось бы не меньше 450 горящих свечей. Другими словами, совы видят в темноте в 450 раз лучше нас. К сидящей сове иной раз можно подойти совсем близко. Она будет таращить большие глаза, медленно поворачивать голову, следя за вашими движениями, но улетит лишь при явной опасности. Вероятно, такое поведение дало повод думать, будто совы днем ничего не видят. А они и днем замечают все вокруг. Надеясь на покровительственную окраску оперения, очень похожую на кору дерева, сова днем предпочитает не двигаться, чтобы не при- встречного воздуха и тем самым гасит шумы. Задний край крыльев тоже снабжен глушителем — мягкой бахро-Я£Г мой, которая уничтожает воздушные ""-^ завихрения позади крыльев. Пушистое оперение верхней поверхности крыльев да и всего тела совы тоже действует по принципу глушителя: мягкий пух как бы стирает звуки. Не выдать себя сове мало, надо еще в ночной тьме найти добычу, скажем, мышь. Совиные светосильные глаза прямо-таки огромны и направлены вперед, почти как у человека. И посажены близко друг к другу, благодаря чему совы видят добычу сразу двумя глазами, не поворачивая голову, как, например, курица, которая рассматривает червячка то левым, то правым глазом. У сов глаза неподвижны, и, чтобы изменить направление взгляда, им приходится поворачивать всю голову. И здесь они побили все рекорды. Подвижность их шейных позвонков такова, что можно свободно поворачивать голову на 270° и, не меняя позы, видеть все вокруг. Сетчатка совиного глаза — это скопище светочувствительных палочек, тогда как у нас преобладают цветочувстви- тельные колбочки. У совы же колбочек совсем немного. Для нее куда важнее хорошо видеть в темноте, чем различать цвета. Норвежский натуралист Сверре Фьельстад выяснил, что обыкновенная неясыть видит мышь на среднем по контрастности фоне при свете одной стеариновой свечи, удаленной на 800 метров, а ушастая сова — в 650 метрах от свечи. Человеку, чтобы при таких Когти на лапах сов попарно направлены вперед и назад, и пронзают жертву как бы сразу четырьмя кинжалами 42 s Кинограмма полета свидетельствует о сложнейшей работе каждого перышка и всех крыльев ) ^ влекать к себе внимание. Ведь стоит ей хотя бы пошевелиться, как мелкие птицы тут же поднимают переполох. А это может сделать сову предметом внимания хищников более крупных, чем она. Ничто не совершенно в этом мире. Есть изъяны и у совы — она дальнозорка, то есть не видит, что у нее под носом, и, чтобы рассмотреть, вынуждена
Г>' :#..-: V < пятиться. Положите, говорит знаменитый орнитолог Оскар Хейнрот, мучного червя перед совой-сплюшкой, она безуспешно много раз будет пытаться схватить его лапой, так как заметила, что его бросили рядом. Но где он лежит, не видит. Отойдет назад на несколько шагов, увидит червя и только тогда схватит его. Но тогда почему совы так ловко манипулируют со своей жертвой во время трапезы? Если проследить за филином, подносящим пищу ко рту, видно, что, прижимая пропитание к клюву, он как бы ощупывает еду щетинковидными перышками, которые растут вокруг клюва. До недавнего времени думали, будто совы могут охотиться в темноте лишь благодаря изощренному ночному зрению. Однако опыты орнитолога Роджера Пей- на показали, что и совиный слух никак нельзя сбрасывать со счетов. В его Третье прозрачное веко не только очищает и смачивает роговицу — это защита глаза на случай боя с жертвой Виргинская сова топорщит оперение
В нашей стране сипухи обитают только на западе — от Латвии до Молдавии опытах в полной темноте (для контроля экспонировали чувствительную фотопленку) сипуха, руководствуясь лишь слухом, определяла местоположение мыши с точностью до одного градуса. Чтобы убедиться, что сова ловила мышей, ориентируясь только с помощью слуха (зверька в принципе можно обнаружить, например, по запаху или излучаемому им теплу), исследователи иногда обманывали сову — вместо зверьков двигали бумажные шарики, привязанные к ниточке. Сипуха в темноте хватала и их. Вокруг слуховых отверстий сов размещены кожные складки и особые перья, образующие причудливую наружную ушную раковину. Для усиления слуха они приподнимают кожную складку и, если шум идет снизу, наклоняют голову набок. Вообще-то ушные складки сов малоподвижны и могут лишь сужать или расширять ушную щель, тем самым как бы регулировать силу звукового потока. Внутреннее ухо совы построено по такому же принципу, что и у людей, но так называемая улитка прямая, а не спиралевидная и три косточки среднего уха заменены одной, именуемой колонкой. У совы очень большая барабанная перепонка, так что прилегающая к ней колонка передает изрядную долю звуковой энергии к овальному окну улитки, размеры которого относительно малы. Давление звука в результате усиливается в 40 раз, а не в 18, как в нашем ухе. Однако самая яркая особенность органа слуха сов — это асимметричное расположение слуховых отверстий, благодаря чему увеличивается разница в громкости звука, достигающего правого и левого уха, что позволяет точнее опре- 44 делить местонахождение его источника. Иногда сова без видимой, казалось бы, причины, устремив взор куда-то вдаль, начинает методично наклонять голову. Облик паясничающей совы, особенно когда она приподнимает перьевые «ушки», комичен. В чем тут смысл? Поначалу считали, что благодаря этим движениям сова фиксирует несколько зрительных изображений, которые вместе дают ей более полную картину. Однако позднее утвердилось мнение, будто эти движения помогают сове лоциро- вать звуки. Покачивая головой, можно выяснить, при каком положении громкость звука, приходящего в каждое ухо, максимальна. Так сова берет два пеленга на источник звука. Сов величают ночными хищниками. Но это, пожалуй, не совсем верно — они обычно охотятся в сумерках, а глубокой ночью, как и другие птицы, отдыхают. Но перед рассветом охота возобновляется. Некоторые же совы, например болотная и ястребиная, не прекращают охоты и днем. Основой меню служат грызуны. Но есть и такие, которые специализируются на добывании птиц, рыб и даже насекомых. Ест сова весьма своеобразно. Альфред Брем об этом писал так: «Нет ничего противнее, чем манера совы есть, ибо она глотает огромные куски и притом давится ими. Если у других животных при еде замечается известное приятное состояние, то сова, проглатывая свои большие куски, исполняет точно какую- то тяжелую обязательную работу». Далеко не все, что проглатывается, можно переварить: в желудок попадает много шерсти, перьев и костей. Непереваренная часть пищи — спрессованные комки, именуемые погадками,— отрыгиваются. Время выбрасывания погадки можно предсказать за четверть часа: сова широко разевает клюв, глубоко втягивает голову, зажмуривает глаза, долго давится, трясет телом и только потом избавляется от непереваренного комка. Разобрав погадку, можно узнать особенности питания, но отрыгивают погадки лишь взрослые птицы. А знать, чем родители кормят своих совят, тоже небесполезно. Пользуясь тем, что совы не видят красного света, доктор X. Н. Саузерн из Оксфордского университета, повесил темно-красную лампу над самым входом в гнездо, где пара сов растила детенышей. Ночь за ночью
он просиживал в кресле, направив на гнездо бинокль, и при красном свете подсчитывал добычу, которую родители приносили совятам. Выснилось, что детское питание не. очень-то отлично от взрослого. Весной, когда приходит пора размножения, совы токуют. Но если дневные птицы, токуя, принимают причудливые позы и переодеваются в яркие брачные наряды, то совы держат себя скромнее. В темноте ведь не рассмотреть детали движений и окраску оперения. И совы токуют, спокойно сидя на дереве,— монотонно повторяют однообразные звуки. Голоса иных тоскливы и всю ночь звучат отрывистым стоном, других — мелодичны. Специалисту крик совы может сказать многое. Вот что об этом писал выдающийся русский орнитолог М. А. Менз- бир: «...конечно, ночью трудно подметить повадки совы, но крик ее так выразителен, что иногда уже по нему можно определить, что делает сова. Вот она только что вылетела из своего дневного убежища, о чем дает знать несколько робким криком. Вот крик становится оживленным — сова как бы радуется наступившей темноте; но затем что-то встревожило птицу или произошла ссора с соседкой — ив криках выражается беспокойство и недовольство». Если год добычлив и грызунов много, у сов многодетные семьи. Иные даже дают по два выводка за лето. А в голодные годы птицы порой не размножаются, уж во всяком случае, яиц в гнездах мало. Почти все совы насиживают с первого яйца. Оттого и птенцы у них разновозрастные: одни улетать собрались, другие едва оперились, а третьи только из яиц вылупились. Казалось бы, несуразица. Но в птенцовой разнове- ликости заложен немалый биологический смысл: родителям не выкормить всех птенцов, если они вылупятся в один день. Сперва пернатая мамаша занята только насиживанием. Затем, когда на свет появятся первенцы, она вместе с папашей улетает на охоту. Яйца, отложенные позднее, невольно согревают старшие птенцы. Мать лишь изредка сменяет их. А когда младшие выведутся, старшие, которые к этому времени уже заметно подросли, начнут защищать их, отпугивая некрупных врагов. Увы, от идиллии до трагедии один шаг: старшие Филин — гигант среди сов съедают младших, если год трудный, малодобычливый и родители приносят мало корма. Природа не знает милосердия. Ее заботит лишь процветание вида. И этот каннибализм оправдан: младшие птенцы, жертвуя собой, спасают собратьев от голодной смерти. Из гнезд совята вылезают нескольких недель от роду. Еще не умея летать, .они, кто скоком, кто порхая, осваивают окрестности. Если встретят кого-нибудь незнакомого, распластываются на земле, раскидывают крылья, голову вывернут и щелкают клювами — пугают. Взрослая сова при опасности реагирует иначе. Сначала затаивается, плотно прижав оперение к телу, отчего кажется тонкой и длинной, прикрывает глаза, оставляя лишь щелочки, и становится очень похожей на обломанный сук дерева. Если же она понимает, что обнаружена, внезапно, совсем по-детски обиженно заморгав, принимает позу угрозы. Перья встают дыбом, крылья распускаются, отчего её размеры удваиваются. Переступая с лапы на лапу, сова не сводит с противника немигающих глаз. При этом угрожающе щелкает клювом, делает резкие выпады, а иногда и шипит, словно змея. О совах можно еще рассказывать и рассказывать. Пройдя сквозь фильтр времени, эти птицы стали классическим атрибутом ночного пейзажа. И мы принимаем как должное, когда в книгах и фильмах в ночном лесу непременно появляются совы. И это понятно — совы стали неотъемлемой частью ночи потому, что порождены ею. Н. Э. НОВРУЗОВ 45
Живые лаборатории Копытень Это растение, отнюдь не редкое почти в любом широколиственном или смешанном лесу, легко отличить от всех других лесных обитателей: уж очень характерные у него листья, напоминающие лошадиное копыто. Всю зиму остаются живыми листья копытня и, едва стает снег, радуют глаз своей сочной зеленью. Правда, копытень не принадлежит к числу вечнозеленых растений. Успешно перенеся су- . ровые зимние испытания, V дождавшись тепла и света, его листья вдруг начинают \tr блекнуть, покрываться белы- к k ми пятнами и отмирают. На смену им быстро вырастают молодые листочки, которые будут украшать растение все лето, осень и зиму, а когда наступит долгожданная весна, снова погибнут. В детстве меня всегда удивляло, почему летом на копытне не бывает цветков. Потом я узнал, в чем дело: оказывается, я искал цветки тогда, когда их и нет. Цветочная почка закладывается у копытня осенью, зимует под слоем старой листвы н начинает распускаться, как только сойдет снег. К тому же обнаружить цветки копытня не так-то просто: они находятся возле самой земли и скрыты листьями от посторонних взглядов. Это кажется удивительным — ведь все растения норовят расположить свои цаетки так, чтобы они были как можно заметнее для насекомых-опылителей, да и ветро- опыляемые растения (например, ольха или орешник) не прячут своих цветков, а выставляют их навстречу потокам воздуха. До цветкоа же копытня, под полог ли-** стьев, трудно добраться и ветру, и высоко летающим насекомым. Но копытень в них не нуждается — он опыляется муравьями и мелкими мушками, вьющимися возле самой земли. Поближе к ним и располагает растение свои темно-красные, опушенные цветки величиной с горошину, похожие на бочоночки. В них есть нектар, привлекающий насекомых, которые, копошась в цветке, опыляют его. В июле созревают семена копытня — величиной с просяное зернышко, по 7— 10 штук в каждой коробочке. Как и многие ранневе- сенние растения, копытень распространяет их с помощью муравьев. Семена на- чи нают опадать на землю как раз тогда, когда муравьи выкармливают личинок. В семенах для них приготовлено вкусное угощение — особый жировой придаток белого цвета. С жадностью расхватывают добычу муравьи и волокут в укромные местечки, чтобы полакомиться этим жировым придатком. А самого семени они не трогают, и оно через некоторое время прорастает на новом месте. В народе копытень называют по-разному: винный корень, рвотный корень, увечная трава. Большинство таких названий объясняется тем, что копытень — ядовитое растение и вызывает сильную рвоту. На это же указывает и его научное родовое название Asarum, которое происходит от греческого слова «азарон» — «тошнота», «рвота». Если же растереть лист копытня, то на пальцах ощущается резкий запах не то скипидара, не то перца. И вкус у растения жгучий, пряный, поэтому его называют у нас еще лесным перцем, земляным ладаном, ски- пидарником, а в Англии — диким имбирем. Ароматные корни копытня европейского в былые времена добавляли в некоторые сорта табака. Первым, кто попыталс я
изучить химический состав копытня европейского, был бреславльский аптекарь Герц. В 1814 г., перегоня я корневища растения с водой, он выделил эфирное масло азарон (C|L>HieOi). Азарон токсичен, и у животных, поевших листья копытня, возникают характерные признаки отравления: тошнота, рвота, явления гастроэнтерита. Кроме аза- рона корневища копытня содержат глюкозиды, неизученный алкалоид азарин, слизистые и дубильные вещества, крахмал, органические кислоты. В листьях обнаружены флавоноиды и сапонины. Как и многие другие ядовитые растения, копытень европейский издавна широко применялся в народной медицине: при болезнях печени, почек, как слабительное, желчегонное, жаропонижающее, отхаркивающее, рвотное и противоглистное средство, от головной и зубной боли, для лечения глухоты и паралича. Водочный настой копытня использовали даже как средство от запоя. Копытень упоминал в своем «Каноне врачебной науки» прославленный Авиценна, писали об этом растении Диоскорид и Плиний. В наше время слава у копытня совсем не та. Отчасти потому, что со временем на смену ему приходили более эффективные лекарства: например, в качестве рвотного средства вместо него давно уже применяют препараты американского растения ипекакуаны. Как рвотное и противолихорадочное средство его используют разве что в ветеринарии. Тем не менее, например, в Швеции копытень и сейчас входит в число официально разрешенных лекарственных средств: порошок из его корневищ, смешанных с порошком из сухих цветов лаванды и майорана, нюхают при насморке, глухоте и параличе языка. Исследования, проведенные в нашей стране, в Башкирии, показали, что копытень содержит вещества, которые усиливают сердечную деятельность, повышают кровяное давление, тонус вен и кишечника, устраняют спазмы бронхов и оказывают противовоспалительное действие. Фармакологические свойства копытня, по-видимому, связаны с присутствием в нем глюкозидов, алкалоидов и сапонинов: например, сапонины копытня европейского стимулируют работу изолированного сердца лягушки, не изменяя ритма сердечных сокращений, а также снижают тонус бронхов. А противовоспалительный, спазмолитический и некоторые другие эффекты копытня можно объяснить присутствием в нем флаво- ноидов. По мнению исследователей, копытень европейский может стать перспективным источником лекарственных препаратов. Однако для внедрения таких препаратов в медицинскую практику еще необходимо провести обстоятельные клинические исследования. Тем более недопустимы всякие попытки самолечения, которые могут привести к весьма неприятным последствиям: все-таки это растение ядовитое. Обычное лесное растение... Познало оно и бремя славы, и времена забвенья. Но нет на Земле растений, ненужных человеку. Еще пригодится людям и копытень. Кандидат биологических наук В. И. АРТАМОНОВ
Соловки памятник, природа, человек В солнечный день уютен и радостен Соловецкий кремль. Сияют белоснежные громады соборов, золотом горит ковер лишайников на разноцветных валунах крепостных башен, в синей воде отражаются зеленые березки. И тишина, которую нарушают только крики чаек на берегу. Сказочное место, райский уголок! Но наползают низкие тучи — и все преображается. Гаснет золото, свинцом оборачивается синева воды, блекнут и растворяются в белесо-сером небе соборы, и теперь лезут в глаза только бесконечные железные крыши на угрюмых корпусах да редкие черные окна, навечно забранные решетками. Разный он, Соловецкий кремль. Не одно у него лицо и не два — много. Тихая пустынь для благолепного монашеского жития — и грозная боевая крепость, не раз видевшая врагов под своими стенами. Средоточие русской культуры на Севере, бесценные собрания древних книг и рукописей, исторических документов, иконописных шедевров — и мрачная тюрьма, где на протяжении веков заживо хоронили людей, . неугодных церкви или государству, где сидели попы-двоеженцы и еретики, бунтари и пьяницы, опальные вельможи и вольнодумцы, декабристы и осмелившийся публично вступиться за их казненных товарищей дядя Пушкина Павел Ганнибал, и еще один родственник поэта, его двоюродный дед Сергей Пушкин,— тот за фальшивые ассигнации... А сейчас Соловки — туристский центр, привлекающий каждый год десятки тысяч посетителей,— и в то же время заповедник, призванный сохранить памятники культуры Беломорского Севера и природу Соловецких островов. МОСТЫ ЧЕРЕЗ ВЕКА Каждый камень на Соловках дышит древностью. Пять с половиной веков назад был заложен монастырь — и по сей день сохранились дарственные грамоты на земли, воды и прочие угодья, данные ему перед самым падением Великого Новгорода «от пяти новгородских концов» и от посадницы Марфы Борецкой, последней защитницы новгородской вольности. Ничего не осталось от первых деревянных церквей, с которых начинался монастырь. Но уже в середине XVI столетия, при игумене Филиппе (впоследствии митрополите московском, который осмелился перечить Ивану Грозному и был за это удавлен Малютой Скуратовым), на Соловках одно за другим воздвигаются не имеющие себе равных монументальные каменные сооружения, которые стоят и сегодня. Вот одностолпная сводчатая трапезная палата, превзошедшая своими размерами все подобные палаты на Руси, не исключая московской Грановитой. Вот Спасо-Преображенский собор с его сходящимися кверху мощными стенами и сдвинутой назад, к алтарной стене, восьмигранной центральной главой — храм-монумент, храм — сторожевая башня, не похожий ни на один памятник древнерусской архитектуры... А вскоре вокруг монастыря вырастает каменная стена длиной больше километра и семиметровой толщины с восемью башнями, сложенная -из «камня великого человеку двести или триста едва волокут»— гигантских гранитных валунов весом до 7 тонн. Со- 7Й«.:% ч. -•*,
ловецкая крепость стала военным форпостом на дальних северных окраинах Руси; на всей огромной пограничной территории, от Бело- морья и Карелии до самой Печенги, стояли в XVI—XVII вв. ее гарнизоны, которым не раз приходилось принимать бой и со шведскими, и с польско-литовскими войсками. И даже полтора столетия спустя, во время Крымской войны, Соловецкий монастырь еще сохранял свое военное значение, что он.доказал, отразив в 1854 году нападение двух английских фрегатов и выдержав без потерь девятичасовую непрерывную бомбардировку. Башни и стены Соловецкого кремля, обращенные на юг, покрыты сплошным ковром черно-белого лишайника; на восточных и северных стенах растет лишайник цвета темного золота. На фотографии — Белая и Прядильная башни (XVI в.) И все это время руками монахов, а больше подневольным трудом монастырских крепостных и добровольной помощью богомольце в-трудников, тысячами стремившихся в Соловки, понемногу обживался северный край, налаживалось на островах и в монастырских вотчинах на материке обширное и крепкое хозяйство. Только хлебом не обеспечивал, себя монастырь: не родит хлеба соловецкая земля. Зато вдоволь было здесь рыбы и морского зверя, тюленьих кож и мехов, «ворванного сала» и овощей, мяса и молока. На монастырских солеварнях из морской во- М*¥ ' ^*f
ды вываривали соль, которая ценилась на русском Севере на вес золота; в XVII в. этим прибыльным промыслом было занято здесь до 700 человек, и производили они до 2000 тонн соли в год. При таком богатстве хлеба можно было закупать сколько угодно, и не оскудевали монастырские закрома. В 1676 году, когда после восьмилетней осады монастырь, где засели противники никоновских реформ и пробравшиеся на Север остатки разинской вольницы, был взят, в кладовых еще оставалось больше 1000 тонн зерна, 450 т*онн муки, полторы тонны масла, больше трех центнеров меду. И, видимо, много чего еще, поценнее, чем мука и мед, потому что воевода Мещеринов, который осаждал и взял Соловки, вскоре угодил в те же Соловки в заточение за то, что расхитил изрядную часть захваченных богатств,— не муку же и не мед он присвоил... Год от года богател монастырь. И вот уже завелись здесь такие хозяйственные чудеса, каких не то что на приполярном Севере и вообще-то на Руси не везде видывали. Начало этому положил игумен Филипп, тот самый, что строил в Соловках каменные храмы: человек был, по всей видимости, незаурядный, наделенный разнообразными талантами, в том числе инженерным и организаторским. «Филипп же преподобный,— свидетельствует его Житие,— начал с братиею горы высокие копати и приводити воды из езер во езера разныя и приведе 72 езера воды во едино из езер иже бе под монастырем, и ис того езера ров ископа и испусти воду в море сквозе монастырь и ту сотвори две мелницы к монастырскому строению велми угодны». Так уже в XVI веке возникла действующая и сейчас замечательная гидротехническая система: каналы, соединившие между собой десятки озер Большого Соловецкого острова, и подземные водоводы под монастырем, снабжавшие его пресной водой. И сегодня, не умолкая, бурлит поток в недрах сохранившегося здания мельницы,— только сама мельница не работает. ^' >\ --■■':^|ч/ ; .^
На Соловецком архипелаге около двух сотен озер — больших и малых, со светлой или темной, но всегда чистой водой Белецкая баня, построенная в 1717 г. работает до сих пор. Ее стены, выложенные частью из валунов, а частью из крупномерного старинного кирпича, простоять еще не одно столетие А рядом, по другую сторону крепостной стены, над таким же подземным водоводом, стоят развалины еще одного гидротехнического сооружения, уже иного времени — пущенной в 1911 году гидроэлектростанции, одной из немногих в тогдашней России. Не оскудевала техническая смекалка и фантазия соловецких строителей. Чего только не понастроили на островах! Заводы кирпичный, угольный, алебастровый, кожевенный: салотопни и квасоварни; кузница и садки для разведения рыбы; вое кобел ильное заведение (свечи для монастыря — предмет первейшей необходимости), а при нем обогреваемые отходящим теплом оранжереи; сухой водоналивной док — опять-таки первый на Севере России; 800-метровая каменная дамба через пролив и маяк на верхушке церкви, что на Секирной горе- Удивительнее всего то, что многие из этих сооружений не просто сохранились — они использовались по назначению не одно столетие, а некоторые не ушли в отставку и сегодня. Пекарня, 400 лет назад устроенная в сводчатом подклете Трапезной палаты, по сей день снабжает свежим хлебом весь остров. До 1938 года выпускал отличную продукцию кирпичный завод того же времени (а сейчас кирпич, который везут сюда для реставрации с материка, обходится в рубль штука). В палатах постройки 1615 года располагается сельсовет, в леднике XVIII века хранятся продукты, а выстроенная в 1717 году баня, где парились современники Петра I, и сейчас обслуживает соловчан: по пятницам мужчин, а по субботам женщин. С любовью и тщанием, отбирая наилучшие, проверенные временем и соответствующие месту приемы и решения, строили все зто безвестные умельцы «в соблюдение потреб» своих и братии — «потреб» повседневных, самых насущных и потому вечных. Вот почему такими живучими оказались эти постройки, вот почему так легко и естественно вошли они в сегодняшний быт острова. А из-за этого, наверное, так сильно здесь, в Соловках, ощущение реальности прошлого: прошедшие века не отделяют нас от него, а наоборот, становятся мостом, перекинутым к нам из далеких эпох. Из-за этого Соловки — не только единственный в своем роде памятник архитектуры. Может быть (да простят меня искусствоведы), даже не архитектура здесь главное — по крайней мере для немалой части тех десятков тысяч наших современников, что стремятся сюда каждое лето. Соловки — уникальный культурно-исторический памятник, обладающий огромным духовным, воспитательным потенциалом, это живой символ упорства и трудолюбия поколений, сумевших превратить
безлюдную пустыню в цветущий, кипящий жизнью центр на далекой северной окраине России. ОЧЕЛОВЕЧЕННЫЙ ПЕЙЗАЖ Читатель, возможно, давно уже недоумевает: ну, хорошо, допустим, что все это так интересно и поучительно, но при чем здесь рубрика «Технология и природа»? Сейчас будет и технология, и природа.^. , Сначала — природа. Природа Соловецких островов так же необычна, как необычны история монастыря или его архитектура. Соловки —.своеобразный оазис в студйном Белом море: климат здесь заметно мягче, чем полагалось бы ему быть в полутора сотнях километров от Полярного круга. Это сказывается влияние циклонов, несущих на восток теплый воздух Атлантики: по подсчетам известного русского климатолога академика М. А. Рыкачева, центры каждого четвертого такого циклона проходят точно над архипелагом, а еще каждого четвертого — в непосредственной близости от него. Поэтому осенью и зимой здесь теплее, чем в сотне- другой километров южнее, на материке. Смягчают климат и водные массы, что окружают острова: благодаря им сильные морозы здесь редки, средняя годовая температура +0,5 °С. Из-за влияния моря все сезоны на Соловках сдвинуты и начинаются на 2—3 недели позже, чем на материке,— казалось бы, пустяк, но благодаря этому весной деревья трогаются в рост уже после того, как минует самый опасный период заморозков. А уж тронувшись, растут вовсю: день-то здесь круглосуточный... Вот и растут на Соловках береза, осина, ольха — может быть, эта удивительная среднерусская обыкновенность здешнего пейзажа, не похожего ни на глухую тайгу. ни на карельские сосняки на камнях, и привлекла сюда в свое время отцов — основателей монастыря? А животный мир? Тут и морской зверь, и олени, и ондатра, которую развели на Большом Соловецком острове впервые в стране— еще в , 1926 году. И великое множество птиц: уток, чаек, всевозможной водоплавающей дичи, пролетной и гнездящейся; уникальная колония полярных крачек занимает чуть ли не весь островок Малая Муксал- ма. Изобилует живностью и море у архипелага. Здесь проходит граница между мелкой, теплой Онежской губой (бывает, что температура воды у берегов Большого Соловецкого острова доходит до 17° — купаться можно!) и холодным глубоководьем Белого моря. В таких местах водная фауна и флора всегда отличаются разнообразием — богато море и здесь. А соловецкие озера? Их сотни — большие и малые, со светлой и темной, но всегда чистой водой, и все — тихие-тихие и зеркальные: лес, стеной стоящий вокруг, перехватывает ветер, не дает ему рябить водную гладь... Можно было бы и дальше перечислять уникальные особенности соловецкой природы. Но дело не только в этом. Есть немало заповедников, где нетрону- Т Панорама центрального комплекса застройки Соловецкого кремля. Слева — колокольня A777), в центре — комплекс Никольской церкви с ризницей A881 — 1883), справа — Спасо- Преображенский собор A558—1564) ^ '=••, "■:■> w гЛ ^lpfe%itf'"M; Ъ..4. ;~з '.'W; ;фг №1 ;
тыми, в первозданном виде сохраняются природные диковины: первобытная ковыльная степь в Аскании-Нова, или гейзеры на Камчатке, или Беловежская пуща в Белоруссии. На Соловках же природа не первозданна — как и все здесь, она хранит следы прилежного и любовного хозяйствования многих поколений тружеников. Обложенные камнем каналы от озера к озеру и мощеные дороги, расчищенные посреди лесов луга и остатки скитов, разбросанные по самым дальним уголкам островов,— все это делает пейзажи Соловков, при всей их очевидной изначальной суровости, уютными, домашними и обжитыми. В ландшафтной архитектуре существует такое понятие — исторический ландшафт, «зрительно воспринимаемое выражение определенного периода в развитии цивилизации или определенного образа жизни». Преображенный человеком ландшафт Соловков напоминает нам о нелегкой жизни тех, кто на протяжении веков создавал его, преодолевая суровость Севера, создавал не только для себя, но и для будущих поколений. И для нас, будущих, это памятник не только природы, но и истории. Как и пекарня с 400-летним трудовым стажем, как и баня, где каждую субботу парятся вот уже почти 300 лет, это неотъемлемая часть сегодняшних Соловков; здесь и природа олицетворяет живую связь времен нынешних и давно прошедших. Есть заповедники просто природные. Есть — просто историко-архитектурные. В Соловках природа и история, как нигде, слиты в единое целое. Соловецкие острова — первый в стране историко-архитектур- ный и природный заповедник. ОГНЕМ И КЕДАМИ Рубили братия церковь и прилегли «почивать в полудни», разложив костер «дыма ради курящегося и отгнания комаров и мщицы». Ну и, конечно, «приближеся огнь к начинанию церкви невем како и пожже все»... Это середина XV века — самый первый документально зафиксированный пожар в Соловках, случившийся на стройке одной из самых первых деревянных церквей. А потом в 1485 году снова горели Соловки, и в 1538, в 1601 и в 1717. Горели и в 1923 году, когда в монастыре выгорело все, что только могло гореть: расплавились и стекли на землю колокола, чуть ли не по колено лежал пепел в палатах, где хранились старинные книги. И даже совсем недавно, в 1973 году, «невем како» выгорела только что отреставрированная Белая башня... Не время страшно памятникам, а человеческое небрежение. От небрежения уничтожают их пожары. От небрежения разрушаются дальние скиты Соловецких островов, стоящие без надзора с начала 20-х годов, когда прекратил свое существование монастырь. А чем, как не небрежением к прошлому, объяснить чрезмерно усердные перестройки и переделки, которым не раз подвергался уникальный архитектурный ансамбль, начиная с капитальной реконструкции XIX века, когда древние построенные «по бес правильной русской архитектуре» палаты и кельи, окаймляющие внутренний двор монастыря, были превращены в нынешние унылые корпуса казарменного вида...
Белая башня и мельничный дворик Соловецкого кремля. Репродукция с картины. И. П. Шувалова Как сохранить архитектурные сооружения Соловков, как придать им былой облик — это отдельная серьезная тема, говорить о ней подробно мы здесь не будем. Скажем только, что за последние годы уже немало удалось сделать. Есть проект реставрации Соловецкого кремля, разработанный московскими архитекторами под руководством О. Д. Савицкой. На территории кремля укреплены все аварийные постройки, а многие уже восстановлены силами московских, архангельских, местных реставраторов, студенческого отряда москвичей-физиков (к которому в этом году присоединится еще и студенческий стройотряд из Архангельска). Правда, сделанное — капля в море по сравнению с огромными объемами работ, еще предстоящих даже в кремле, не говоря уж о других, по-прежнему аварийных памятниках архипелага; правда, силы реставраторов невелики, возможности ограничены, но это, повторяю, особая тема. Мы же начали говорить о природе — так будем продолжать. Природа Соловецких островов — неотъемлемая часть соловецкого заповедного комплекса, и вполне естественно, что охрана природной среды, наравне с охраной архитектурных и исторических памятников,— одна из главных задач, поставленных перед заповедником при его организации. Но что угрожает природе Соловков? Да то же, что и везде,— технология. Нет, не промышленная технология: на Соловецких островах нет, к счастью, ни металлургических комбинатов, ни химических заводов, нет никаких предприятий, которые могли бы представить опасность для окружающей среды. И все же есть одна отрасль индустрии, которая все заметнее вторгается на Соловки. Это отрасль, порожденная XX веком и приобретающая все большие масштабы во всех развитых странах,— индустрия туризма. Технология туризма шагает в ногу с временем. Всего одну ночь идет из Архангельска до Соловецких островов специальный туристский теплоход, немного больше суток — теплоход рейсовый. Архангельск же соединен авиалиниями со всеми уголками страны. И вот звучит гудок над гаванью Благополучия, опускается трап, и на берег выплескивается веселая толпа. Больше двадцати тысяч туристов посещают Соловецкие острова за короткие летние месяцы; до восьмидесяти тысяч возрастет эта цифра к исходу 90-х годов. Казалось бы, нужно только радоваться, что культурные сокровища и природные достопримечательности архипелага становятся достоянием все большего числа людей,— но к радости примешивается тревога. Слишком легко уязвима природа Севера, слишком мал у нее запас прочности. Тонок слой почвы на камнях; совсем близко к по- Соловецкий монастырь на иконе «3осина и Савватий* B-я половина XVII в.) 54
верхности лежат корни деревьев; ослаблены трудной борьбой за существование живущие здесь на пределе своих возможностей растения. Поэтому даже легкие туристские кеды, десятками тысяч проходящие по маршруту, могут наделать здесь не меньше вреда, чем самый разрушительный пожар. Специальные эксперименты, проведенные сотрудниками музея-заповедника, показали, что здешние ландшафты могут без ущерба для себя принять в 4—5 раз меньше людей, чем такие похожие на них ландшафты средней полосы. Да и нужны ли специальные эксперименты, чтобы предсказать судьбу, например, соснового бора в филиале Соловецкого музея — на Кий-острове, где каждый заезд в дом отдыха достигает тысячи человек плюс 700 туристов-«однодневников», а размер самого острова — полкилометра на полтора? К тому же двадцать тысяч за летр — это только «плановые» туристы, приезжающие с путевками бюро путешествий и экскурсий. Но ведь есть еще «дикари», всеми правдами и неправдами пробирающиеся на острова, несмотря на запреты. Есть рыбаки- браконьеры, есть добытчики, которые едут Первый русский экслибрис — книжный знак соловецкого игумена Досифея* Сам писатель и большой книголюб, Досифей в XV в. основал монастырскую библиотеку, которая впоследствии выросла в уникальное собрание старинных рукописей и старопечатных книг \\ 4ПНDН4С ЫКИ 4ГГД С ИМ^^АЧ ^Jj. П1В6А4:Г11еМгЬ 1М\<- г ' сюда за ягодами. А почему бы' и не ехать, если для облегчения хищнического сбора даже в магазинах продаются «грабилки»— этакие растопыренные железные пятерни, которые заодно с ягодами выдирают с корнем слабые кустики брусники и клюквы; если для пущего стимула тут же, на Соловках, висит официальное объявление, обещающее всякому, кто сдаст 25 килограммов брусники, импортные джинсы? А есть еще коллективные выезды на острова «для отдыха»— об этих неорганизованных ордах сотрудники музея и говорить не могут без содрогания... Когда-то вокруг Соловецкого кремля и на самой его территории располагалась знаменитая колония чаек — наглядный пример того, как может человек уживаться с дикой природой. «Их было тут несколько десятков тысяч по крайней мере,— писал очевидец сто лет назад (когда богомольцев приезжало на Соловки, между прочим, лишь немногим меньше, чем сейчас туристов).— Крик их не умолкал ни на минуту. Их, еще серые, птенцы неуклюже бегали в траве у самых стен монастыря и гостиницы». Теперь чайки не гнездятся у монастыря — колония больше не существует. Не уберегли. Небрежение... ПРИРОДА НА ОТВЕТСТВЕННОМ ХРАНЕНИИ Всем ясно, что соловецкую природу нужно охранять так же, как охраняются памятники истории и архитектуры. В Положении о Соловецком государственном историко- архитектурном и природном музее-заповеднике прямо сказано, что на музей возлагается «комплексная охрана, изучение и рациональное использование природы Соловецких островов и прилегающей акватории Белого моря». Но кому охранять? №»t«: 55
w# *^ Построенные в XVI в. ri*& каналы, которые соединили между собой десятки озер Большого Соловецкого острова, верно несут службу и сегодня, по ним проходит маршрут лодочного путешествия, которое предлагают совершить каждому туристу, прибывающему на остров Дамба из валунов, соединяющая Большой Соловецкий остров с соседним островком Большая Муксалма A830) — одно из самых впечатляющих сооружений архипелага В музее есть отдел охраны природы. Состоит он из заведующего, одного старшего научного сотрудника, трех младших, садовника, таксидермиста и двух смотрителей. Всего девять человек. А площадь одного только Большого Соловецкого острова — почти 250 квадратных километров, это чуть побольше острова Мальты... Правда, охрана лесного фонда Соловков поручена лесхозу, который и создан здесь специально для этой цели. Но лесхоз — организация все-таки хозяйственная (хотя какое может быть хозяйство в заповеднике?). Да и ведает он только лесом. А, скажем, у заповедной акватории вовсе нет никакого хозяина — хорошо, если раза два в год заглянет сюда рыбнадзор. Есть в Положении о музее-заповеднике еще один пункт: «Непосредственный надзор за сохранением флоры и фауны осуществляет егерь музея-заповедника». В любом природном заповеднике должность егеря обычна и необходима. Но когда музей обратился в свое родное Министерство культуры РСФСР (утвердившее, между прочим, это самое Положение) с просьбой выделить такую штатную единицу, над ним весело посмеялись. Нет, мол, таких единиц в штатном расписании ведомства культуры. Всякие есть: библиотекари и концертмейстеры, завклубы и главные режиссеры, а вот егерей никогда не было, и заводить их ради Соловков никто не собирается. Действительно, Соловки — первый в системе Министерства культуры заповедник, в задачи которого входит и охрана природы. Но разве из этого следует, что он ничем не должен отличаться от привычных этому ведомству чисто историко-архитектур- ных заповедников — Киево-Печерской лавры, скажем, или Новгорода? Казалось бы, наоборот (тем более что Соловецкий музей - заповедник первый такой в этой системе, но уже не единственный: несколько лет назад у него появился младший брат — Валаамский музей-заповедник, тоже историко- архитектурный и природный, подчиненный Министерству культуры Карелии. И у него те же проблемы, а положение еще серьезнее, потому что добраться до Валаама легче, от больших городов до него ближе, и приезжает на Валаам каждый год не по двадцать, а по сто двадцать тысяч туристов!). Но не дают Соловецкому заповеднику ни егерей, ни каких-нибудь других природоохранных штатов. Остается обходиться своими силами — и можно только удивляться, как много этими силами удается сделать. Долгий печальный опыт научил сотрудников музея-заповедника, что все-таки наименьшее зло — организованный турист, и чем крепче он заорганизован, тем меньше от него зла. И вот приезжающие на Соловки по путевкам удивляются необыкновенной насыщенности программы, которую предлагают им здесь, не подозревая, что все это специально задумано хитрыми хозяевами. Главное — не дать туристу опомниться, сойти с маршрута, отправиться бродить по острову: кто его знает, что он натворит? И вот после осмотра кремля туристов сажают в лодки и отправляют в двенадцати километровое путешествие на веслах по каналам, от озера к озеру — там много не навредят.
А от пристани, где кончается лодочное путешествие, ведет назад, к большой дороге, аккуратная деревянная дорожка в три доски шириной — и, представьте себе, действует это безошибочно: не беспорядочной толпой бредет туристская группа по лесу, а тянется цепочкой по досочкам, не обгоняя друг друга и стараясь не шагнуть в сторону, мимо досок. (Невольно вспоминаешь известный рассказ Брэдбери «И грянул гром»: «Держитесь Тропы. Не сходите с нее. Повторяю: не сходите с нее. Ни при каких обстоятельствах!») А там, глядишь, уже ждет теплоход, и — прощайте, Соловки... Продуманная прокладка и оборудование маршрутов, специальные стоянки с лавочками для перекуров, запрещающие и разъясняющие вывески — все это, конечно, заметно облегчает антропогенный пресс, делает туристскую индустрию по возможности малоотходной. Но этого, конечно, недостаточно. Все-таки нужны какие-то организационные нововведения, которые позволили бы музею-заповеднику охватить эффективной комплексной охраной вверенную ему природу. Одно такое нововведение придумали и начинают претворять в жизнь сотрудники Соловецкого музея. Они замыслили включить всю природу Соловецких островов в музейные фонды, придать ей тот же официальный статус, какой предоставлен любой музейной коллекции. На территории островов выделяются экспонаты под открытым небом — не обязательно какие-нибудь уникальные диковины, а просто характерный ландшафт, группа валунов, участок леса со старыми деревьями, Овражек или птичье гнездовье. Каждый такой экспонат, как полагается во всяком музее, принимает фондовая комиссия, его заносят в книгу учета, на него составляют паспорт и так далее, и в конце концов отдел охраны природы принимает экспонат на ответственное хранение. А это значит, что теперь на экспонат распространяются все права и обязанности музея, которые предусмотрены существующими строгими инструкциями Министерства культуры. Теперь за экспонатом должен присматривать смотритель (пусть он не называется е герем, это ведь не так уж важно, как он называется!). А если возникнет необходимость, никто не помешает музею установить на гнездовье чаек или на скоплении валунов охранную сигнализацию, как в Золотой кладовой Эрмитажа... Эксперимент на Соловках — единственный в своем роде, ни в одном другом музее такого не увидишь. Но ведь и Соловецкий музей-заповедник — тоже единственный в своем роде, нет в нашей стране другого такого комплексного памятника истории, архитектуры и природы. Придуманная здесь своеобразная форма природоохранной деятельности — «музеефикация природной среды»— это, в сущности, новая технология охраны природы. Будем надеяться, что эта новая технология сможет успешно противостоять напору массового туризма, поможет защитить заповедную природу Соловецких островов от нас самих, сохранив ее для нас же и для будущих поколений. ^ А. ИОРДАНСКИЙ Фотографии Д. В. Белоуса из книги «Архитектурно- художественные памятники Соловецких островов» (М.у 1980)
*>«ъ «7 у ::-.-■■ *V :ri"£>u-;\- 4'• :.*■' -i-ec^SeV^"^' **•/•-- #*-^- f* r" !fc*^
Гипотезы Искусственное месторождение Знаете ли вы, что и среди минералов объявились «вымирающие» виды? И, пожалуй, скоро, чего доброго, придется завести «Красную книгу» минерального царства. В это трудно поверить, но вот только несколько печальных примеров. Вскоре после второй мировой войны на американском континенте открыли месторождения нежно-зеленого минерала варисцита (Al, Fe) P04 • 2Н20. Спрос на него стал прямо-таки небывалым. Впрочем, геммологи, ювелиры и коммерсанты давно подметили, что после крупных кровопролитий в моду входят камни мягких, успокаивающих тонов, чаще всего зеленых. Быстрый рост добычи варисцита привел к падению цен, которые, однако, все равно остались достаточно высокими, схожими со стоимостью североамериканской бирюзы среднего качества A5—20 долларов за карат обработанного камня). Дело процветало. Запасы варисцита казались неисчерпаемыми. Увы, только казались — его месторождения ныне выработаны. А вот наши, отечественные примеры. Громко гремела слава струящегося атласным зеленым узором уральского малахита. Его было так много, что им даже отделывали интерьеры. В любом мало-мальски обеспеченном доме хранили семейную реликвию — малахитовую шкатулку. Отрезвление пришло слишком поздно. Теперь уральский малахит ^ (а по качеству он не чета казахстанскому!) стал такой редкостью, что его образцы в коллекциях счастливчиков занимают отдельное место. На мировой же рынок, между прочим, малахит идет из Заира. На весь мир славится орская яшма — камень, который многоцветием и прихотливостью рисунка вызывает бессильную зависть у изощренных абстракционистов. Месторождение орской яшмы — гора Полковник — не без помощи техники превратилась в гигантскую яму. Почти исчезли русские александриты. Близки к истощению древние копи бирюзы в Средней Азии. Этот траурный список можно продолжать если не до бесконечности, то до полного изнеможения читателя. Ныне охрана природы возведена в ранг закона. Лучшие, редчайшие месторождения объявлены заповедными. Нужен был гений Ленина, чтобы на заре становления нашего государства заняться устройством первого в мире минералогического заповедника в Ильменских горах на Урале. Увы, все месторождения заповедниками не объявишь, да и камни добывать где-то нужно. На первый взгляд неплохим выходом из положения кажется синтез минералов. Но далеко не все искусственные декоративные камни выгодны — обычно синтез их слишком дорог. И кроме всего прочего рукотворные минералы отнюдь не всегда способны конкурировать с природными. Дело в том, что они слишком совершенны. В них нет обаяния неповторимости, присущей любому природному камню. Отсюда — повышенный спрос на естественные самоцветы, что стимулирует их добычу и в конце концов истощает месторождения. А между тем наука и технология, пожалуй, уже созрели для того, чтобы вплотную заняться искусственным возобновлением месторождений! Несмотря на кажущуюся парадоксальность, это, наверное, единственный путь, идя по которому, можно не только удовлетворить сиюминутные потребности «в цветах подземного сада», но и спокойно смотреть в глаза грядущим поколениям обитателей планеты. В самом деле, быстрее всего истощаются залежи тех самоцветов, что лежат близко к земной поверхности, месторождения так называемых вторичных минералов зоны окисления. Но их- то как раз легче всего воссоздать, ведь для этого не нужны те невероятные температуры и давления, которые царят в земных глубинах. Другими словами, нужно лишь создать соответствующие концентрации тех или иных химических элементов в ограниченном 59
■^^^fx^^t гишьъ объеме, так сказать, запустить природный механизм минералообразования. Мне думается, что вскоре наступит время, когда на отработанный карьер или отвалы будут доставлять отходы, скажем, химических комбинатов. И в свой срок здесь появится искусственное, но полноценное месторождение, например меди. Чтобы не быть голословными, давайте остановимся на конкретном примере создания месторождения очень редкого и дорогого сейчас малахита. С минералогической точки зрения малахит — это основной карбонат меди, встречающийся в верхних частях меднорудных месторождений. Для его рождения нужно, чтобы рудное тело с первичной медной рудой рассекло толщу известняков. Проникающая в земную твердь вода вместе с растворенными в ней газами начинает окислять рудные минералы меди, переводя их в растворимое состояние. Обогащенный ионами меди раствор просачивается в пористые известняки и там вступает в реакцию с карбонатом кальция. В результате такого взаимодействия появляется основной карбонат меди — малахит, который и складируется в известковых пустотах красивыми слоистыми корками (рис. 1). Конечно, картина рождения малахита здесь несколько упрощена, но это отнюдь не мешает главному выводу: ,для образования малахита нужно сосредоточить в относительно небольшом объеме медь, углекислоту и воду. Все это вполне нам по силам. Нетрудно засыпать медный лом или шлаки в одну из карстовых воронок — провал на поверхностных выходах известняка. Дальше все пойдет по естественному пути — появится рукотворное месторождение малахита (рис. 2). Этот способ неплох, но дорог; тратить медь на подобные эксперименты вряд ли стоит. Правда, ситуация выглядит гораздо благоприятнее," если в качестве источника меди взять. породу из рудничных отвалов — содержание металла здесь достаточно высокое. А что если поступить и вовсе наоборот: в отслужившие свое подземные выработки засыпать известняк, благо его сколько угодно? Там, под землей, все равно много меди, ведь ни при какой, даже самой совершенной технологии добычи без потерь не обойтись. А для образования малахита в этом случае потребуется лишь создание карбонатной обстановки, для чего и нужен известняк. Этот способ может подарить не только малахит, но и другое благо — консервацию старой выработки, может ликвидировать обвалы, проседание почвы и прочие неприятности. Третья выгода — утилизация неизвлекаемого при нынешней технологии из недр металла, ни один грамм которого не пропадет зря (рис. 3). Чтобы поторопить минералообразова- ние, следует к штольне или ш ахтно- му стволу подвести воду. Для первого варианта (засыпка медной руды в карстовые воронки) это лишнее: пористые известняки насыщены водой, они собирают и удерживают ее словно губка. Вдумайтесь в смысл сказанного — 60
i «искусственное месторождение»! Такого еще не бывало. Чтобы вырастить сад, требуется несколько десятилетий. Сколько же придется ждать, чтобы вкусить плоды рукотворного подземного цветника? Многие уверены, будто минералообра- зование — крайне медленный процесс. Иногда это верно, но далеко не всегда. Порой скорость роста кристаллов такая же, как у растений. Вот конкретные доказательства. Скорость роста минералов определяют ^ШгЩрт _. • либо по косвенным признакам, получая относительные величины, либо при измерениях во время лабораторного эксперимента, моделирующего природный процесс. Однако изредка природа, словно желая вознаградить исследователей за упорство, делает тайное явным — позволяет следить за отложением минералов в естественных условиях. Такие наблюдения минералоги называют прямыми. Так вот, с помощью прямых наблюдений установлено, что гипс прирастает на 0,001 —0,008 мм в сутки, кварц — 0,3, оливин — 0,6, арагонит — 0,7, а гематит — до 50,0 мм в сутки! Прежде чем высказать идею о создании искусственного месторождения малахита, я исследовал в лабораториях кафедры химической термодинамики и кинетики химфака ЛГУ и на кафедре минералогии геологического факультета условия и особенности роста малахита. Было долгое моделирование естественного образования углекислых соединений меди, были и кропотливые мелкомасштабные опыты по получению малахита в условиях искусственного месторождения. Измерял я и скорость его роста. Она была немалой — 0,01 мм/сутки. Другими словами, при благоприятных условиях десятисантиметровая корка великолепного самоцвета вырастет меньше чем за тридцать лет. Мне думается, что идея искусственных месторождений цветных камней достаточно универсальна. По крайней мере среди минералов зоны окисления она безотказна, вопрос лишь в экономической оправданности затрат и разработке конкретных деталей. В случае с малахитом выгода налицо — сейчас крохотная его пластиночка стоит около 50 рублей. А какие уникальные возможности открываются перед минералогами: можно пронаблюдать все стадии образования самоцветов! Тридцать лет. Этого времени, пожалуй, не хватит для выращивания полноценного, кондиционного леса, а в целесообразности лесопосадок, рассчитанных на 50, Ш0 и более лет, уже никто не сомневается. И если мы не хотим оставить после себя минералогическую пустыню, другого выхода, по-моему, нет. Не пора ли минералогам заняться производственными экспериментами?- А. Е. БРЯНЦЕВ 61
s ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ Здравствуй, зебу! В подмосковном научно-экспериментальном хозяйстве «Снегири» Главного ботанического сада АН СССР живет и здравствует стадо гибридов коров и зебу. Животные (а их уже 800 голов) прекрасно переносят зиму в неотапливаемых коровниках. От своих экзотических родственников они унаследовали неприхотливость в еде и способность эффективно усваивать любые корма, а также устойчивость к болезням, в первую очередь к ящуру, бруцеллезу и туберкулезу. Средние годовые надои у зебу-коров около 5000 кг при средней жирности 4,5 процента, а рекордистка Пышечная за 305 дней лактации дала 8742 кг. Селекцией зебу-коров занимаются также в Грузии и Азербайджане. Акклиматизируются они хорошо практически по всей стране. Недавно, например, стадо гибридов отправилось за Полярный круг — в Мурманскую область. Свидетел ьствует свиней Социальную при надлежность человека, жившего давным-давно, иногда можно установить даже при отсутствии документальных свидетельств. На старинном кладбище в городе Стратфорде,. штат Виргиния, были исследованы захоронения начала прошлого столетия. В скелетах рабовладельцев-плантаторов обнаружено значительное количество свинца, содер- При условиях непоения и некормления в Петербург транспортируется около f 60 000 быков в год. Опыт и теоретические соображения дают право думать, что быки, при одном только поении, представят городу и лучшее мясо по качеству, и больше его по количеству. «Труды Императорского вольного экономического общества», 1884, вып. 2-й жавшегося как примесь в оловянной посуде и водопроводных трубах. В скелетах рабов свинца оказалось в пять раз меньше — негры ели из деревянной посуды и пили воду из колодцев. Хорошо бы жить поближе Горожане моложе 30 лет, тратящие на дорогу до работы (в один конец) больше часа, пропускают по болезни в полтора раза больше дней, чем те, кто тратит на дорогу не более получаса. У 40-летних горожан, живущих в часе и более езды от работы, заболевания отнимают в 1,8—2 раза больше рабочих дней, чем у «тридцати- минутников». Только пыль, пыль, пыль... Протяженность проселочных дорог в США — 3,2 миллиона километров. Ежегодно с них поднимается в воздух 275 миллионов тонн пыли — по 86 тонн с километра, или по тонне с каждых 12 метров. Из морской воды — родниковую или практически не уступающую родниковой по составу и вкусу можно получить с помощью мембран, разработанных в Львовском отделении Института теоретической физики АН УССР, сообщил журнал «Жилищное и коммунальное хозяйство» A983, № 3). Омовение белых львов Обычай дурачить друг друга 1 апреля,— а если строго следовать традиции, то лишь до полудня,— известен во многих странах. Но никто не знает, откуда он пошел. Утверждают, что древнейший розыгрыш принадлежал древним римлянам. Едва успев отстроить первые кварталы будущего вечного города, римские мужчины решили обзавестись женами на стороне. Сватовство обставили как праздник в честь Нептуна. А в качестве зрителей пригласили соседей из племени сабинян. Когда же гости явились, их встретили вооруженные воины, которые вмиг оттеснили мужчин и дам постарше от потенциальных невест... Говорят, этот случай, известный в истории как «похищение сабинянок», произошел именно в первый день апреля. Первоапрельские розыгрыши иногда носили массово-организованный характер и в дальнейшем. Скажем, 31 марта 1860 года многие знатные лондонцы,— а в Англии, к слову сказать, чтут April Fool's Day (день апрельских дураков) более, чем где бы то ни было,— получили по почте вполне официальные приглашения следующего содержания: «Податель сего приглашается в компании одного спутника присутствовать на ежегодной церемонии Омовения белых львов, каковая состоится в воскресенье, 1-го апреля с. г., в лондонском Тауэре. Вход через Белые ворота. Приглашенных просят воздержаться от каких-либо подарков служителям, занятым в омовении, и их помощникам». На утро улицы вокруг Тауэра были забиты экипажами. Кучера безуспешно искали никогда не существовавшие Белые ворота, ведущие к никому не ведомым белым львам. Кстати, лондонский свет попал на эту удочку не впервые. Точно такое же приглашение уже рассылалось — в канун I апреля 1698 года..
Лучше нейзильбера Швейцарские металлурги создали новый сплав для нужд точной механики. Этот материал, в состав которого входят медь, марганец, цинк, олово и некоторые другие металлы, превосходит по прочности, пластичности, коррозионной стойкости нейзильбер и мелно-бериллие- вые сплавы. И мебель тоже Учреждения, в которых запрещено курить на рабочем месте или где работают лишь некурящие, экономят 10 % фонда заработной платы (меньше перекуров — выше интенсивность труда!) и 30 % выплат по больничным листам. И еще одна цифра: в таких учреждениях вдвое меньше расходы на обновление мебели. Полвека назад В будущем встанет новая задача, которая потребует полнейшей реформы алфавита: потребуется создать прибор — «диктограф», могущий автоматически записать произнесенную речь особыми значками, которые человек сможет непосредственно читать с такою же легкостью, с какою их сможет воспроизводить фонограф. «Наши достижения», 1934, № 3 К 1985 году производство цветов в РСФСР достигнет 457,8 миллионов штук в год. Человечество потребляет 2600 км' пресной воды в год. Это около 6 процентов ее запасов. К 2000 году расход пресной воды достигнет 6000 км , что равно стоку всех рек мира. «Жилищное и коммунальное хозяйство», 1983, № 3 z ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ Cucumber Wtcklv Report Новое направление селекции В последних выпусках австралийского еженедельника «Cucumber Weekly Report» опубликованы материалы, посвященные новому направлению в селекции овощных культур, так называемой «пимпл-селекшн» (от англ. pimple — прыщ, пупырышек). Указывается, что первым на важную роль пупыр- чатости обратил внимание еще в начале XIX в. валлийский фермер Бенджамен Джокерсон. В письме, направленном в Лондонское королевское общество, он утверждал, что число пупырышков на квадратном дюйме кожуры коррелирует с урожайностью, вкусовыми достоинствами и лежкостью огурцов. Но как это, к сожалению, нередко случается, ценному наблюдению не придали значения. Впрочем, возможно, тут сказалась крайняя затрудненность проведения необходимых массовых подсчетов. ОБОЗРЕНИЕ Трудности удалось преодолеть только с появлением ЭВМ четвертого поколения. Тогда же удалось выяснить, что истинная роль пупырышков сводится прежде всего к увеличению площади поверхности плода (точнее, ягоды) и связанному с этим увеличению поверхности раздела фаз, газообмена и фотосинтеза, в результате чего в свою очередь возрастают размеры, скорость роста, сахаристость и содержание незаменимых аминокислот, особенно лизина. Иной механизм у возрастания лежхости. Несмотря на более развитую поверхность, повреждения при столкновениях с другими огурцами, а также стенками контейнера уменьшаются вследствие того, что статические и ударные нагрузки воспринимаются в первую очередь пупырышками, которые в данном случае действуют подобно автомобильным бамперам. Значение этого эффекта в условиях современных масштабов сельскохозяйственного производства самоочевидно. Как сообщается в указанном еженедельнике A984, 01.04), к настоящему времени удалось вывести четыре сорта огурцов с особо прочными, крупными и равномерно расположенными пупырышками. В честь первооткрывателя явления они получили название Джок-1, Джок-2, Джок-3 и Джок-4. Удалось также вывести по одному пупырчатому сорту ближайших родственников огурца — дыни и тыквы. В Голландии начата работа по выведению пупырчатого картофеля, в Коста-Рике — пупырчатых бананов, в Малайзии — пупырчатого батата. Вероятно, многие читатели помнят известную фразу из «Записных книжек» И. Ильфа: «Он был как огурчик — зеленый и весь в пупырышках». Теперь эта фраза приобретает еще один, неожиданный смысл. ОБОЗРЕНИЕ
Едва ли не все пищевые продукты содержат то или иное количество жира: и картофель @,4 %), и хлеб A—2 %), и молоко A—3,5 %), и мясо B—33 %). Это так называемый «скрытый» жир. А кроме того, есть жиры, которые добавляют к основным продуктам питания или во время кулинарной обработки, или лосле, уже на столе. Вот о них и пойдет сейчас речь. А именно: о растительных маслах, о продуктах их переработки (маргаринах и майонезах) и животных жирах, включая сливочное масло. Из таблицы, посвященной липидному составу жиров и масел, видно, что в сливочном масле примерно половина массы приходится на долю насыщенных жирных кислот, а поли ненасыщен ные практически отсутствуют. Животные жиры содержат и насыщенные (от 40 % в свином до 50 % в говяжьем и бараньем жире), и поли ненасыщенные кислоты (от 3 % в говяжьем до И % в свином). Кстати, из-за благоприятного сочетания жирных кислот у свиного сала весьма высокая пищевая ценность. Наконец, растительные масла в отличие от животных жиров содержат много поли ненасыщенных жирных кислот (от 23 % в горчичном до 60 % в подсолнечном масле) и относительно мало Из серии «Пища и жизнь». Предыдущие статьи в № 1 — 3. насыщенных (от 4 % в горчичном до 25 % в хлопковом). Главный представитель полиненасыщенных кислот в жирах и маслах — это ли- нолевая кислота. Она незаменима, поскольку превращается в организме в арахидоновую, которая в свою очередь входит в липид- ные структуры и используется для синтеза простагландинов. Помимо подсолнечного масла, линолевая кислота содержится в больших количествах в кукурузном E7,0 %) и хлопковом E0,8 %) маслах. Хотя растительные масла, безусловно, полезны, не надо пренебрегать и животными жирами; напомним, что оптимальное соотношение животных и растительных жиров равно 70:30. Из растительных масел готовят маргарины, кулинарные жиры и майонезы, которые занимают по составу промежуточное положение между растительными и животными жирами. Маргарины получают обычно гидрогенизацией, при этом образуются насыщенные жирные кислоты и продукт твердеет, становясь похожим на сливочное масло. Но в то же время идут и нежелательные процессы — разрушаются некоторые витамины, в том числе токоферолы, образуются изомеры полиненасыщенных кислот. Природная линолевая кислота представляет собой цис-цис-изомер, он-то и прев- 64
Пищевая ценность 100 г продукта (в скобках — примерная доля от суточной потребности, %) Вещества Подсолнечное масло Молочный маргарин Слнвочное несоленое масло Топленое масло Свнной жнр Белки, г 0 3,1 D) 0,3 (<1) 0,6 (<1) 0,3 (<1) 0 Жиры, г Углеводы, г Кальций, мг Фосфор, мг Магний, мг 99,9 (98) 0 0 0 0 67.0 F6) 2,6 (<1) 28 D) 50D) 11 C) 82 (80) 1«1) 12 B) 8A) 1«1) 82,5 (81) 0,9«1) 22 C) 19 B) 3(<1) 98,0 (97) 0 0 0 0 99,7 (98) 0 0 0 0 р-каротин, мг Витамин А, мг 0 0 0,40 F) 0 0 0 0,38) 0,59 J F5) 0 о 0,6 F0) 0 Витамин Е, мг Энергетическая ценность, к кал 62 F20) 0 25 B50) 899 C2) 626 B3) 743 B7) 0 749 B7) 0 882 C1) 0 897 C2) Липидный состав жиров и масел, мг на 100 г Вещества Слнвочное несоленое масло Свиной жнр Подсолнечное рафинированное масло Кулинарный жнр Молочный маргарин Липиды (сумма) В том числе: триглицериды фосфолипиды холестерин р-ситостерин 82,50 99,70 99,90 81,93 0,38 0,19 — 99,20 0,33 0,10 — 99,20 0,20 0 0,20 99,70 99,70 82,00 81,40 0 0,04 Насыщенные жирные кислоты В том числе: пальмитиновая стеариновая 50,25 39,64 11,30 25.10 17,40 24,61 7,52 26,79 22,73 2,86 24,30 12,50 45,56 43,00 2,50 6,20 4,10 23,80 0 23,70 16,80 7.80 51,90 51,00 0,90 9,90 7,20 42,90 42,90 Мононенасыщенные жирные кислоты В том числе: олеиновая пальмитолеиновая Полиненасыщенные жирные кислоты 0,91 В том числе: линолевая линоленовая арахидиновая 10,60 59,80 18,40 17,60 0.84 0,07 0 9,40 0,70 0,50 59,80 0 0 18,20 0,20 0 17,60 0 0 3 «Химия и жизнь» № 4 65
ращается в арахидоновую кислоту, а транстранс-изомеры в маргарине к такому превращению неспособны. Чтобы восстановить пищевую ценность маргаринов, в них добавляют натуральные масла и жиры, благодаря чему содержание жирных кислот приближается к оптимальному. Некоторые сорта с такими добавками даже превосходят сливочное масло по содержанию витаминов (скажем, в маргарине «Экстра» 1,5 мг% витамина А и 15 мг% витамина Е, а в сливочном масле 0,6 и 2,2 мг% соответственно). Опытные хозяйки знают, что пироги получаются пышнее, когда тесто замешивают на маргарине (в его состав входят эмульгаторы). Что касается майонезов, то это — эмульсия растительного масла с водой B5—50 %), яичным порошком E—6 %), сухим молоком A—3 %), сахаром A—3 %), уксусом и специями. Заметьте, что воды в майонезах много, а значит, они легко портятся, хранить их надо, как и сливочное масло, в холодильнике. А вот растительное масло можно хранить при комнатной температуре в хорошо закрытой стеклянной посуде до четырех месяцев, так как в нем почти совершенно нет воды и оно не подвержено бактериальной порче. Но при более высокой температуре или при слишком долгом хранении растительное масло начинает прогоркать, после чего его нельзя уже использовать в пищу. Пищевая ценность некоторых жировых продуктов также показана в таблице. Уже при первом взгляде видно, что все эти продукты — поставщики энергии, однако их ценность этим не ограничивается. Растительные масла, особенно подсолнечное, исключительно богаты витамином Е (токоферолами) и содержит 6-ситостерин, антагонист холестерина. Сливочное масло (особенно приготовленное летом) — существенный источник витамина А и 6-каротина. Кроме того, в нем много, до 1,5 мг%, витамина D. А вот минеральными веществами все эти продукты очень бедны. Вопрос, который задают очень часто: на каком жире лучше жарить? Если в кулинарном рецепте нет ответа, то примите к сведению, что жарить предпочтительнее на кулинарном жире, маргарине или подсолнечном масле. Однако растительные масла не надо использовать для жарки повторно: в них много ненасыщенных жирных кислот, которые легко окисляются при нагревании. А вот заправить остатками масла салат можно. Сливочное масло при жарке чадит, так как в нем довольно много белков, при нагревании разлагающихся. На сливочном (нетопленом) масле лучше не жарить. В растительном масле, особенно нерафинированном, при длительном хранении часто образуется осадок. Он состоит преимущественно из фосфолипидов, веществ весьма полезных, и никакой опасности для здоровья не представляет. В заключение несколько слов о правильном потреблении жиров. Сейчас в питании наблюдается избыток животных и недостаток растительных жиров, но как раз вторые необходимы для нормализации обмена липи- дов. Даже полным людям, стремящимся похудеть, не .надо полностью избегать растительных масел. Как ни странно, это наряду с другими мерами способствует снижению веса, и страдающим ожирением в клиниках предлагают нередко кефир с ложкой растительного масла... Рекомендация для взрослого здорового человека: около 30 г растительного масла и не более 20 г сливочного масла в день. Для других случаев норму укажет врач. Доктор технических наук И. М. СКУРИХИН От редакции: О диете при ожирении — в помещенной ниже заметке, перепечатанной с сокращениями из журнала «Вопросы питания», 1983, № 5; ее авторы работают в клинике лечебного питания Института питания АМН СССР. Лечебное питание при ожирении Лечение ожирения должно быть комплексным: лечебное питание, физиотерапевтические методы, медикаментозные средства. Однако главная роль в этом комплексе при надлежит бесспорно диетотерапии. В Советском Союзе — ив стационарных, и в домашних условиях — широко применяется диета № 8. Она малокалорийна A800—2000 ккал), содержит 90—100 г белков, 80 - 90 г жиров и уменьшенное количество углеводов, от 120 до 200 г. Для снижения аппетита из рациона полностью исключаются экстрактивные вещества. Мясо и рыба даются в отварном виде или поджаренными после варки. Питание должно быть дробным. Увеличена доля малокалорийных, но значительных по объему п роду ктов — фруктов и овощей. Разрешаются следующие продукты и блюда: ржаной хлеб A00—200 г в день); супы преимущественно на овощном отваре, а два-три раза в неделю на слабом мясном, рыбном или грибном бульоне с овощами: блюда из тощей говядины, нежирной птицы в отварном или заливном виде (до 150 г в день); блюда из рыбы нежирных сортов (судака, трески, щуки, сазана и др.), преимущественно в отварном, зали вном, иногда жареном виде (до 150 г в день); блюда и гарниры из белокочанной и цветной капусты, салата, 66
редиса, огурцов, кабачков, помидоров в сыром, вареном и печеном виде, а также картофель, свекла, морковь иа один гарнир (не более 200 г в день); блюда и гарниры из круп, бобовых и макаронных изделий в ограниченном количестве (употреблять изредка за счет уменьшения количества хлеба); 1—2 яйца в день; не более 15 г сахара в день; кислые и кисло-сладкие фрукты и ягоды (яблоки, лимоны, апельсины, красная смородина, клюква и др.) — до 200 г в день в сыром виде или в виде компотов без сахара; молоко, простокваша, кефир B—3 стакана), сметана A—2 столовые ложки как приправа), творог, преимущественно обезжиренный, 100—200 г в день в натуральном виде или в виде творожников, сырников, пудингов; неострые сорта сыра. Из закусок разрешаются салаты, винегреты, заливная нежирная рыба, нежирная ветчина, докторская колбаса. Из напитков —- чай, чай с молоком, некрепкий кофе, томатный сок, фруктово-ягодные соки из кислых ягод и фруктов, щелочная минеральная вода (всего жидкости вместе с супом, молоком, простоквашей, компотом, напитками — 5—6 стаканов в день). Сливочное и растительное масло — вместе 40 г, для приготовления пищи. Соли — не более 5 г, только Консультации 13 Что делать с крупой В шкафу, где хранятся продукты (крупа, мука и т. д.), завелась какая-то моль. Как от нее избавиться? Известные мне средства для борьбы с этим насекомым очень токсичны. А. Жданова, гор. Балашиха Московской обл. Вероятно, в шкафу завелась так называемая зерновая моль. Опасна не столько она сама, сколько ее прожорливые личинки, прогрызающие зерна и опутывающие их паутиной. Повышенная температура, влажность, недостаточная вентиля- ция на кухне способствуют развитию этого насекомого. для добавления в готовые блюда (пища готовится без соли!). Запрещаются: конфеты, шоколад, кондитерские изделия, сдоба, мороженое и другие сладости, приготовленные с добавлением сахара; острые, пряные, копченые и соленые закуски и блюда; перец, горчица, хрен, алкогольные напитки. Периодически, но не чаще одного раза в неделю (желательно в выходные) надо устраивать разгрузочные дни — фруктовые, ягодные, овощные, кефирные, из расчета примерно 1,5 кг продукта в день. Например, в яблочный разгрузочный день — 1,5 кг яблок, в арбузный — 2 кг арбузной мякоти, в простоквашный или кефирный — 1,5 л. При нетяжелой физической работе можно устраивать разгрузочные дни и в рабочие дни: мясные D00 г мяса без соли), рыбные E00 г отварной нежирной рыбы) или творожные E00—600 г нежирного творога). Вся пища распределяется на пять приемов. Кроме нее можно выпить 2—3 стакана чая или некрепкого кофе без сахара. Примерный вариант меню I завтрак, 9 часов — яичница из двух яиц, жаренная на растительном масле; салат из свежих огурцов; черный кофе. Прежде всего надо проверить шкаф. Достаньте все запасы: крупу, муку, сухофрукты — и тщательно просмотрите каждый пакет и каждую банку. Сильно пораженные продукты придется выбросить, а те крупы и сухофрукты, где насекомых немного, переберите и подсушите минут 15—20 в приоткрытой духовке при температуре 60—70 °С. Шкаф изнутри промойте теплым мыльным раствором, потом чистой водой; пазы и щели промажьте уксусной эссенцией с помощью вязальной спицы, на кончик которой намотайте немного ваты. После этого подержите шкаф открытым до полного высыхания. Пока не убедитесь в том, что с молью покончено, храните все запасы в хорошо закрытых банках или в завязанных полиэтиленовых пакетах. Вновь купленную крупу или сухофрукты тщательно проверьте, рассыпав тонким слоем на светлом листе бумаги. Сомнительный продукт подсушите в духовке, как было сказано выше. II завтрак, 12 часов — обезжиренный творог, 100 г. Обед, 15 часов — зеленые щи; голубцы, фаршированные мясом A50 г); салат из помидоров. Полдник, 17 часов — 200 г мякоти арбуза (или любые другие фрукты). Ужин, 19 часов — рыба A00 г), жаренная на растительном масле; тушеная тыква или отварная капуста; чай. На ночь — стакан кефира. Калорийность рациона без учета хлеба около 1700 ккал. Всем тучным и склонным к полноте людям необходимо отказаться от вредной привычки отдыхать сразу после еды. Одна только диета, без достаточной физической активности, не даст ожидаемого результата. Тучный больной должен много ходить; средней нормой можно считать 10 тысяч шагов ежедневно. В теплое время года ходьбу полезно сочетать с плаванием, греблей, ездой на велосипеде. Какими бы простыми ни казались напечатанные здесь советы, надо помнить, что ожирение, как и любое другое заболевание, необходимо лечить только под контролем врача. Кандидаты медицинских наук Ю. П. ПОПОВА и Г. Р. ПОКРОВСКАЯ - per m^. Неудачное обозначение В заметке «Многоцелевые вакцины» («Химия и жизнь», 1983, № 10, с. 50) для измерения длины полинуклеотиднои цепочки использовано сокращение «кбаз», расшифрованное как «тысяч нуклеотидов». Взамен этого жаргонного выражения, представляющего собой дубликат английской аббревиатуры, означающей на самом деле тысячи пар нуклеотидов, следовало бы использовать принятое в отечественной литературе сокращение т. п. н. Б. ГЛОТОВ, Москва 3* 67
:?Ж Уравнение скорости химической реакции, или кинетическое уравнение, показывает, как зависит скорость этой реакции от концентрации реагирующих веществ. Однако изложенное в школьном учебнике правило, согласно которому скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, применимо только к элементарным стадиям, в которых одни молекулы превращаются в другие сразу, в результате одного столкновения. В действительности же большинство реакций многостадийно, и, чтобы вывести правильное уравнение скорости всего процесса в целом,' необходимо знать механизм реакции, то есть все ее элементарные стадии; школьники часто этого не учитывают и допускают грубые ошибки. Предлагаем вывести самостоятельно уравнения скорости некоторых относительно простых реакций, протекающих в несколько стадий. ЗАДАЧА 1 При изучении кинетики мономолекулярных реакций (например, термического распада в газовой фазе N20:,) было обнаружено, что константа скорости этой реакции изменяется с давлением; при постоянных же давлении и температуре скорость реакции описывается уравнением V = =k[N20:,]", где 1<п<2. А в 1922 г. немецкий химик Ф. Линдеман предположил, что при разложении вещества А его молекулы в результате соударения сначала превращаются в возбужденные молекулы А*, которые могут либо превратиться в продукты В и С, либо снова вернуться в исходное состояние (также в результате соударений с другими молекулами). Исходя из этой схемы, выведите уравнение скорости мономолекулярной реакции, если известно, что концентрация возбужденных молекул А* постоянна во времени. Объясните на основании полученного уравнения описанные выше экспериментальные результаты. ЗАДАЧА 2 Выведите уравнение скорости цепной реакции водорода с хлором при следующих условиях: зарождение цепи происходит при поглощении молекулой С\г кванта света, а обрыв цепи происходит по схеме СГ ьСГ^СЬ- В. стационарном режиме скорость инициирования цепи равна скорости ее обрыва, а концентрация активных частиц остается постоянной. Будет ли зависеть кинетика реакции от толщины облучаемого светом реакционного сосуда? ЗАДАЧА 3 Выведите уравнение скорости для реакции водорода с хлором в случае термического инициирования; как и в предыдущем случае, атомы хлора образуются в результате распада молекул сь. Решения задач — иа стр. 70 68 К ' Юный химик
fit** kul^imc Статья «Крепка ли граница?» и «Капли — на воде и под водой» («Химия и жизнь», 1982, № 8 и 1983, № 2) мне сначала показались неинтересными. Но вскоре я столкнулся с явлениями, похожими на описанные. Эффект обнаружился случайно при получении этилацетата по методу М. Родыгина («Химия и жизнь», 1982, № 9). Нейтрализовав средство для мытья стекол «БЛО» серной кислотой, я отогнал смесь воды и этилацетата. Отгон я попытался осушить безводным сульфатом натрия, но этилаце- тат оставался мутным. И вот когда я начал фильтровать его через вату, помещенную в воронку, то и заметил интересное явление. Когда очередная капля фильтрата падала на поверхность жидкости, как и положено, возникала небольшая воронка. Но затем на месте воронки появлялся небольшой вытянутый холмик с шариком на вершине. Этот шарик падал на поверхность жидкости, оторвавшись от холмика, и продолжал существовать самостоятельно. Весь процесс шел в промежутке между падениями двух очередных капель. Шарики на поверхности жидкости существовали 1-2 минуты, а один из них, постоянно захватывая другие такие же шарики, прожил около 4 минут. Шарики возникали тогда, когда слой жидкости на дне сосуда превышал примерно 1 см; обычно капли падали с высоты 8—10 см, со скоростью около двух капель в секунду. При этом капли достигали 2—3 мм в диаметре. Но вот что привлекло мое особое' внимание. Образование шариков происходило на поверхности жидкости, постоянно колеблющейся от падающих капель. Стоило же остановить колебания (прекратить фильтрование), как шарики почти мгновенно, через 1— 2 секунды, исчезали. Колебания (круговые волны) на поверхности жидкости хорошо заметны — они бегут от центра к стенкам и потом в обратную сторону. Когда капли перестают падать, волны затухают через 2—3 секунды, а с ними исчезают и шарики. В спокойном состоянии мениск этилацетата имеет форму, показанную на рис. 1; когда же падает капля, то она скатывается в пространство между центром и стенками, как показано на 69
Ъг рис. 2. При этом шарики образуются лучше всего, когда капли падают точно в центр сосуда (около 65 мм в диаметре). Маленькие шарики, диаметром 1—2 мм, скатываются с «горки» со значительной скоростью и по пути от центра к стенке исчезают. Некоторые из них, прежде чем исчезнуть, отскакивают от края мениска, как мячики. Мне удалось несколько раз наблюдать образование шариков диаметром до 10—11 мм. Вот как это происходило. Падение очередной капли с высоты 8 см вызывало образование шарика диаметром 2—3 мм, который скатывался в пространство между стенками и «горкой». Этот шарик довольно сильно прогибал поверхностную пленку и создавал свою микролунку. Если посмотреть на такой шарик снизу, то он серебрится, как ртуть,— это значит, что между шариком и поверхностной пленкой есть прослойка воздуха. Так вот, в эту лунку скатывались все новые и новые шарики таких же размеров и сливались друг с другом. Слияние происходило не сразу: несколько секунд шарики отскакивали друг от друга из-за колебаний поверхности, а потом уже сливались в шарик большего размера. В конце концов пленка под шариком разрывалась и шарик исчезал. Продолжительность жизни шариков составляла 30—45 секунд. Ю. МАКАРЫЧЕВ, 10-й класс школы №17 Воркуты А'+А I A+A, (См. стр. 68) ЗАДАЧА 1 Запишем все элементарные стадии реакции, каждая из которых характеризуется своей константой скорости: ..к в+с. А+А А»+А, Скорость суммарной реакции (то есть скорость накопления продуктов В и С) определится последней стадией, в результате чего v=k3[A*]. Воспользуемся теперь условием постоянства концентрации промежуточного вещества А*, которое равноценно тому, что скорость накопления этого вещества равна нулю, то есть vA =MA]2—k2[A*][A]—кз[А'] = 0 (в этом случае знаки показывают, что в первой реакции А* накапливается, а во второй и третьей реакциях расходуется). Из этого уравнения следует, что [A*]=kl[A]7(k2[A]+k3); подставляя 70 .. Л"МИК
это выражение в уравнение скорости реакции, получаем: k,k,[A]2 ЫА]+кз Проанализируем полученное уравнение. При высоких давлениях, когда концентрация вещества А велика, кг[А]]>>к*, и вторым членом в знаменателе можно пренебречь. Тогда v=kik3[A]/k2, и экспериментально будет наблюдаться реакция первого порядка с константой скорости кэксп= =kik3/k2. Но при достаточно малых давлениях кг[А]<С[кз, в знаменателе можно пренебречь первым членом, и v=k|[A]2. В этом случае скорость реакции пропорциональна уже квадрату концентрации (реакция второго порядка). При промежуточных же давлениях экспериментально определяемая константа скорости будет зависеть от концентрации реагентов (то есть давления), и порядок реакции будет промежуточным между первым и вторым A<п<2). ЗАДАЧА 2 Начнем с того, что запишем все элементарные стадии реакции: С12 -Л 2СГ (стадия инициирования, 1о — интенсивность света), ki СГ+Н2 -гг HCI-j-H 1 (стадии продол- Н'+С12 ^1 На+СПжения цепи), CI"+СГ ~t CI2 (стадия обрыва цепи). Скорость инициирования, то есть скорость образования активных частиц (атомов хлора), в случае полного поглощения света постоянна и равна 1<>; скорость обрыва цепи равна k.i[CI']~. Приравнивая эти выражения, получаем |0=k3[CI ]2, откуда [СГ]=Л/|о/кз. Теперь запишем выражение для скорости образования атомов Н' и приравняем его, согласно условию, нулю: ki[CI"][H2]—МН"][С12]=0, или к([СГ] • ■ [H2]=k2[H'][Cl2]. Этот интересный результат (в стационарном режиме скорости двух реакций продолжения цепи равны) объясняется довольно просто: атомы Н' активнее атомов СГ и реагируют быстрее (k2>ki), но это приводит к тому, что ровно во столько же раз уменьшается их стационарная концентрация ([КГ] <С [СГ]). Теперь у нас есть все необходимые данные для того, чтобы получить уравнение скорости образования продукта реакции: v=k,[Cr][H2] + k2[H I [Cl2]= ^2ki[Cr][H2]=2k,yio/k3[H2]. Полученный результат не совсем обычен — оказывается, скорость реакции не зависит от концентрации одного из реагентов! Но если мы уменьшим размеры реактора настолько, что часть света будет проходить через него, не успев поглотиться молекулами хлора, то кинетическое уравнение изменитсяги скорость реакции уже будет зависеть от концентрации хлора. ЗАДАЧА 3 Схема реакции аналогична предыдущей, за исключением стадии инициирования, которая запишется в виде С12 -£ 2СГ, а скорость этой стадии равна ko[CI2]. Приравняем, как и раньше, скорости стадий' инициирования и обрыва: кп[С12]=кз[СГ]2, откуда [Cr]=\/ko[CI2]/k.i. Учитывая, что скорости двух реакций продолжения цепи равны, получаем для кинетического уравнения суммарной реакции: v= =kt[CI][H2] + k2[H][CI2]=2k,[CI][H2]= =2к1Л/ко/к,[Н2][С12],/2. Мы видим, что небольшое изменение в одной из стадий цепной реакции привело к существенному изменению кинетического уравнения: скорость реакции теперь зависит не только от концентрации водорода, но и от концентрации хлора, хотя и в меньшей степени. И вообще, обычно каждому конкретному механизму реакции соответствует свое уравнение скорости; это дает химикам возможность на основании экспериментально полученного уравнения скорости делать вывод о возможном механизме реакции. И. ЛЕЕИСОИ ПОПРАВКА В условиях задачи № 2 («Химия и жизнь», 1984, № 2Т с. 80) вместо «280 г азота; 2800 г...» следует читать «280 г азота; 1400 г...» КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК 71
Руководство по самостоятельному изучению стеклодувного искусства Академик А. Е. АРБУЗОВ Книга, отрывки из которой мы начинаем публиковать, последний раз издавалась полвека назад. Ее автор, известный советский химик Александр Ерминингельдович Арбузов, славился и как мастер стеклодувного дела, и как педагог — руководство, написанное им в помощь коллегам-исследователям, отличается стройной последовательностью изложения. С учетом этого (а основные приемы стеклодувного искусства за прошедшие годы не изменились) книга могла бы стать очень полезной и для наших современников. Однако она давно перешла в разряд библиографических редкостей. Наилучшим решением было бы переиздать ее в полном объеме. Предполагая, что в конце концов так и будет сделано, редакция «Химии и жизни» решила опубликовать хотя бы часть руководства, с помощью которой можно овладеть основными, первичными навыками далеко не простого ремесла стеклодувов. ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ 1933 ГОДА Оглядываясь на результаты моей скромной попытки придти на помощь прежде всего молодым, а подчас й старым химикам, я укрепился в тех мыслях, которые руководили мною 20 лет тому назад при составлении моего руководства. Прежде всего, каждый научный работник: химик, физико-химик, биохимик и т. п. — должен владеть элементами стеклодувного искусства по крайней мере в такой степени, чтобы не находиться, прямо надо сказать, в тяжелой и неприятной зависимости от стеклодува-профессионала. Часто из-за какого-нибудь пустяка затягивается постановка эксперимента, часто эксперимент прерывается на более или менее продолжительное время, а нередко и совсем погибает. Далее, тот кто разберется в элементах стеклодувного искусства, тот кто даст себе ясный отчет в тех чрезвычайно обширных возможностях (а вместе с тем и в пределах этих возможностей), которые дает в руки исследователя стеклодувное искусство, тот, несомненно, облегчит себе разрешение ряда технических вопросов в постановке опытов. Знание элементов стеклодувного искусства даст сильный толчок изобретательству и конструированию новых приборов и аппаратов. А роль и значение этого пути в развитии физики и химии, несомненно, весьма велика. Приведу для пояснения пример: так, когда читаешь описание захватывающих по своей сложности и остроумию опытов Камер- линг-Оннеса и его сотрудников по превращению в жидкое и твердое состояние гелия, то решительно приходишь к заключению, что если бы Камерлинг-Оннес не знал всех тонкостей стеклодувного искусства и если бы в ею знаменитой лаборатории не находился стеклодув-виртуоз, о котором с таким восхищением он не раз писал, то разрешение целого ряда проблем физики и химии в этой области было бы надолго отодвинуто. Что касается весьма существенного вопроса, насколько трудно вполне удовлетворительно овладеть основными приемами стеклодувного искусства, то в этом отношении, после моего более чем 30-летнего опыта, могу определенно сказать: дело это не легкое. Однако на основании того же опыта можно утверждать, что в каждой лаборатории всегда найдется один-два молодых работника, которые быстро освоятся с этим важным искусством и эти стеклодувы-исследователи явятся положительно кладом для лаборатории. Они будут выручать лабораторию в более трудных случаях, они же помогут овладеть элементарными приемами стеклодувного искусства и другим работникам лаборатории, ибо, без сомнения, наглядный способ обучения лучше всякого руководства. Наконец, тот же 30-летний опыт дает мне основание дать читателю совет методического характера: главное условие успеха в овладении стеклодувным искусством заключается в правиле, что никогда не следует переходить к работам более сложным, не овладев в достаточной мере простейшими. 72
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТЕКЛОДУВНЫХ РАБОТ Все стеклодувные работы производятся из стеклянных трубок различного диаметра и различной толщины стенок и только в сравнительно редких случаях употребляются стеклянные палочки. В отдельных случаях применяется также плоское стекло. Наиболее обыкновенные сорта стекол известны под названием натрового стекла или легкоплавкого, калиевого стекла или тугоплавкого (применяется для выработки трубок для органического анализа сожжением), свинцового стекла. Для обыкновенных стеклодувных работ стекло, а следовательно и выработанные из него стеклянные трубки, должны обладать определенным комплексом качеств. Главнейшее качество стекла — это сохранение вязкости и пластичности во время процесса выдувания без быстрых переходов при повышении температуры в текучее состояние и соответственно в твердое при понижении температуры, которое естественным образом происходит во время выдувания. Далее, хорошее стекло не должно расстекловы- ваться, т. е. не должно выделять при нагревании кристаллических соединений, что видимым образом выражается в помутнении стекла, а также в значительной мере в утрате его наиболее ценных качеств — механической прочности, прозрачности, оптической однородности и т. п. Весьма важно также, чтобы стекло, по возможности, обладало небольшим температурным коэффициентом расширения, так как это свойство особенно важно для получения прочных спаев. Идеальными качествами в этом отношении обладает кварцевое стекло, приготовленное из чистого кварца. Так, оно, будучи нагрето до высокой температуры F00—700° и выше), безнаказанно может быть погружено в холодную воду. К нему приближается стекло пирекс. Обычно между внешним диаметром и толщиной стенок ходовых трубок наблюдается такое соотношение, что толщина стенок составляет не менее 1/6 внешнего диаметра, однако в некоторых специальных случаях это соотношение может изменяться как в ту, так и в другую сторону. Толстостенные трубки с диаметром канала приблизительно около 1 мм носят название барометрических, меньше 1 мм, часто до 0,03 мм,— капиллярных или термометрических. Качество стеклянных трубок в значительной мере зависит не только от состава стекла, но и от способа и тщательности их изготовления. Весьма важно, чтобы трубки имели одинаковую толщину стенок не только по длине трубок, но и по различным направлениям поперечного сечения. Трубки с неодинаковой толщиной стенок в большинстве случаев непригодны для стеклодувных работ, чрезвычайно затрудняя и осложняя работу даже весьма опытных стеклодувов-профессионалов. Из других недостатков трубок следует отметить так называемую свиль, или иначе неоднородность стекла, зависящую от недостаточной про варе нности стекла. Свиль легко замечается на трубках и на изделиях из них, напоминая по картине густой и недостаточно размешанный раствор патоки с водой. Далее, от недостаточной тщательности варки стекла на трубках образуются также местные утолщения в виде мутноватого цвета желваков большей или меньшей величины. Наконец, на трубках очень часто можно заметить продольные полоски в виде нитевидных каналов. Эти каналы получаются при вытягивании трубок из пузырьков газа, не успевших выделиться из стеклянной массы при варке стекла. Эти волосной толщины канальцы представляют, несомненно, брак, особенно если они вскрываются в полость трубки. Часто на трубках можно видеть тонкие продольные полоски различных цветов. При поперечном разрезе трубки легко заметить, что эта полоска проходит в толще стенок трубки, обычно ближе к наружной стороне. Эти полоски образуются от штабиков особой эмали (род стекла) и закатываются в массу стекла при работе подмастерья. 4. Е. Арбузов за стеклодувным столиком. Фото 1900-х годов 73
Иногда зти полоски делаются в качестве марки для определенных сортов стекла. Иногда же полоски делаются широкими и разных цветов, занимая по окружности более 1/3, например в трубках, употребляющихся при изготовлении бюреток, термометров и т. п. ХРАНЕНИЕ ТРУБОК Трубки хранятся в материальных комнатах на открытых полках с решетинами. Полки со стороны торца трубок не должны иметь никаких барьеров. При таком устройстве полок можно вынуть любую трубку. Однако не следует во избежание неприятных для стеклодувных работ царапин вынимать трубки из нижних слоев. В случае же особой необходимости лучше снять верхние ряды трубок. Иногда хранят трубки в стойках, т. е. соответствующим образом устроенных деревянных клетках. Трубки в этом случае находятся в стоячем положении. Этот способ хранения хуже, так как при продолжительном хранение трубки сильно покрываются внутри пылью. Барометрические трубки при хранении следует тщательно закрывать во избежание попадания пыли в канал трубки. Капиллярные и термометрические трубки сохраняются обыкновенно запаянными с обоих концов. ЧИСТКА ТРУБОК Стеклянные трубки, употребляемые при стеклодувных работах, чистятся очень просто. Трубку слегка лишь запыленную обыкновенно бывает достаточно вытереть снаружи слегка влажным полотенцем, а внутри фильтровальной бумагой, навернутой на деревянную палочку. Если же трубка покрыта внутри слоем аммиачных солей, которые всегда почти присутствуют в лабораторной атмосфере, то бумагу, навернутую на палочку, следует немного смочить водой, протереть смоченной бумагой трубку, а затем еще раз вытереть уже сухой бумагой, причем необходимо наблюдать, чтобы в трубке не оставались на стенках бумажные волоконца. Очень тонкие (не термометрические) трубки обыкновенно чистят таким образом: пропускают через всю трубку веревочку около 1 мм толщины или даже менее (длина веревочки должна быть более чем вдвое длиннее трубки), завязывают на середине веревочки простой узел, причем вставляют в петлю узла или кусочек ваты или, что лучше, кусочек замши и, протискивая затем несколько раз через трубку навязанный кусочек ваты или замши, очищают внутренность трубки от приставшей пыли и пр. Иногда тонкие трубки чистят посредством стеклянных палочек, наподобие того как чистят шомполом ствол ружья, т. е. затыкают просвет трубки бумагой и затем протискивают эту бумагу через канал трубки один или несколько раз. Однако чистки трубок подобным образом следует избегать по той причине, что на внутренних стенках трубки часто остаются ца рапины, от которых трубка при работе может лопнуть. Если трубка загрязнена более основательно, то в таком случае чистка производится обычным химическим путем, т. е. наполняют трубку, например, смесью крепкой серной кислоты и раствора дву- хромовокислого калия и по истечении некоторого времени выливают эту смесь из трубки, затем промывают несколько раз сначала обыкновенной, наконец дистиллированной водой. Химическую чистку вообще следует применять только в крайних случаях, и ни в коем случае не применять для чистки растворы едких щелочей, хотя бы и слабых, ■ так как последние сильно действуют на стекло. Действует на стекло и обыкновенная или даже дистиллированная вода, а потому стеклодувы-профессионалы избегают чистки I трубок при помощи воды. Иногда для ускорения сушки после дистиллированной воды следует промывание спиртом и эфиром с последующим продуванием мехами. Впро- | чем последний способ чаще применяется при чистке старых приборов. Термометрические трубки не следует подвергать чистке, так как она разрушает поверхностный слой трубки, вследствие чего ртуть в таких трубках дает неправильный мениск и расширяется при нагревании * толчками. ИНСТРУМЕНТЫ СТЕКЛОДУВА Паяльные лампы. Все стеклодувные работы легче и проще производить при наличии в лаборатории светильного газа. Для производства стеклодувных работ главным инструментом служит так называемая паяльная лампа. Существует очень много паяльных ламп различных конструкций, хотя идея их устройства одна и та же. Я опишу устройство паяльной лампы наиболее распространенной конструкции, какая обыкновенно употребляется в нормально оборудованных лабораториях, т. е. таких, где имеются налицо газ, вода и т. д. Устройство ее хорошо видно из прилагаемого рис. 1 74
(в разрезе). Главные части прибора представляют две вставляемые одна в другую концентрические трубки а и Ь. По внутренней трубке приводится воздух, количество которого может регулироваться краном а'. Трубка в верхней своей части оканчивается ввинченным в нее наконечником. Обыкновенно при каждой паяльной лампе имеются три наконечника с разными внутренними просветами. Для получения более тонкого пламени употребляют наконечник с меньшим просветом, и, обратно, для получения широкого пламени нужно насадить наконечник с наибольшим просветом. Трубка а, как видно на рисунке, прободает вторую наружную трубку Ь, через которую пропускается газ, регулируемый краном Ь'. На верхнюю часть трубки b надевается, в свою очередь, трубка с, суженная в верхней своей части. Трубка с может свободно двигаться по трубке Ь. Вся система только что описанных трубок посредством шарового шарнира d прикреплена к тяжелой чугунной подставке е. При таком устройстве очень легко и быстро можно закрепить посредством винта главную часть паяльной лампы, именно систему трубок а и b в любом положении относительно плоскости стола. При покупке паяльной лампы нужно обратить особое внимание на то, чтобы, во-первых, трубки а и Ь, а также и каналы наконечников в собранном виде были строго концент- ричны (иначе не получится правильного пламени), во-вторых, чтобы трубка с была хорошо пригнана к трубке, т. е. при легком усилии скользила бы по трубке Ь, но в то же вре'мя не скользила бы по ней сама по себе и, в-третьих, чтобы краны а' и Ь' были с достаточно широкими просветами и хорошо притерты и, наконец, чтобы шаровой шарнир был хорошо приточен и вообще прибор легко закреплялся в любом положении. На верхней деревянной крышке паяльного стола помещается паяльная лампа. На крышке же могут лежать заготовленные трубки, из которых стеклодув выдувает различные приборы. Крышка стола должна быть сделана из неокрашенного дерева, лучше всего из дуба, и ни в коем случае не должна покрываться железом или цинком, как иногда рекомендуется.* Паяльный стол ни в коем случае не должен стоять против окна, так как сильный свет мешает видеть слабо светящееся пламя и все детали работы. В трубку, приводящую газ в паяльную лампу, стеклодувы обыкновенно вставляют тройник, свободный отросток которого соединяется каучуковой трубкой с обыкновенной бунзеновской горелкой, служащей, главным образом, для некоторых мелких и предварительных работ. Кроме того, к паяльному столу прикрепляется штатив, на который помещаются уже изготовленные приборы. Иногда вместо * Удобное покрытие — листовой асбест.— Ред. штатива употребляется большой стакан, наполненный дробью или песком, что, конечно, хуже. Стеклодувы-профессионалы еще до сего времени вместо газа употребляют лампу весьма примитивного устройства. Такая лампа употреблялась еще в XVII веке. Лампа (рис. 2) представляет железную луженую коробку овальной формы с двумя отверстиями: одно для наливания бензина или масла (с завинчивающейся крышкой), другое для пропуска фитиля. Когда фитиль зажжен и горит большим светящимся пламенем, на него направляют из металлической или стеклянной трубки струю воздуха. Вспомогательные инструменты- Кроме паяльной лампы стеклодув должен иметь в своем распоряжении ряд весьма несложных, но необходимых вспомогательных инструментов. Таковыми прежде всего являются ножи для резки трубок, формы которых показаны на рис. 3 и 4. Развертки для разверты- з ^шНЁШЙИВНГ^ЯВв^Э — 1 WM'i* Д*Г8|Г*^^Е 4 вания краев трубки или изготовляемых частей приборов. Наиболее ходовые развертки изображены на рис. 5 и 6. Держалки различной величины для захватывания круглодонных и плоскодонных колб; главная часть держалок сделана из упругой проволоки (рис. 7). 75
При некоторых работах употребляются различной величины щипчики и пинцеты (рис. 8). Профессионалы-стеклодувы часто применяют пружинные небольшие кусачки для отламывания некоторых частей работы, нередко употребляют также кривые маленькие ножницы для отрезания и выравнивания неровностей, особенно при спаях простых и двойных. Стеклодуву необходимо также иметь общеупотребительные приборы для измерения внешнего и внутреннего диаметра трубок. Для измерения внешнего диаметра трубок пользуются различного устройства кронциркулями (рис. 9), служащими для грубо- ^ц^ ^S 9 го измерения внутреннего и наружного диаметров, для точных — штангель с делениями и нониусом (рис. 10) или просто клинообразные пластинки, также с нанесенными делениями (рис. 11). 11 УПРАВЛЕНИЕ КИСЛОРОДНО-ГАЗОВОЙ ПАЯЛЬНОЙ ЛАМПОЙ Иногда стеклодуву-химику приходится иметь дело с очень тугоплавким стеклом, настолько тугоплавким, что его невозможно размягчить в достаточной степени в пламени обыкновенной паяльной лампы. Примером такого стекла может служить тугоплавкое иенское стекло фабрики Шотта с голубым просветом. Сюда же нужно отнести замечательное по прочности и другим многим качествам стекло марки «пирекс». Трубки этого типа настолько тугоплавки, что в пламени обыкновенной паяльной лампы с ним удаются, и то лишь с большим трудом, только самые простые стеклодувные операции. Если же понадобится, например, иенскую тугоплавкую трубку запаять или даже просто сделать оттяжку, то тут уже приходится прибегать к помощи кислородно-газового пламени. Самое получение такого пламени в высшей степени просто. Кислород, нужный для этой цели, лучше всего брать, конечно, из баллона. Та часть паяльной лампы, которая обычно соединяется посредством каучуковой трубки с воздуходувкой, соединяется в этом случае с кисло- - родной бомбой. Затем пускается газ и зажигается, после чего осторожно открывают вентиль баллона. Кислород со свистом и шумом устремляется в паяльную лампу, и получается сравнительно тонкое, сильно светящееся пламя с чрезвычайно высокой температурой. Трубка, внесенная в такое пламя, в очень короткое время размягчается до состояния полной текучести. На таком, следовательно, пламени очень легко можно сделать оттяжку или запаять сравнительно толстую шот- товскую трубку, однако если бы пришлось производить на кислородно-газовом пламени более сложные стеклодувные работы, то оно для этой цели в таком виде, как это только что описано, тоже мало пригодно. Причины этого следующие: во-первых, чистое кислородно-газовое пламя имеет очень высокую температуру, вследствие чего трубка слишком сильно размягчается и потому даже в опытных руках стекло неудержимо стремится стекать вниз, а во-вторых, кислородно- газовое пламя, как уже было упомянуто, невелико, тонко и нагревает лишь небольшую часть обрабатываемой трубки, а это, как узнаем впоследствии, неудобно во многих отношениях. Для получения пламени, годного для обработки тугоплавких сортов трубок, я с успехом употребляю не чистый кислород, а кислород, разбавленный воздухом. Получаемое при этом, если можно так выразиться, кисло- родо-воздушно-газовое пламя обладает еще достаточно высокой температурой, в то же время достаточно велико по размерам, а потому может нагревать значительную часть трубки. Впрочем, как видно будет дальше, я даю такое расположение приборам, что можно по желанию получать то чисто кисло- родо-газовое пламя, то воздушно-газовое, то переходное между ними. Самое получение указанного пламени очень просто и производится так: каучуковая трубка, приводящая воздух в паяльную лампу, разрезывается пополам и на месте разреза вставляется стеклянный или металлический тройник (иначе Т-образная трубка); отросток этого тройника посредством каучуковой трубки соединяется с кислородным баллоном. Если теперь будем постепенно открывать вентиль, то к воздуху будет примешиваться кислород и температура пламени будет возрастать. Регулируя приток кислорода, можно получить пламя желаемого качества. Продолжение следует 76
Фотолаиоратория Как перемешивать проявитель Сама постановка этого вопроса может вызвать недоумение. Кто не знает, как перемешивать? Однако все далеко не так просто. Как правило, рекомендации справочников совсем не учитывают состава и физико-химических свойств проявителей для черно-белых пленок. Между тем среди проявляющих растворов немало весьма капризных к механическому воздействию, например есть такие, которые дают при энергичном перемешивании обильную пену, а пена приводит к неравномерному проявлению фотопленки. Для проявителей с высоким содержанием сульфита натрия, нормальной концентрацией проявляющих веществ и слабой щелочностью (Д-76, ОРВО-12 и им подобных) вполне достаточно умеренного периодического перемешивания. При обработке в обычном бачке рекомендуется в течение первой минуты проявления прокручивать спираль с умеренной скоростью каждые 10 с, а потом с интервалами 1—2 мин. В проявителях ОРВО лучше непрерывно вращать спираль первые 15— 20 с, а затем через 1—2 мин по 5 с. Если обработка ведется в герметичном бачке, его нужно периодически переворачивать, опрокидывать: в течение первой минуты через 10 с, в дальнейшем каждые 1—2 мин. Излишне энергичное вращение фотопленки может вызвать бурное перемешивание у перфорации и перепроявление краев негатива. Непрерывное перемешивание (как и проявление вообще без перемешивания) часто приводит к дефектам — светлым и темным полосам на пленке. Сильно разбавленные проявители с высокой щелочностью (Родинал, FX-1, Неофин и др.) требуют основательного и частого перемешивания. Для этого лучше всего извлекать спираль из бачка и снова опускать ее, энергично вращая, в раствор. Такая операция должна повторяться каждые 10 с в течение первых 1—2 мин проявления, а потом через 30—50 с. Этот способ перемешивания, естественно, возможен лишь в темном помещении. Если же работать приходится на свету, схема перемешивания иная: первые 2 мин энергичное вращение спирали через 10 с, в дальнейшем через 30 с. Перемешивать сильно разбавленные проявляющие растворы можно также, переворачивая герметичный бачок с такой же периодичностью, с какой вращают спираль. Однако для проявителей Неофин этот способ не рекомендуется: именно они склонны к сильному пенообразованию, приводящему к неравномерному проявлению фотопленки. При проявлении фотопленки в двухраствор- ных проявителях рекомендуется непрерывное энергичное перемешивание с постоянным вращением спирали. Понятно, что герметичные бачки для этого неудобны. И последний совет. Разумеется, небольшие отклонения от стандартных режимов перемешивания вполне допустимы. Но, выбрав один раз режим, неукоснительно придерживайтесь его. Это залог стабильных результатов. Б, КУЧЕРЕНКО Консультации ЧЕМ ОБРАБОТАТЬ «Орвоколор NC-I9»? Сейчас продается цветная негативная фотопленка «Орвоколор NC-19», но проявитель для нее встречается редко. Можно ли такую пленку обрабатывать отечественным проявителем, который содержит в качестве во- доумягчаюшего средства три- лон Б (в импортном препарате — гексаметафосфат), или в проявитель следует добавить какие-либо реактивы? А. Сергеев, Запорожье Пленку «Орвоколор NC-19» можно обрабатывать отечественными наборами для цветной негативной пленки. Никакие реактивы добавлять не следует, надо лишь немного изменить время проявления. Вот режим обработки (в скобках указана температура ванн): цветное проявление — 8—9 мин B0rh0,3°); интенсивная промывка — 15—20 мин A4— 17°); отбеливание — 7 мин A9—21°); промывка — 5 мин A4—17°); фиксирование — 6— 8 мин A9—21°); промывка — 20 мин A4—17°). Гексаметафосфат натрия и трилон Б в любых рецептах, кроме отбе л и вающе-фиксирующего раствора, взаимозаменяемы: вместо 2 г первого реактива берут 1 г второго. Кстати, эти вещества вообще не нужны, если для приготовления растворов взять дистиллированную или кипяченую воду. Для обработки пленки «Орвоколор NC-19» подойдет и венгерский набор «Масколор»; режим обработки указан в инструкции. 77
КНИ А Ошибки в «Мире знаний» Г. Н. Фадеев. ХИМИЯ и ЦВЕТ. Изд. 2-е, перераб. М.: Просвещение, 1983. Недавно издательство «Просвещение» выпустило в серии «Мир знаний» удивительную книгу. Удивительную тем, что она содержит массу грубейших ошибок и в то же время рекомендова на для чтения учащимся девятых — десятых классов. Перечисление всех ошибок, опечаток, стилистических и других погрешностей утомило бы читателя. Приведем лишь некоторые из них. В аннотации к книге указано, что, прочитав ее, «учащиеся более глубоко ознакомятся с современным состоянием взглядов на сущность возникновения цвета и теории цветности». Очевидно, чтобы выполнить эту задачу, автор должен обладать хотя бы элементарными познаниями в области фото- " химии и теории цвета. Но вот читаем: «Переход электронов с возбужденного синглетного уровня на триплетный сопровождается испусканием энергии квантов видимого или ульт-. рафиолетового света... что сопровождается изменением цвета вещества и различными иногда очень красочными световыми явлениями: флуоресценцией, фосфоресценцией, люминесценцией. Именно эти процессы обусловливают свечение различных веществ в темноте». Все это бессмысленный набор слов: синглет-триплет- ные переходы происходят только безызлучательно и не имеют никакого отношения к цвету веществ; флуоресценция и фосфоресценция — разные процессы, а люминесценция — их общее название. Об «испускании энергии квантов» не приходится и говорить. Далее автор пишет, что «если электрон из всего видимого спектра «чувствителен» к какому-то определенному виду лучей, то мы видим цвет вещества». По смыслу (о стиле поговорим позднее) все как будто верно. Но уже из следующей фразы видно, что автор сам не понимает, как возникает цвет, иначе бы он не написал: «Так, электроны, связывающие атомы в молекуле хлора, восприимчивы к зеленовато-желтому участку спектра». Ведь из приведенной в той же книге таблицы следует, что если электроны «восприимчивы» к желто-зеленому цвету, то само вещество должно быть окрашено в фиолетовый цвет. Однако хлор вовсе не фиолетовый, что и не удивительно: ведь он поглощает не желто-зеленые, а в основном ультрафиолетовые и отчасти фиолетовые лучи (максимум поглощения при 330 нм)... Не в ладах автор и с геометрической оптикой. Так, радугу он объясняет тем, что солнечные лучи отражаются в капельках воды (в действительности происходит не отражение, а преломление света). А чего стоят утверждения о том, что у человека имеется «два типа передатчиков цветового ощущения — палочки и колбочки» (палочки не различают цвет); что голография — это «создание при помощи ультракоротковолнового лазерного излучения объемных фотографий», причем автор сам приводит диапазон ультракоротковолнового излучения — от 1 см до 5 м (это уже не лазер, а мазер, фотографию с его помощью не получить); что флуоресцентные красители, применяемые, например, для изготовления реклам, способны светиться в темноте, причем «это явление было названо фосфоресценцией» (красители флуоресцируют только при облучении и в темноте не светятся); что «к полупроводникам относится значительная часть органических веществ, обладающих цветом»; что такие молекулы, как MgO и ZnS, «в растворе бесцветны» (интересно, в каком растворителе?) и т. д. и т. п. Многие места в книге написаны настолько невразумительно, что их трудно понять не то что школьнику, но и взрослому химику. Например, о получении цветного изображения на экране телевизора сообщается: «При отражении цвета с длиной волны 480 нм вещество синее, так как взаимно уничтожились красный и зеленый цвета». «Отражение цвета», «уничтожение цвета» — это что-то новенькое... Автор демонстрирует элементарную неграмотность не только в вопросах фотохимии и теории цвета. Так, порфириновые циклы он несколько раз называет пяти- членными, то есть путает порфин и пиррол; уверяет, что «для подавляющего большинства ядер можно принять его (чье «его»?! — Г. М.) форму за сферу радиусом—1,1 • Ю-'3 см» (в действительности, конечно, радиус ядер у разных элементов неодинаковый, и, например, у урана значительно больше, чем у водорода). Неверно и утверждение автора, что массы всех ядер целочисленны. И уж совсем нелепо, даже для школьников, звучит утверждение, что «кроме протонов, в ядре имеются нейтроны, связанные попарно с протонами в единую частицу...». Интересно, как можно попарно связать протоны и нейтроны, например, в ядре золота G9 протонов и 118 нейтронов) и большинства других элементов? Исключительно оригинально описано в книге действие ракеты, предназначенной для фейерверков; не процитировать это место просто невозможно: «Пиротехнические патроны содер- 78
жат смеси солей элементов с зажигательным и пороховым зарядом. При трении о воздух происходит загорание и возникает высокая температура — пламя. Соли того или иного металла под воздействием высокой температуры сгорают». Путает автор и термины («важнейшим свойством растворителя является диспергирующая способность растворителя» и т. п.), особенно когда пытается блеснуть знанием терминов иностранных. Так появляется «английское слово spining — вращаться» (сразу две ошибки: spinning пишется с двумя п, и это не глагол) и «слово solver — растворять» (слова-то такого в английском языке вообще нет, а есть глаголы to solve — решать и to dissolve — растворять). Да что говорить о иностранных языках, когда автор явно не в ладах даже с русским! Вот еще несколько образцов стиля, в котором написана книга, рекомендуемая школьникам: «метод, сущность которого составляет «салют», называется спектральным анализом»; «ученые точно вычислили длину лучей разного цвета»; «такая способность строения присуща и аминокислотам»; «преобразование инфракрас ного излу че ния в видимый цвет»; «в зависимости от силы влияния частиц»; «обладающие способностью цвета органические вещества»; «квант света усваивается веществом»... Таких примеров множест* во. Уже сказанного вполне достаточно, чтобы признать книгу явно недоброкачественной. Однако автора следует обвинить еще в одном серьезном грехе — плагиате: он заимствует из других книг (например, С. И. Вавилова «Глаз и Солнце», В. А. Барабоя «Солнечный луч») без упоминания о них фразы, абзацы и даже целые страницы. Приведем лишь один пример. Вот текст из книги В. А. Барабоя (М.: Наука, 1976, с. 104): Монотонная окраска предметов, окружающих рабочее место, особенно серая или черная, утомляет глаз... На одном из шотландских предприятий перекраска стен, ранее черных, в зеленый (нижняя часть стен), желтый (верхняя часть стен) и светло-желтый (потолки) цвета создала впечатление простора и света... Производительность труда выросла. А. вот текст из книги Г. Н. Фадеева (с. ПО): Монотонная окраска машин и предметов, окружающих рабочее место, особенно серая или черная, быстро утомляет глаз... На одном из предприятий перекраска стен, ранее черных, по рекомендации дизайнеров в разные цвета: зеленый — нижняя часть стены, желтый — верхняя часть стены и свет- ложелтый — потолок — сразу же создала впечатление простора и света... В результате... производительность труда выросла. Вероятно, этого вполне достаточно, хотя «параллельные» тексты можно продолжать еще долго. При таком методе производительность труда автора действительно велика: он разве что слегка меняет знаки препинания, да превращает шотландское предприятие в безымянное. Именно переписыванием чужих текстов объясняется, очевидно, повторение некоторых рассуждений в разных местах книги, помещение двух одинаковых таблиц на с. 12 и с. 67; особенно красноречива ссылка в тексте (с. 140) на рисунок, которого в книге (данной книге) вообще нет! Автор иногда попадает впросак: дает объяснение механизма конкретного процесса там, где речь идет совсем о другом явлении. Справедливости ради следует сказать, что в ряде случаев автор идет дальше своего «предшественника» и дополняет его собственными размышлениями. Что при этом получается, видно из следующего примера. В уже цитированной книге «Солнечный луч» говорится, что специалисты, проанализировавшие гомеровский эпос, не нашли в нем прилагательного «с иний». Г. Н. Фадеев повторяет это высказывание, а затем дает ему такое объяснение: «Для древних греков голубой цвет неба и воды был естественным цветом мира... В настоящее время твердо установлено, что любой однородный цветовой фон утомляет глаз, который уже не способен различать этот цвет. В этом причина, по которой... в стихах Гомера нет эпитета синий». И нтересно, почему же в таком случае у современных греков глаза не утомляются от бесконечного созерцания неба и моря и слово «синий» у них существует? Может быть, у них сейчас меньше свободного времени? А может быть, все дело в загрязнении окружающей среды? К сожалению, автор оставляет эти интересные вопросы без ответа. Возникает законный вопрос: а куда смотрели рецензенты, а также редакторы, корректоры и другие сотрудники издательства, которые по долгу службы обязаны следить за качеством изданий? Ведь не надо даже быть специалистом в химии, чтобы понять, что нельзя писать «гармоны», «в d-подуровни имеется пять орбиталей», что слово «кварц» — мужского , а не среднего рода и т. д. Нельзя известного физика называть то Уильямом Рэлеем, то Уолтером Ралеем, вводить обозначения, которые нигде не объясняются (легко догадаться, как они появились в книге), давать ссылки на несуществующие рисунки или рисунки, которые никакого отношения к данному месту не имеют. Так каким образом могла появиться эта книга в печати и что намерено сделать издательство, чтобы не допустить повторения подобных случаев в дальнейшем? Г. МИНКОВ 79
В ночь на 16 марта 1647 года в одном из домов на площади Шевалье дю Ге допоздна не гас свет. Немногие прохожие, следовавшие в этот час мимо квартала трех докторов, с любопытством поглядывали на мерцающий за окнами огонек. Весь Париж знал, что здесь живет просвещеннейший доктор Патен, на которого подалижалобу городские аптекари. Завтра парижский парламент будет разбирать ее. Несомненно, Патен готовится сейчас к защите, ведь он ординарный адвокат медицинского факультета и сам будет вести свое дело. Патен действительно сочинял речь. Он стоял за высоким пюпитром и, притопывая от нетерпения ногой, быстро покрывал один лист за другим замысловатой вязью мелких строк: «Злоупотребления при производстве гиацинтового питья столь распространены, что я не знаю, как с ними бороться. Всякий его делает по-своему, его тащат отовсюду, все его продают, большие и малые принимают его. В городе Лионе хлеб не столь употребителен, как гиацинт. Цена, по которой продается это сомнительное лекарство, показывает его популярность, но и его недостатки, потому что за такую цену продукт не может быть приготовлен из настоящих драгоценных камней...» Патен остановился, прочитал написанное и сердито бросил на пюпитр обгрызан- ное перо. Нет, это что угодно, но только не речь. Из этого может получиться неплохая глава для давно задуманной книги о дешевой медицине, но произносить ее перед парижанами нельзя. Завтра решается слишком многое, на карту поставлена не только его честь, но и честь медицинского факультета. Скоро уже сто лет, как слушается в парламенте бесконечная тяжба докторов Сорбонны с парижскими аптекарями. Девяносто один год назад антимоний отравителя Парацельса был объявлен злым ядом и запрещен, но все же аптекари продолжают торговать им, а дело об антимонии все тянется и тянется, хотя само название его уже вошло в поговорку. Нет, пожалуй, ни одного доктора или аптекаря, которому за это время не было бы предъявлено какого-либо обвинения. Теперь настал его черед. За себя Патен не боялся, президент парламента Талон был его старым приятелем, но надо было не просто оправдаться, а выиграть дело против корпорации, которой покровительствует сам кардинал Мазарини. Значит, здесь не годятся ученые рассуждения и цитаты из древних; единственное, чего боится итальянец,— смех веселых парижан. Патен задул свечу и улегся спать, решив, что завтра будет говорить без записей. С детских лет он усвоил афоризм божественного Гиппократа: «Излишний сон подобен смерти». Часы на башне Отель-де-Виль показывали всего четыре утра, когда доктор, накинув на плечи плащ, вышел из дома. Патен не боялся ходить по парижским улицам в одиночку. Крупная фигура, уверенные быстрые движения, прямой резкий взгляд серых глаз, даже лицо: впалые щеки, орлиный нос, борода клинышком — все при взгляде на Патена наводило на мысль об искателе приключений, а не о почтенном докторе медицины. Да и шпага у доктора Патена была гораздо длиннее, чем те игрушки, ^которые обычно носили ученые люди. Ги Патен спешил к больному. Вообще-то он не мог похвастать обширной практикой. Медицинский факультет Сорбонны насчитывал сто докторов, а это слишком много даже для такого огромного города, как Париж. Самое же прискорбное заключалось в том, что большинство больных предпочитало обращаться не к ним, достойным мужам, имеющим право «лечить здесь и во всем мире», а к всевозможным шарлатанам, самозванцам, долгополым хирургам из коллегии святого Козьмы и к прочей дряни. Даже короткополые — брадобреи, не получившие никакого образования, последнее время настолько обнаглели, что начинают отнимать кусок хлеба у докторов. Но хуже всего обстоит дело с аптекарями. В их сумрачных лавках можно найти средства от чего угодно, У народа* создается впечатление, что, кроме арабской кухни аптекарей, не нужна больше никакая медицина. Вот почему так важно выиграть сегодняшнее дело. На улице святого Иакова Патена ждали. Его сразу провели в комнату больного. Это был худенький мальчик лет десяти. Он еще спал. Бледное лицо с заострившимися чертами сливалось с подушкой и было бы почти не видно, если бы не яркая красная сыпь,, покрывавшая лоб и щеки. Ребенок страдал скарлатиной. Патен взял его за руку, нащупал чуть заметную ниточку пульса. Конечно, мальчонка сильно ослабел после двадцати кровопусканий, сделанных ему за послед- 81
ние десять дней, зато стремительность блуждающей влаги у него уменьшилась^ жар спал, коже вернулась бледность, исчез даже роковой треугольник на лице. Теперь можно приступать к лечению слабительным. Древние в этом вопросе единодушны: всякую воспалительную лихорадку следует лечить удалением избытка крови и очищением желчных путей. Кровопускание и слабительное — вот два друга врача. Правда, в последние годы среди самих докторов появились противники благодетельного кровопускания. Особенно обидно видеть в их числе великого Рабле. Веселый доктор описал некогда болезнь, названную им ангиной, и запретил применять при ней кровопускания. Он же объявил, что детям кровопускание вообще не может быть показано. Но в этом вопросе Патен был несогласен с Рабле. Там, где говорят Гиппократ, Гален и Павел Эгинский, автор Пантагрюэля должен молчать. — Давайте больному сироп из ревеня,— сказал Патен кормилице, молча ожидавшей его решения.— Сироп сделайте сами: отварите стебли ревеня в белом вине и добавьте немного меда. Кроме того, давайте ребенку пить сухарной воды или ячменного отвара, сколько вместит и даже несколько больше. Если ревень не окажет своего действия, больной должен принять олеум рицини. В аптеке следите, чтобы вам не подсунули фальшивое масло. Настоящее касторовое масло должно быть прозрачно, прохладно, иметь слегка горьковатый вкус и не иметь никакого запаха. Вечером я, возможно, зайду еще раз. С этими словами Патен развернулся и вышел из комнаты. Мальчик, вздрогнувший во сне при звуках докторского голоса, снова затих. Времени до начала процесса оставалось уже не так много. Патен успел вернуться домой, облачиться в красную докторскую мантию и четырехугольный берет, взять нужные книги, сесть на лошадь (недостойно звания было бы явиться на заседание пешком) и вовремя прибыть во дворец юстиции. Народ уже начинал собираться. Доктора Патена узнали. На него показывали пальцем, кричали «виват!», улюлюкали. Толпа была настроена воинственно, но еще не знала, на чьей стороне ее симпатии. Судебный пристав встретил Патена у дверей парламента и отвел его в небольшую комнатку, где доктор мог собраться с мыслями в последние минуты перед началом дела. Ги Патен был медиком догматической школы. Всякое новшество, особенно в медицине, поначалу опасно — это он усвоил твердо. С детских лет врезался ему в память один случай. Тогда он, сын почтенных юристов, заболел редкой и не слишком опасной болезнью — английской потовой горячкой, а какой-то негодяй уговорил его отца лечить сына рвотным вином. До сих пор доктор Патен помнит скверный металлический вкус во рту, разъедающую горечь желчи, судороги выворачиваемого наизнанку тела, дрожь в ногах и долгую, много дней не стихавшую головную боль. Шарлатан подсунул ему дурно приготовленный препарат. Юный Ги выжил чудом и на всю жизнь возненавидел минеральные лекарства. К тому же он был воспитан на произведениях древних авторов, его кумирами были Платон и Цицерон, Гомер и Вергилий. Все, что шло от древних, было хорошо, даже имя свое Патен произносил на старинный лад: Гюи, хотя уже тогда чаще можно было услышать краткое Ги. Когда же Патен начал изучать медицину, он увидел, что никто из великих врачей прошлого: ни Герофил, ни Цельс, ни мудрейший Гален, ни Руф из Эфеса, ни тем более сам божественный Гиппократ,— не давали больным много лекарств. А что сказал Гиппократ — то сказал сам бог. Полифармация же получила свое начало от Гебера и других арабов, у которых было много трав, но мало знаний. Вот с чего началась борьба Ги Патена против злоупотреблений фармации, приведшая его сегодня в этот дворец. Большой зал во дворце юстиции был набит битком. Свыше шести тысяч парижан пришли послушать, как будут разбирать скандальное дело. В первом ряду восседали аптекари, в парадных кафтанах с пышными жабо, с цеховыми медалями на груди. Глядели фармацевты настороженно и зло. Черными кляксами выделялись в толпе рясы монахов. Это тоже враги. Духовенство не может простить Патену вольный его язычок, речи против схоластики, в защиту подлинной философии древних. Особенно же запали им в души слова, сказанные по поводу чумы в Риме: «Чума унесла тридцать шесть добрых и ученых медиков, но пощадила папу и кардиналов, потому что они злее самой чумы»... 82
Доктора и бакалавры медицины собрались в середине зала. Их симпатии* на его стороне, но они слишком хорошо знают, чью руку держит первый министр. А вот за всех остальных, всесильную и одновременно безликую тысячеглазую толпу, придется сражаться. Ведь именно она, а вовсе не парламент и даже не кардинал Мазарини решает, к кому придут лечиться больные. Королевский прокурор поднялся со своей резной скамьи и принялся читать обвинительный акт: — Аптекари города Парижа против доктора медицины Гюи Патена. Мы, аптекари королевского города Парижа, заявили и заявляем, с подтверждением клятвой каждого пункта, следующее: Истинно, что закон под страхом различных наказаний запрещает причинять вред, ущерб, а также иным образом злоумышлять против всякого человека, занимающегося честным и пристойным ремеслом. Верно также, что искусство фармации с древних времен почитается благородным и необходимым и что многие цари и иные достойные люди в сем занятии с пользой для себя и мира немало упражнялись. В-третьих, верно, что доктор медицины Гюи Патен, движимый ненавистью к нашей изящной науке, устно и в печати совершал многие нападения на отдельных аптекарей и всю фармацию. Будучи цензором медицинского факультета, означенный Патен препятствовал выходу в свет многих наших сочинений, с томлением ожидаемых как больными, так врачующими... Патен чуть заметно усмехнулся. Да, он действительно немало попортил крови напыщенным болванам с Малого моста. И дело тут вовсе не в личной ненависти. Иной раз и среди аптекарей встречаются честные люди, а в аптеках среди дьявольских составов попадаются хорошие лекарства. В конце концов, Парацельс прав: «Весь мир — аптека», а еще Гомер сказал: «Много есть разных лекарств, но также и ядов». Всякое лекарство может быть ядом, и всякий яд — лекарством. Даже ненавистное рвотное вино. Но он не скажет об этом ни слова, сейчас важнее сокрушить фармацевтов, чтобы спасти медицину. Раздавить всех этих итальяшек, арабских прихвостней, неучей и недоумков, чтобы восстановить высокий авторитет медицины. — Истинно и то, что 14 марта сего года упомянутый Гюи Патен защищал в собрании на улице Бюшери собственные свои тезисы о воздержанности в жизни и лечении, где с гневом и даже яростью обрушился на парижских и иных аптекарей и, нарушая законы и статусы факультета, обращался к необразованной черни, в результате чего торговля истцов нарушилась и великие их цеху грозят убытки... Далее Патен не слушал. Он хорошо знал этот документ, советник Ламуаньон потихоньку показал его еще вчера вечером. Сейчас важнее всего было хорошо начать... Наконец, до его ушей донеслось: — Доктор Гюи Патен, ответчик, что вы можете сказать в свою защиту? Патен глубоко вздохнул и вышел на кафедру. Там он остановился и вдруг улыбнулся публике. Такого еще не бывало на заседания парламента. — Наши аптекари,— начал Патен,— жалуются, что я их не люблю, сами же они меня ненавидят. Если бы они могли, то отравили бы меня всеми своими лекарствами сразу, но, к счастью, я обхожу аптеки стороной. Почему? Да просто я слишком хорошо знаю, кто и как хозяйничает в своих лавках. Даже январь со своей непогодой менее убийственен, чем наши аптекари. Не будем голословными и прочтем несколько строк из одного фармацевтического сочинения, книги, как сказано в предисловии, необходимой медикам и фармацевтам и полезной всем любознательным. Патен распахнул загодя припасенный том и громко, нараспев начал читать: — Возьмите двух новорожденных щенят, изрубите их на куски, положите в горшок, прибавьте фунт живых земляных червей и кипятите в течение двенадцати часов. Отвар укрепляет нервы, помогает при меланхолиевой болезни и параличе. Он вскинул голову и спросил: — Нет ли здесь желающих испробовать этого супа? Спешите, лавки открыты! В зале зашумели, кто-то нервно рассмеялся. — И не все ли равно, кто это написал,— продолжал ободренный первым успехом Патен,— Батиста Порта, Турнейссер или же присутствующий здесь господин 83
Кроль, чьей книге я, к сожалению, не сумел помешать увидеть свет. Все эти сочинения похожи и годны только на то, чтобы делать из них пакеты для бакалейщиков. Вот вам строки из другой сокровищницы полифармации: «Кал кошачий смешать с луковым соком, тем мазать плешь, и волосы вырастут»,— Патен ткнул рукой туда, где сидели аптекари, и у каждого, как на грех, из-под пышного парика выглядывала лысина.— Что же вы сами не воспользуетесь своими секретными средствами? Или вы боитесь за свою мудрость, которая заключена в одних только лысинах? Наконец он добился своего, зал грохнул дружным хохотом. Патену пришлось кричать, чтобы его услышали. — Если бы меня укусил "заразный скорпион, я бы не прибег ни к териаку, ни к какому иному секретному средству, продающемуся в лавочках. Я бы перевязал язву и приложил к ней оттягивающее, а в случае сильной боли и жара я бы пустил себе кровь. По счастью, у нас нет ядовитых животных. Зато у нас есть аптекари и шарлатаны, сторонники антимония. Они успешно заменяют змей и скорпионов! В зале творилось невообразимое. Люди хватались за бока, задыхаясь, опускались на пол. Хохот душил всех. Сейчас перед ними выступал достойный преемник Рабле, не зря носяший бывший в забвении почти сто лет титул «веселого доктора». Недаром же лекции Патена посещал известный острослов и дуэлянт Сирано де Бержерак, и, как говорили, вовсе не для того, чтобы изучать анатомию. Искусству злого высмеивания противника — вот чему учился у доктора славный забияка. — Даже лучший из лучших химиков не сделал в жизни ничего доброго,— кричал Патен, перекрывая хохот,— за один только год шарлатаны нашего славного города отправили на тот свет больше сотни людей. Впрочем, природа, можно надеяться, постарается возместить ущерб, ибо должен же был за этот год во Французском королевстве родиться хоть один человек, который со временем станет честным аптекарем. Желаю всем вам избегнуть соблазнов нынешних отравителей и дожить до той минуты, когда он откроет свое дело. Я не думаю, чтобы на земле были шарлатаны более законченные и извращенные, чем обвиняющие меня химики, которых смело можно назвать бродягами, бахвалами и невежественными лжецами. Один из моих обвинителей, имеющий наглость называть себя медиком и ятрохимиком, услыхал где-то, что идол аптекарей Авиценна советует промывать больные глаза раствором тинкали, но, не зная, что это такое, применил для примочек алкали, чем немало увеличил число слепых на церковных папертях. Хохот постепенно стих, Патена теперь слушали внимательно, отмечая недолгим, но дружным смехом каждый его выпад в сторону противника. —, Вы спросите, за что ненавидят меня недоучки, школяры от химии и арабской магии? За то, что я использую простую и недорогую медицину, а не медицину расточительную, которая наполняет кассы фармацевтов и расставляет ловушки кошелькам больных. Если бы у аптекарей было хоть немного честности, они не смешивали бы горячего с прохладным, а влажного с сухим, они не сыпали бы в отвары золота, чтобы поднять их цену, не заставляли бы больных глотать обременяющий желудок камень-гиацинт, а положили бы в состав цветы гиацинта. Но они все это делают. Делают и многое другое. Во время приготовления териака берут перламутр вместо жемчуга, мел вместо алебастра, местную жирную глину вместо армянского битума. Я сам видел, как обычное дерево перекрашивали под лимонно-желтый сандал. Но еще страшнее аптекарей-арабистов аптекари- химики. Они заставляют больных глотать «вечные» пилюли из свинца, затем предлагают искать их в экскрементах и глотать снова. Они травят народ сурьмой, ртутью и крысиным ядом. И после этого смеют называть себя последователями Асклепия! Да один их антимоний убил в Германии больше людей, чем шведский король! Аптекари слушали молча, в напряженных позах. Они понимали, что дело оборачивается не в их пользу. Над ними смеялись даже члены парламента. Патен говорил уже больше полутора часов, но никто не замечал времени, все требовали продолжения. — Тысячу семьсот лет назад достойнейший Асклепиад призывал «лечить полностью, быстро и приятно». Нынешние поборники арабской кухни не умеют действовать приятно, зато они полностью и быстро отправляют пациентов на тот 84
свет своими средствами, ядовитыми, как понтийская утка. Потому я и говорю, что если у вас возникнет болезнь, то не нужно пожирать столько пилюль, лизать столько сиропов и опустошать лавки аптекарей; чтобы уменьшить вес мерзкой влаги, являющейся генератором болезней, не надо прибегать к чемерице, дьявольскому уроду антимонию и другим пагубным медикаментам, которые сами нуждаются в очистке, прежде чем смогут безболезненно очищать наши тела. Вместо этого выпустите лишнюю кровь, нежным промыванием очистите желудок — и, с божьей помощью, вы будете здоровы. Провались к черту весь ворох лекарств, таких, как рвотное вино, идол дураков — безоар, роскошный состав — териак, митридат — смесь зловонных трав, ал кермес и другие отбросы, которые не больше благоприятствуют выздоровлению, чем известь ^ли пепел, и являются обычными нелепостями, сфабрикованными незнающими мошенниками, стервятниками, прокравшимися в святой храм медицины!.. Процесс был выигран. Когда адвокат аптекарей попытался подняться на трибуну, его встретили свистом, улюлюканьем и таким градом моченых в уксусе груш, пареной репы и прочей снеди, захваченной из дому предусмотрительными парижанами, что ему пришлось спасаться бегством. Аптекари поспешно отправились по домам и заперли лавки. Вечером толпа, разгромив одну из аптек, воздвигла на площади перед домом Патена пышный монумент, сооруженный из майоликовых сосудов для териака, распотрошенного чучела крокодила и целой кучи клистирных трубок. Но это было потом, а пока Патен выслушивал хвалебную речь президента Талона, принимал поздравления коллег и товарищей и никак не мог привыкнуть к такой потрясающей, великолепной победе. Голова у него кружилась, и он не сразу понял, что говорит ему очередной подошедший. Только потом до него дошло, что рядом стоит нянька того мальчика, у которого он был утром. — Доктор,— повторила она,— Жано умер. Открыл глазки, посмотрел на меня, прошептал: «Ах, как хорошо!»— и умер. — Лечение проводилось правильно. Видимо, вы давали ему слишком мало питья! Он чувствовал, что надо добавить еще краткий афоризм, но никак не мог отыскать подходящей к случаю фразы. «Полностью, быстро, приятно», «Не повреди», «Врачу — исцелися сам!» Нет, в данном случае все это неверно. Если больные предпочитают умирать при правильном лечении, то тем хуже для больных... — Скарлатина,— медленно сказал доктор Патен,— хочешь или не хочешь, но я приучу тебя к кровопусканиям! Кормилицу оттеснили в сторону. Патен стоял посреди зала, по которому уже успела разнестись молва о новом словечке доктора. Он улыбался, с важностью 'кивал, и никто на свете не мог бы догадаться, что славный доктор изо всех сил старается задушить в себе невероятную, еретическую мысль: а что если в следующий раз, прежде чем пускать кровь, испробовать все-таки другие средства? которой горячие головы, как это нередко случается даже с ученейшими людьми, порывались вместе с водой выплеснуть и ребенка. Это было в действительности. Все, кроме одного: реальный, исторический Патен так и не дрогнул до конца своих дней. Уже почти никто не сомневался в пользе лекарств, уже парламент принял новое постановление, лекарства одобряющее,— а этот упрямец продолжал «приучать скарлатину к кровопусканиям». Что и говорить — истина пробивает себе дорогу почти всегда, но не все люди эту дорогу постигают. В. П. 85 Непреклонный Патен История, которую вы прочитали,— не вымысел. Доктор Патен действительно жил в XVII веке и действительно участвовал в вековой тяжбе парижских лекарей с аптекарями. Существовали также советник Ламуань — он, доктор медицины, он же великий писатель Франсуа Рабле, и (кто в этом усомнится?) непобедимый бретер Сирано де Бер- жерак. Вне всяких сомнений, жила и здравствовала буйная, насмешливая парижская толпа, » от которой немало пришлось натерпеться как медикам, так и фармацевтам,— вспомните бессмертные комедии еще одного знаменитого парижанина Жана- Батиста По клена, вошедшего в историю под псевдонимом Мольер. Научная истина пробивала себе дорогу во все времена — но сколь же извилистой бывала эта дорога! Так было и с лекарственной химией... Вокруг безупречной по своей сути идеи — лечить больных с помощью препаратов органического или минерального происхождения — толклось такое множество невежд и шарлатанов, что у человека понимающего действительно возникал соблазн во спасение больных какую бы то ни было фармацию запретить. Убийственная речь Патена в парижском парламенте — один из ярчайших эпизодов борьбы с шарлатанством, в ходе
Прыжок выше головы Кандидат медицинских наук М. 3. ЗАЛЕССКИЙ Так уж повелось, что приверженцы любого вида спорта ищут его истоки в глубокой древности — у вавилонян, ассирийцев, греков. И, как правило, находят. Одно из немногих исключений — популярнейший вид легкой атлетики, о котором пойдет здесь речь. Хотя недавно выяснилось, что еще вестготы любили прыгать с разбега через лошадей, родословная у прыжков в высоту все-таки бедновата. Достоверно же известно, что первые старты прыгунов-высотников состоялись лишь в середине прошлого столетия, да и то в программе гимнастических состязаний. Однако за свой короткий век этот вид спорта подарил миру столько удивительных событий, столько ярких имен, что их с лихвой хватило бы иным видам спорта с тысячелетней историей... МАГИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Говорят, выше головы не прыгнешь. Первые результаты легкоатлетов, которые после прямого разбега по-гимнастически отталкивались двумя ногами, нисколько не поколебали эту пословицу. На смену гимнастическому прыжку пришло более естественное и рациональное перешагивание, или «ножницы». И в 1864 г. на первых официальных соревнованиях, состоявшихся в Ацгйи'и, был зарегистрирован первый рекорд. Он тчэже был «ниже головы» — 167,6 см. А 23 года спустя невысокий A69 см) американский студент В. Пейдж преодолел 193 см, убедительно (на целых 24 см!) развенчав пословицу и став первым из огромной армии легкоатлетов, прыгающих выше головы. Правда, никому из прыгунов впоследствии так и не удалось перешагнуть (в буквальном смысле слова) такую высоту; дальнейший прогресс в этом виде спорта стал возможен лишь с появлением более рациональных способов прыжка. На смену «ножницам» пришла «волна», на смену «волне» — «хо- райн», или «перекат», «хорайн» был вытеснен «перекидным». И наконец, в прыжках утвердился парадоксальный, на первый взгляд, нелогичный и противоестественный «фос- бери-флоп», или просто «флоп». Заметим лишь, что рекорды в прыжках каждый раз резко возрастали с появлением новой, более рациональной техники. И таких взлетов, таких скачков, каждый из которых перечеркивал представления о возможностях человека, превращал «вечный» рекорд в заурядный результат, было несколько. Подобных метаморфоз не знал ни один другой вид спорта. В чем же магия этой самой рациональной техники? Основа основ прыжка в высоту — перенесение через планку общего центра тяжести (ОЦТ) тела, который расположен на уровне 115—125 см. Как и век назад, хороший прыгун способен, оттолкнувшись от земли ногой, подбросить свое тело вверх на 105—ПО см и, таким образом, вознести ОЦТ на 220— 235 см. А вот высота, которую при этом возьмет атлет, зависит от способа прыжка: чем ближе ОЦТ к планке, тем при прочих равных условиях выше результат. При «перешагивании» центр тяжести примерно на 30 см выше планки, а при «флопе» — на ее уровне или даже ниже, так что прыгающий «флопом» заранее получает тридцатисантиметровую фору. Но это не единственное преимущество рациональной техники. Для прыжка чрезвычайно важно с наименьшими энергетическими потерями перевести горизонтальную скорость разбега (до 86
Шйагия рациональной техники. При прыжках ^примитивными «ножницами» (А) и наисовершеннейшим «флопом» (Б) общий центр тяжести тела поднят на одну и ту же высоту (h\-\-h2). Очевидное преимущество «флопа» в максимальном приближении ОЦТ к планке. Это и дает выигрыш в высоте Л t 8 м/с) в вертикальную скорость взлета. Все старые стили, вплоть до «перекидного», страдали одним общим недостатком: мощный (до 650 кг), длительный (до 0,24 с) толчок гасил набранную при разбеге скорость, она падала более чем вдвое. При прыжке «фло- пом» горизонтальная скорость гармонично переходит в вертикальную, поэтому для отталкивания требуется меньшее усилие (до 400 кг) и меньше времени (около 0,12 с). В результате уменьшаются потери кинетической энергии и скорость взлета достигает 4,3 м/с. И это приносит дополнительные сантиметры высоты. Тогда стоит ли удивляться скорому падению рекордов? Когда в начале века Д. Хо- райн преодолел двухметровую высоту, никто не верил, что когда-нибудь человек сможет прыгнуть выше. По меркам того времени, результат казался фантастическим. Впрочем, почему «по меркам того времени»? Легко ли преодолеть планку, до которой человек среднего роста едва дотягивается поднятой рукой? А сейчас это не то что рядовой результат, а просто учебная высота. С нее тысячи ребят, мечтающих о рекордах, начинают свой путь к вершинам легкоатлетического мастерства. В 1983 г. на I легкоатлетическом чемпионате мира в Хельсинки 14 из 17 участников , финала имели личные рекорды 230 см и выше. Победителем же с результатом 232 см стал молодой советский прыгун Г. . Авдее нко, которому до этого удавалось покорять всего лишь 228 см. Всего лишь! А ведь это последний из феноменальных рекордов великого прыгуна Валерия Брумеля... На такой высоте парят большие мастера. А на что способны мы, простые смертные? Многие из нас на школьных уроках физкультуры преодолевали «ножницами» 140— 150 см. Это и есть средний показатель для обычного здорового, физически развитого человека. А если его обучить «флопу», который, как уже говорилось, дает тридцатисантиметровый прирост результата? Обычный молодой человек прыгнет выше головы, а потренировавшись, и на два метра. Вот что такое рациональная техника прыжка! Но если от стиля прыжка зависит столь многое, что же ложится на плечи самого атлета? Иными словами, кто способен брать нынешние заоблачные высоты, штурмовать рекорды? ШЕСТЬ ЛОШАДИНЫХ СИЛ Кажется очевидным, что высокий атлет имеет явное преимущество перед низкорослым; чем выше — тем лучше. Об этом говорит и биомеханика: выше рост — выше центр тяжести, и его легче перенести через планку. Но практика вносит поправку: за последние сто лет рост всех рекордсменов мира не ниже 192 см и не выше 204 см (единственное исключение — Брумель, 185 см). Почему не попали в рекордсмены маленькие, объяснить легко, но что же помешало сделать это гигантам? Аномальный рост человека, превышающий видовую норму, может быть пропорциональным (гигантизм) и непропорциональным (акромегалия). В обоих случаях отклонение связано с нарушениями в деятельности желез внутренней секреции: повышена выработка соматотропина, инсулина, половых и некоторых других гормонов. Это приводит к отклонениям в обмене веществ — мышцы гигантов и акромегалов уступают в силе и скорости мышцам нормальных людей. А прыгучесть — это сила и скорость. Вторая причина неоднозначного преимущества высоких. По мере увеличения роста увеличивается и вес тела, причем более быстрыми темпами. Больше вес — требуются дополнительные усилия для достижения высокой скорости взлета. Сила, скорость, ловкость прыгуна зависят, при прочих равных условиях, от объема его мышц, которые составляют 35—40 % веса тела. Увеличивая объем мышц, атлет увеличивает и скорость разбега, и силу отталкивания и, увы, свой вес. Так что для достижения успеха приходится балансировать двумя переменными: наращивать мыщцы лишь до тех пор, пока растет прыгучесть. И прыгуны следят за своим весом, соблюдают строжайшую диету столь же ревностно, как и балерины. Разница между ростом (в см) и весом (в кг) у прыгунов высокого класса составляет 110— 120 единиц: у В. Яще нко (СССР) — 192 см, 83 кг, 109; Г. Вессига (ГДР) — 200 см, 88 кг, 112; Я. Вшолы (ПНР) — 196 см, 82 кг, 114; у нынешнего рекордсмена мира Чжу Цзяньхуа (КНР) — 193 см, 69 кг, 124. Разброс объясняется особенностями строения тела и тем, что атлеты эмпирически находят свой компромисс между силой и скоростью. Находя золотую середину между силой и скоростью, высотники оказываются в числе самых универсальных спортсменов, недаром они нередко становятся прекрасными десятиборцами. Итак, сила штангиста, быстрота спринтера A00 м за 10,7—10,8 с), гибкость гимнаста, ловкость, быстрота реакции, координация движений баскетболиста или волейболиста. И все эти завидные физические качества прыгун-высотник должен проявить гармонично спрессованными в одном движении: от отталкивания до преодоления планки, то есть за 0,5 с! Поэтому талант прыгуна зависит не столько от силы или скорости, сколько от принципиально нового качества — от взрывной силы — способности проявлять максимальную силу в кратчайшее время. Лучшие высотники развивают при отталки- 87
вании огромную мощность — до 450 кгм/с, то есть шесть лошадиных сил! Быстрые, сильные, ловкие, взрывные прыгуны сохраняют эти качества при выполнении работы — будь то трудовая деятельность, тренировка или соревнования, но стоит им остаться без дела — становятся вялыми, апатичными, расслабленными. Эта удивительная способность «не гореть без дела» обусловлена совершенством нервной системы, изменяющей импульсацию^ точном соответствии с потребностями организма. СЮЖЕТ ПРЫЖКА В ВЫСОТУ Сюжет прыжковых соревнований стереотипен: на определенной высоте устанавливается планка, и участники по установленной жребием очереди стараются через нее перепрыгнуть. На попытку каждому дается две минуты. Не уложился во время или сбил планку — попытка пропала. Не взял высоту с трех попыток — выбываешь из соревнований. Взял — продолжаешь соревноваться на большей высоте, где также даются три попытки. И так далее. Преодолевший самую большую высоту — победитель. Принято считать, что самые трудные и изнурительные соревнования — марафон. Но так ли это? Марафон длится около двух часов, а высотники нередко состязаются вдвое дольше. Правда, у марафонца работа непрерывная, а прыгун после каждой попытки отдыхает. Однако никто не возьмется сказать, что труднее для организма: непрерывная равномерная нагрузка или бремя напряженной работы в рваном ритме — молниеносные взрывы и томительное бездействие ожиданий. Достоверно известно другое: лучшие марафонцы мира успешно выступают восемь — ■ десять лет, в то время как прыгуны редко удерживаются «на высоте» дольше трех-четырех. За мгновение прыжка атлет выплескивает столько сил, эмоций, нервной энергии, что обычному человеку потребовалось бы после этого на восстановление двое-трое суток. Впрочем, обычный человек при всем-желании не смог бы выплеснуть столь могучий энергетический заряд — для этого нужна и особая природная одаренность, и многолетняя Стиль «волна» родился в конце прошлого века. Если при перешагивании атлет брал высоту, стоя в полный рост, то в способе «волна» прыгун наклоняется к планке и огибает ее маховой ногой по дуге. Рекорд, установленный в 1895 г. М. Су инеем A97 см), который прыгал этим стилем, продержался 17 лет тренировка. И особый психический настрой, который позволяет спортсмену создать колоссальное эмоциональное напряжение и возбуждение, подобные состоянию аффекта. В этом состоянии органы и системы работают в таких экстремальных режимах, при которых атлет может развить «сверхчеловеческие» усилия, необходимые для высотных прыжков. Именно состояние возбуждения, до которого могут взвинчивать себя прыгуны, составляет одну из самых поразительных особенностей их организма, потому что не только по силе, но и по сути оно отличается от того возбуждения, которое, как правило, наблюдается у обычных людей. Отличие состоит в том, что возбуждение в состоянии аффекта остается у прыгунов дозированным (!), контролируемым (!) и управляемым (!).Оно не переходит в перевозбуждение, с характерными для него спазмами и подергиваниями мышц, судорогами, нарушением координации, ажитацией или ступором. Как раз наоборот — именно в состоянии «прыжкового аффекта» все движения прыгуна приобретают исключительную пластичность и точность, слаженность и красоту, сливаясь в одно сложнейшее по координации и энергетике движение — прыжок на максимальную высоту. Если высота покорилась с первой попытки — можно расслабиться и отдохнуть. Легко сказать «отдохнуть», когда вокруг бурлит стадион и на тебя устремлены тысячи глаз, когда рядом прыгают сильные соперники. Но самое главное: как отдыхать и расслабляться, если через несколько минут (самое больше^ полчаса) предстоит снова выходить в сектор и сражаться с еще большей высотой, которая требует еще больших усилий? До отдыха ли? Здесь-то и проявляется еще одна поразительная особенность высотников. Представьте себе: только что атлет взял высоту — его переполняет радость, торжествующе взметнулись вверх руки, глаза блестят, кожа в испарине, дыхание частое, пульс за двести, давление на «гипертоническом» уровне, в крови и тканях гормональная буря. Кажется, нужны часы, чтобы остыть после такого «пожара». Но через две-три минуты спортсмен уже вяло, расслабленно лежит на матах — от бури не осталось и следа. Расслабиться необходимо. Но лучший отдых, полное восстановление . приносит сон. Так вот, многие прыгуны настолько совершенно управляют своим состоянием, что после прыжка засыпают прямо в секторе
и безмятежно спят до очередной попытки, пробуждаясь за 15—10 минут до нее. А потом за считанные минуты снова «раскручивают» себя на полные обороты и в доли секунды выплескивают все силы в прыжковом взрыве. Всего же за соревнование атлет с хорошей прыжковой выносливостью может сделать до двадцати прыжков на уровне личного рекорда и даже выше, каждый раз бросаясь «изо льда в пламень» и обратно. Такая саморегуляция-недоступна, пожалуй, даже йогам. МОЖНО ЛИ ПРЫГАТЬ «НА АВТОПИЛОТЕ»? Прыгун экстра-класса перед ответственнейшими в его жизни соревнованиями спит крепким сном. Проснувшись, он чувствует себя свежим и легким, уверенным и спокойным и, что самое главное, не только не волнуется, но даже не думает о предстоящем старте. Разумеется, он помнит, что сегодня соревнования, и спокойно, неторопливо, тщательно к ним готовится: навинчивает нужные шипы, укладывает в сумку форму, пришивает номер, готовит и наливает в термос любимый напиток, рассчитывает время езды до стадиона, за 5—6 часов до старта ест — как правило, всегда одно и то же: легкую, калорийную, «счастливую» пищу. Он поглощен ритуалом подготовки к прыжкам, о которых, как это ни странно звучит, совершенно не думает. Сам прыжок остается где-то глубоко в подсознании. Иначе нельзя. Иногда спортсменам задолго до соревнований предлагают так называемые идео- моторные тренировки — прыжки «в уме». Их эффект поразителен: атлет неподвижен, но весь покрыт каплями пота, глаза блестят, давление скачет, одни мыщцы расслаблены, другие напряжены, играют — все, как во время реального прыжка. Чтобы не перегореть задолго до старта, нужно гнать от себя мысли о предстоящей борьбе с соперниками и планкой и связанные с этими мыслями волнения и эмоции. Но возможно ли это? Возможно. В головном мозгу человека есть специальные образования, которые формируют страх, радость, раздражение, удовольствие, восторг: лимбическая система, гипоталамус, таламус. Формирующиеся в В 1912 г. американский студент Д. Хорайн, преодолевая планку в прыжке, стал стелиться над ней, перекатываться через нее. Рекорд вырос до двух метров. «Перекатом» было установлено 8 мировых достижений, последнее из них — 212 см подкорковых образованиях эмоции влияют на кору головного мозга, придавая более яркую окраску всем нашим мыслям и желаниям. Но и кора может активно воздействовать на области, порождающие эмоции, подавлять их работу. Иначе нам никогда не удавалось бы преодолеть страх, раздражение, обиду. В тренировках и соревнованиях прыгуны развивают и оттачивают это свойство мозга. И им удается не расплескать необходимый для прыжка эмоциональный запал вплоть до выхода на старт. Но вот судья называет имя спортсмена. До прыжка остались полторы-две минуты. Пора бы атлету и вспомнить, зачем он явился на стадион. А вспомнив, собраться, настроиться на прыжок, «завестись». Но зачем собираться, настраиваться, «заводиться»? Ведь предстоящее действие — прыжок по частям и целиком в течение многих лет сотни тысяч раз отрабатывался на тренировках, выполняется автоматически, стал двигательным стереотипом, который прочно зафиксирован нервной системой прыгуна. Первый шаг разбега — это сигнал, по которому автоматически включается вся очередность движений, вплоть до перехода планки. Эти движения выполняются столь молниеносно, что атлет не успевает получать и перерабатывать информацию о своих действиях, а следовательно, не может их существенно корректировать. Прыгун полностью полагается на свой организм, который сам сделает все, что требуется, и притом наилучшим образом. Если прыжок поручен «автопилоту», зачем же тогда так драматизировать это столь заурядное, рутинное событие? Дело в том, что автоматизм распространяется в основном на общий рисунок прыжка. А такие важнейшие его компоненты, как амплитуда, мощь, быстрота, тончайшая координация, зависят от степени напряжения атлета перед прыжком. Настоящую высоту «на автомате» не взять, настоящая высота требует сил и энергии, которые пробуждаются лишь в состоянии аффекта, или, если перейти на возвышенный стиль,— порыва, страсти. Большинству людей, наделенных и подходящими физическими качествами, и трудолюбием, не под силу вызвать в себе управляемый стресс, граничащий с аффектом; старая истина: талант,, что деньги,— если есть, то есть... Единицы, наделенные талантом, могут сознательно ввести себя в такое состояние и преодолеть настоящую высоту. Единицы из единиц способны совершать это 10—15 раз в течение одного соревнования.
Каковы же физиологические механизмы этой удивительной способности? Другими словами, что происходит в центральной нервной системе прыгуна-высотника? ДОМИНАНТА Центральная нервная система работает по иерархическому принципу: высшие отделы руководят низшими. В многоуровневой регуляции ведущее место принадлежит коре головного мозга, которая управляет «периферией» — и непосредственно, и через различные подкорковые образования. Для того чтобы человек выполнил какое-либо произвольное действие, например прыжок, у него предварительно должна возникнуть мысль об этом действии. До поры до времени мысль о прыжке дремлет у высотника в подсознании; на старте она выходит в кору головного мозга, пробуждает представления о трудности задачи, мотивы, по которым атлет намерен ее решить. В двигательной области, расположенной в теменной области коры больших полушарий, возникает очаг возбуждения. Но для того чтобы атлет мог совершить работу огромной мощности, одних мыслей мало — необходимо привести в состояние повышенной или даже наивысшей готовности органы и системы, весь организм. Этим и занимается очаг возбуждения в отведенные ему 1 —1,5 минуты. Подобно штабу, руководящему военной операцией, маленький участок коры «прозванивает» и подключает все системы, участвующие в предстоящем двигательном акте, приводя их в состояние полной готовности и в то же время черпая в приходящих от них импульсах возрастающие силы. Поясним это. Посылая импульсы в лимбическую систему, кора возбуждает эмоции. Они в свою очередь воздействуют на кору, усиливают очаг возбуждения, превращают первоначальную информацию о прыжке в яркое переживание. Спортсмен Стиль ^перекидной» отличается тем, что спортсмен переходит планку лицом вниз. Этот способ принес каскад рекордов, большая часть которых (9 из 16) установлена советскими атлетами Ю. Степановым, Я. Брумелем и В. Ященко. В эпоху ^перекидного» высшее мировое достижение выросло на 25 см и достигло 235 см (В. Ященко, 1979 г.) все яснее осознвет важность предстоящего, у него появляется желание победить, растет уверенность в своих силах. Но растет и тревога за исход прыжка, нарастает напряжение. Кора посылает импульсы и в ретикулярную формацию ствола мозга. Ретикулярная формация подобно мощному аккумулятору заряжает кору энергией, возбуждает, активирует ее. Спортсмен ощущает необычайный прилив сил, желание прыгать превращается в страстную потребность. И в то же время страстное желание выполнить задачу сталкивается с сознанием ее исключительной трудности. Это и порождает стресс на уровне аффекта. У очага возбуждения, который играет столь важную роль в планировании и подготовке операции «прыжок», есть еще одна не менее важная функция: он тормозит и отсекает от коры все сигналы, к операции не относящиеся. Академик А. А. Ухтомский, который изучил и описал это явление, назвал его принципом доминанты. Атлет как бы отключается от внешнего мира и все внимание, все силы сосредотачивает на предстоящем прыжке. Он не видит соперников и зрителей, не слышит шума трибун; перед его глазами подобно учебной кинограмме проходит каждый шаг разбега, каждая фаза взлета над планкой. И, переживая будущий прыжок, атлет еще сильнее раскручивает механизмы лимбической системы, ретикулярной формации и других подкорковых образований, еще больше возбуждает и подзаряжает кору, усиливает свое эмоциональное напряжение. Генералы без армии не воюют. Центральная нервная система поднимает в ружье всю армию исполнительных органов: от двигательной зоны коры до спинного мозга, до периферических нервов, эндокринных желез и собственно рабочих органов — мышц. В нервных путях, в которых зафиксирован динамический стереотип прыжка, повышается возбудимость, отыскиваются наилучшие варианты взаимодействия, происходит регулировка и тонкая настройка на работу. Огромную роль в этой подготовке играют нисходящие команды лимбической системы и ретикулярной формации (о сигналах в кору мы уже говорили). Они облегчают одни рефлексы вегетативной нервной системы и тормозят другие, регулируют секрецию гормонов. Под влиянием ретикулярной формации рефлекторные реакции становятся сильнее и точнее. Вот откуда берется исклю- 90
чительная слаженность движений атлетов и техническое совершенство рекордных прыжков. КАК ПЕРЕСТУПИТЬ С НОГИ НА НОГУ Рассказывая о предпрыжковой работе центральной нервной системы, мы до поры до времени обходили молчанием одно из ее важнейших в функциональном отношении образований — высший центр вегетативной регуляции — гипоталамус. Теперь настало время поговорить и о его работе. Все проявления жизнедеятельности человека можно условно разделить на произвольные (происходящие вследствие сознательно принятых решений) и непроизвольные (протекающие без участия сознания). Любая физическая работа — действие произвольное. Выполняют ее поперечно-полосатые мышцы, которыми через соматическую нервную систему управляет кора больших полушарий. К непроизвольным проявлениям жизнедеятельности (их называют также вегетативными) относятся работа сердца и сосудов, дыхание, пищеварение, обмен веществ, терморегуляция. Ими через вегетативную нервную систему и железы внутренней секреции руководит гипоталамус. Команды на выполнение произвольных движений поступают к мышцам по периферическим нервам, берущим начало, как правило, от спинного мозга; информацию несет химический передатчик — ацетил- холин. Способы же управления вегетативными функциями более разнообразны: гипоталамус руководит своим хозяйством с помощью симпатического (передатчик—нор- адреналин) и парасимпатического отделов (передатчик — ацетилхолин) вегетативной нервной системы, а также желез внутренней секреции, каждая из которых выделяет свои собственные химические передатчики — гормоны. Такое разнообразие методов управления вполне объяснимо: соматическому отделу надо всего лишь сокращать и расслаблять мышцы, а вегетативному — управлять самыми разнообразными физиологическими механизмами — от иммунитета до старения организма* Естественно, что одним ключом, даже работающим на разных частотах, невозможно отпирать столько разных дверей. Итак, две сферы деятельности организма: соматическая и вегетативная. Одна из них — соматическая полностью в нашей власти, а другая — вегетативная как бы совершенно автономна, независима от наших желаний и воли, может делать все, что ей заблагорассудится. Выходит, мы сами себе не хозяева? Да, власть человека над собственной вегетативной сферой весьма ограничена, но есть же йоги, есть люди, которые восхищают нас своей волей, своим самообладанием. Они способны сознательно управлять процессами, которые неподвластны обычному человеку. Впрочем, и у обычных людей вегетативная сфера не столь самостоятельна, и никак нельзя утверждать, что она совсем отбилась от рук. Представьте, что у вас родилась смелая мысль переступить с одной ноги на другую. Послав через соматическую нервную систему импульсы к поперечно-полосатым мышцам, вы в течение доли секунды выполнили свой замысел. Чисто соматический акт, не правда ли? Не спешите. Еше до того, как вы перенесли вес тела на ненагруженную ногу, вегетативная система перераспределила в ней кровоток, расширила сосуды, усилила обменные процессы и энергетику. Но самое главное, пожалуй, в том, что за те же доли секунды должным образом изменилось питание поперечно-полосатых мыщц. А за это также отвечает вегетативная система. Хороши были бы наши произвольные движения, если $ы она запаздывала с питанием мышц... Переступание с ноги на ногу — случай простейший, но и в нем отражается незаметная на первый взгляд, но незаменимая работа вегетативной системы, без которой мы в буквальном смысле шагу ступить не можем. А незаметная она потому, что совсем не беспокоит кору (то есть наше сознание) бесконечным потоком докладов о проделанной работе. А все лавры достаются соматической сфере, каждое «осознанное» действие которой на виду. Если пример с переступанием с ноги на ногу кажется примитивным, приведем другой. Прыгун поднял ногу, чтобы начать разбег, а сердце уже начало чаще и сильнее качать кровь, возрос газообмен в легких, повысился выброс в кровь гормонов, обеспечивающих работоспособность. И так всегда: чем сложнее работа организма, тем сильнее вовлекаются для ее выполнения вегетативные процессы. Оба отдела работают дружно в полной гармонии, пока человек не захочет большего, чем они могут ему дать. Вот тут-то и начинается разлад: если вегетативная система Щ***=* <ф*^* ^р55^ 91
не выполнит непомерных притязаний коры, мы останемся у разбитого корыта. Почему же в одних случаях обе системы работают согласованно, а в других возникает несоответствие? Ответ на эти вопросы дает теория академика П. К. Анохина. Прежде чем выполнить работу, человек создает в голове ее модель, или акцептор действия, а потом пытается достичь этого идеала. Естественно, что в реализации акцептора действия принимают участие оба нервных отдела. Предшествующий опыт подсказывает вегетативной нервной системе, что ей нужно делать, а текущий опыт (тренировка) совершенствует ее действия. Если стоящая перед организмом задача находится в пределах его функциональных возможностей, если эти возможности целенаправленно развивать, можно добиться огромных успехов благодаря мобилизации вегетативных процессов в ответ на корковый раздражитель. Иными словами, возрастает власть человека над вегетативной сферой, волевое (корковое) управление ее деятельностью. Но когда акцептор действия сильно завышен, вегетативное обеспечение безнадежно отстает от волевых требований — человек перестает быть хозяином собственного организма. ГРАНИ ТАЛАНТА А теперь вновь вернемся к прыжку. .Для прыгуна преодоление рекордной высоты — сверхзадача; Для ее решения мозг создает акцептор действия и включает соматический и вегетативный.4 механизмы. Как мы знаем, конфликт между неудержимым желанием взять высоту и пониманием исключительной трудности этого дела порождает стресс, доходящий порой до состояния аффекта. Вот теперь-то и уместно задать вопрос: а почему организм для выполнения На Олимпиаде 1968 г. победителем стал инженер Р. Фосбери, нашедший новый, как оказалось, самый рациональный (на сегодпя) способ прыжка —* спиной к планке. Этот стиль долгое время вызывал сомнения специалистов, его считали цирковым трюком, у которого нет будущего. Такое отношение отразилось в названии способа — «фосбери-флоп» (от англ. «to flop* — плюхнуться, провалиться, потерпеть неудачу). Но в 1973 г. «флоп» отобрал у «перекидного» мировой рекорд, а потом семь раз улучшал его. В прошлом году Чжу Цзяньхуа (КНР) взял 238 см. Сейчас все лучшие атлеты мира прыгают только этим способом сверхзадачи избирает именно путь стресса, какие такой путь дает преимущества и какими механизмами эти преимущества достигаются? Теперь нетрудно найти ответы на эти вопросы. Стресс — адаптивный биологический процесс, внутренняя перестройка организма, вызванная сверхсильным раздражителем. Эта перестройка приспосабливает организм для преодоления препятствия: повышает его готовность к действиям, мобилизует силы, раскрывает резервы, увеличивает функциональные возможности. Созданные эволюцией изменения в системах и органах при стрессе наилучшим образом отвечают требованиям выполнения сверхзадачи. Но мы знаем, что внутренние перестройки — дело вегетативной системы, следовательно, на нее ложится основная тяжесть стресса. От степени ее мобили- зацми, ххт совершенства ее работы, от «качества» стресса зависят возможности человека. Вот почему уровень достижений высотников в огромной мере зависит от приручения вегетативной системы, от того, сколь велика власть атлета над стрессом. Для приручения «независимой» вегетативной системы мало одного таланта, необходимы систематические многолетние тренировки, во время которых автономная система все прочнее впрягается в упряжку акцептора действия. В минуты стартовой подготовки кора, опираясь на акцептор действия, отдает приказы гипоталамусу, заставляя его с каждой секундой работать все мощнее. Но гипоталамус не пешка — он глава всей вегетативной системы и по мере нарастания возбуждения в нем, по мере поступления все более настойчивых требований действовать он включает рычаги своей власти: симпатическую и парасимпатическую нервную систему, железы внутренней секреции. .Способность максимально напрягаться в ответ на модель прыжка, на акцептор действия, слаженность работы всех компонентов вегетативной цепи, ее надежное взаимодействие с соматической системой, умение- направить могучий ураган стресса на преодоление высоты — это и есть главные грани таланта* прыгуна-высотника. Они шлифуются в решающих сорвенованиях, когда надо не просто хорошо и высоко прыгать, а отдать всего себя ради достижения победы. Когда эти грани отшлифованы, дело за малым: разбежаться и прыгнуть. Как можно выше головы.
Короткие заметки Об аскорбинке снова и снова Нельзя сказать, чтобы аскорбиновая кислота, именуемая в обиходе аскорбинкой, была в загоне. Все о ней наслышаны, многие пользуются ею по совету врача, а кое-кто и без совета, скажем, при простудах. Однако сейчас речь не о лечении, а о повседневном питании. А в нем этой самой аскорбинки, витамина С, не всегда еще хватает. Особенно сейчас, весною. В двух киевских институтах, кардиологии и гигиены питания, постарались выяснить, как влияет нехватка витамина С на развитие ишемической болезни сердца. Экспериментальные данные говорят о том, что у подопытных животных в крови становится при этом больше холестерина и он легче проходит сквозь сосудистые стенки. Однако не все экспериментальные сведения подтверждаются... В данном случае они, к сожалению, подтвердились. Обследованию подвергли 475 граждан города Киева^Ю—45 лет, выбранных хотя и случайно, но по-научному (так называемая репрезентативная выборка неорганизованной популяции мужчин). При обследовании изучали тщательно, кто что ест, и по таблицам, с учетом потерь при хранении и готовке пищи, вычисляли количество аскорбиновой кислоты. Всем участникам опыта задавали многочисленные вопросы по кардиологическому опроснику Всемирной организации здравоохранения, делали электрокардиограмму, биохимические анализы, мерили артериальное давление, словом, обследовали всесторонне. И вот первые выводы. Прежде всего, среднесуточное потребление витамина С оказалось 67,6 мг в сутки (при норме 70—100 мг), причем меньше всего аскорбинки оказалось в рационе тех, кому от сорока до пятидесяти (только 58 мг). Недостаток витамина со всею статистической достоверностью сказывался на частоте ишемической болезни сердца: она возрастала в 2,3 раза. Для тех же сорокалетних опасность сердечных заболеваний возрастала с 6,7 % (когда с витамином С все в порядке) до 17,5 % (увы, не все в порядке). Вам неохота попадать в эти пугающие, лишние проценты? Тогда не пренебрегайте советом — зеленый лук в борщ, веточку петрушки на бутерброд... О. ЛЕОНИДОВ Самосвал на конной тяге Лошадей на нашей планете становится все меньше. В газетах и журналах появляются статьи в защиту этого грациозного, чрезвычайно симпатичного животного, к тому же и работящего. Специалисты ВНИИ коневодства (ВНИИК) определили круг сельскохозяйственных и подсобных работ, которые выгоднее "выполнять на конной тяге, чем с помощью автомобиля; перевозка сравнительно легких грузов, и в частности кормов на животноводческие фермы, остается главной обязанностью сивок. День работы трактора в среднем обходится в 12, а коня — лишь в 5 рублей. К сожалению, запрягать лошадей нередко приходится в телеги, розвальни и брички древней конструкции. Есть, правда, в нашей стране несколько обозостроительных (именно так они и называются) заводов, да Опытный завод конноспортивного инвентаря. В последние годы все они выпускают повозки (Опытный завод — качалки для ипподромов) на пневматических шинах, но в очень небольшом количестве. Конструкции повозок, разработанных во ВНИИК, основываются на узлах и деталях, выпускаемых промышленностью для тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных машин. Это логично: специальную оснастку телеги сейчас никто разрабатывать и изготовлять не станет. Поэтому и колеса новых повозок привычные — автомобильные, и конструктивные идеи нередко лежат в фарватере автомобилизма. На двух заводах — в Новгородской и Смоленской областях — начали, к примеру, выпускать однотонную телегу-самосвал. Кузов — как у грузовика, а ось одна, как у старинной двуколки. Самосвал на конной тяге разгружается, задирая оглобли под углом 45°. Прав, конечно, поэт, провозгласивший: «Телегу обижать не надо, телега сделала свое». Но и телега может, как видим, быть достаточно современной.
Короткие заметки Чесночная защита Считается, что чеснок полезен. И не напрасно — в нем содержатся летучие фитонциды, успешно уничтожающие возбудителей многих болезней. По некоторым сведениям, чеснок обладает и другими достоинствами, позволяющими считать его не только вкусной, но и полезной приправой к пище. Но вряд ли кому приятно разговаривать с человеком, съевшим хотя бы один зубок этого растения. Неприятный запах обусловлен летучим ди мети л се лени дом — органическим производным селена, образующимся в пищеварительном тракте едока, но отсутствующим в самом растении. Оказалось, что это вещество неприятно не только человеку, но и некоторым животным, например оленям. Тем самым милым оленям, которые, к сожалению, часто уничтожают молодые лесопосадки. И хотя лес, конечно, необходимо охранять, но ведь не ценой уничтожения редких обитателей нашей планеты! Поэтому на защиту молодых побегов дугласовои пихты, ростки которой поедали олени, было решено поставить чеснок. Вернее, его запах. Для этого были созданы таблетки, содержащие селен и способные высвобождать его малыми дозами. Эти таблетки помещали в лунки с ростками пихты; корни деревца понемногу поглощали селен, в результате чего иголки приобретали слабый запах диметилселенида. Эксперимент показал, что, когда иголки пихты содержат селен в концентрации 1:10 000, ущерб, причиняемый оленями молодым лесопосадкам, снижается на 80 %; самим же растениям селен никакого ущерба не приносит. Таблетка с селеном проявляет отпугивающее действие на протяжении трех лет. А за это время пихта вырастает настолько, что никакой олень ей уже не страшен. Впрочем, и самим оленям не наносится никакого вреда: им достаточно и другой пиши. Так что чесночная защита действует по принципу «и пихты целы, и олени сыты»... Б. СИЛКИН Пишут, что. ...в природе могут существовать нейтрино не более 20 разновидностей («Physical Review Letters», 1983, т. 51, с. 857)... ...создана синтетическая ткань, выдерживающая нагрев до 1400 С («Newsweek», 1983, т. 102, № 14, с. 3)... ...конструируется зеркало для телескопа диаметром 8 метров («New Scientist», I983, т. 100, № 1383, с. 420)... ...слишком частое плавание в бассейне ускоряет порчу зубов («Medical News», 1983, т. 15, № 33, с. 8)... ...при облучении ионами углерода размеры алмазов увеличиваются («London Press Service», 1983 г.)... ...один лунный кратер диаметром около 1,6 км может содержать более 10 млн. тонн льда («Astronautics and Aeronautics», 1983, т. 21, № 11, с. 44)... ...некоторые болезни можно распознавать по запаху («Science Digest», 1983, т. 91, № 9, с. 78)... ...млекопитающие и птицы эволюционировали быстрее рептилий, потому что обладали более высокими умственными способностями («Science News», 1983, т. 124, № 7, с. 101)... ...изготовлена фосфолипидная меморана, способная обратимо полимеризоваться и деполиме- ризоваться в результате реакций окисления и восстановления («Chemical and Engineering News», 1983, т. 61, № 42, с. 18)... 1j Ж7 -г- 94
•хороткие за^еуки Как обманули рецензентов Один из китов, на которых зиждется вся система публикации результатов научных исследований,— рецензирование. Считается, что оно обеспечивает объективную оценку качества работы исследователя и преграждает путь на страницы журналов малозначительным или недостаточно проверенным материалам. Однако рецензенты — тоже люди, и им свойственно ошибаться. Об этом свидетельствует эксперимент, который провели над самими рецензентами. Отобрав дюжину статей, уже опубликованных в научных журналах по психологии и физиологии высшей нервной деятельности, два исследователя... снова представили их для публикации в те же самые журналы, подвергнув «косметическому» редактированию — сделав несущественные изменения в цифровых данных и подписав вымышленными фамилиями. А самое главное,— что, по-видимому, и сыграло решающую роль,— были изменены места работы авторов: вместо авторитетных научных учреждений были указаны никому не известные (например, Гарвардский университет был заменен на некий Центр по изучению потенциальных возможностей человека в городке Три-Вэлли, которого даже нет в обычных атласах). Результат, вероятно, удивил даже самих экспериментаторов. Только три редакции распознали в представленных статьях свои же собственные публикации. А из остальных девяти статей восемь были отвергнуты как не отвечающие требованиям. При этом одним из главных аргументов были обнаруженные рецензентами «серьезные методические погрешности». Надо полагать, что этот несколько скандальный случай прольет целительный бальзам на израненные души великого множества авторов, пострадавших от отрицательных рецензий на свои статьи... . Л. ДМИТРИЕВ
£Щд щ^ЯЫ £-«?*-*. Н. В. ЮРЛОВУ, Воронежская обл.: Тот факт, что в справочниках нет интересующей вас плотности раствора борной кислоты A2 г/л) при 30 С, означает, что ее никто экспериментально не определял, расчет же показывает, что она равна примерно 1,001 — практически как у чистой воды. А. М. НОВИЦКОМУ, Днепропетровск: Моющиеся обои независимо от того, где они сделаны, можно мыть губкой или тряпкой, смоченной теплым раствором стирального порошка. А. ТУМАНОВУ, Ростов-на-Дону: Выполнить просьбу о самодельных хлопушках никак не можем, потому что они запрещены пожарной охраной. А. Н. РЫКЛИНОЙ, Николаевская обл.: Для химической очистки канализации помимо «Крота» есть и более эффективное средст! — «Крот-2», с добавлением растворителей; в будущем планируется выпускать и энзимные препараты. Н. Ф. САВЧЕНКО, Ленинград: В косметической поликлинике вас не совсем точно информировали, в сульсеновой пасте нет селена, а есть селенистая сера B,5 %) — противогрибковое вещество, разрешенное к применению. А. И. КОЗЫРЕВОЙ, Альметьевск: Стекло в горячей воде совсем не растворяется, пейте чай из стакана сколько душе угодно. И. Н. АСТАПОВУ, Старый Оскол: Пентотал натрия и тиопентал — одно и то же вещество, в фармакологии известное как тиопентал- натрий, а используют его внутривенно, для кратковременного наркоза. А. И. МИХАЙЛОВУ, Душанбе: Когда пришло разрешение применять в пчеловодстве 2 %-ную щавелевую кислоту против варроатоза, № 11 (там в «Переписке» говорится о запрете) уже печатался; обратите внимание на то, что разрешение временное. Г. И. ТЕЛЕГИНОЙ, Томск: То, что варенье у вас не засахаривается и на холоде, свидетельствует о вашем умении, потому что вероятность засахаривания высока, особенно когда мала кислотность и в банке, на внутренних ее стенках, есть центры кристаллизации, хотя бы сахарная пыль. А. Д. КАЛИНИНУ, Красноярский край: Для закрепления рисунка на бумаге на него наносят пульверизатором или аэрографом так называемые фиксативы — 1 %-ный раствор канифоли в спирте, водный раствор клея ПВА, обезжиренное молоко и т. п. О. А. ТРЕТЬЯКОВУ, Оренбургская обл.: Чтобы мебель не скрипела, деревянные детали надо так или иначе проклеить — это единственно надежный способ. К. Б-ВУ, Ленинград: Дрова, поднятые на десятый этаж и запасшие при этом потенциальную энергию, жарче гореть не будут, однако накопленная энергия не исчезнет, а перейдет в продукты сгорания, малую ее часть можно легко обнаружить, если сбросить золу вниз с десятого этажа. Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, В. Е. Жвирблис (зав. отделом хим. наук), М. Н. Колосов, Л. А. Костандов, В. А. Легасов, В. В. Листов, В. С. Любаров (главный художник), Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, А. С- Хохлов, Н. М. Эмануэль, Г. А. Ягодин Редакция: М. Д. Гуревич, Н. В. Ефремов, Ю. И. Зварич, М. Я. Иванова, А. Д. Иорданский, A. А. Лебединский (ху дожественн ы й ре да ктор), О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), B. Р. Полищук, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, . Т. А. Сулаева (зав. редакцией), М. Б. Черненко, В. К. Черникова, Р. А. Шульгина Номер оформили художники: B. М. Адамова, Г. Ш. Басыров, Р. Г. Бикмухаметова, Ю. А. Вашенко, Е. С. Поливанов, А. Л. Табашников, C. П. Тюнин Корректоры Л. С. Зенович, Л. Н. Лещева Сдано в набор 16. 02. 1984 г. Г-05625. Подписано в печать 13. 03. 1484 г. Бумага 70X108'/,,,- Печати» офсетная. Усл.-печ. л. 8,4. Усл. кр.-отт. 7807 тыс. Уч.-изд. л. 11,4. Бум. л. 3.0. Тираж 330 000 экз. Цена 65 коп. Заказ 361. AHPFC РЕДАКЦИИ: 117333 Москва В-ЭЭЗ, Ленинский проспект, 61. Телефоны для справок: 135-90-20, 135-52-29 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союзполиграфпром» Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Чехов Московской области © Издательство «Наука» «Химия и жизнь», 1984
Про жимолость Пока в ягодном царстве тишь да \\ покой. Это позже начнется такое буйство, что хоть ставь на обложку по нескольку разных ягод сразу, чтобы угнаться за природой. И самой ранней будет земляника... Нет — еще раньше будет жимолость. Знающие подтвердят, незнающие пусть поверят на слово. Еще за неделю, а то и за две до ранней земляники уже поспеют тем- Ч- j но-фиолетовые, но часто из-за воскового налета скорее голубые ягоды, растущие только парочками, в единой обвертке, нежные, кисло-сладкие, по вкусу похожие на голубику. Месяц от цветения до зрелых плодов — это ли не скороспелость, равнодушие к морозам до минус 50 — это ли не стойкость? / / «Что за сад без жимолости с ее j душистыми .цветами...» — меланхолично возвещает книга по декоративному садоводству. Но не спеши- i те в парк рвать ягоды, они* скорее всего несъедобны. Волчьи ягоды в лесу — тоже жимолость. Увы, плоды интересующего нас растения большей частью безвкусны и даже противны. Но, к счастью, есть исключения: жимолость камчатская, съедобная, Турчанинова. Их-то и держат в коллекциях и питомниках, / разводят на приусадебных участках и в коллективных садах. Понятнр, те, кто об этой ягоде наслышан. А она становится все более популярной в умеренных широтах, то е/сть там, где сезон свежих ягод ох как недолог, и лишние дни — совсем не лишние, равно как варенья, кисели и морсы. :.! Теперь о пользе. По магнию и калию жимолость не знает соперников среди дикорастущих ягод, а по анто- цианам, Р-активным веществам, даже шиповнику за ней не угнаться. Правда, витамина С меньше, чем'хо- телось бы, но и так его не кот наплакал, а половина дневной нормы в ста граммах: к тому же селекция еще не закончена. Пусть исход ее окажется удачным и пусть мы узнаем о свершившемся факте не из журнальной заметки, а в магазине. Вообще же научные разговоры о жимолости идут этак с полтора века. Знаменитый исследователь Камчатки С. П. Крашенинников писал: «Жимолостные черные ягоды в великом употреблении, ибо они не только весьма приятны, но и удобны к заквашиванию травяной браги». Разумеется, приготовление сла- : боалкогольных напитков не есть ^главное назначение ягод, они и без 'того «весьма приятны»... А вот с медициной у жимолости пока отношения не сложились. Вернее, с официальной, европейской, потому что и гомеопатия, и тибет-. екая медицина ею не пренебрегли. Наверное, у фармакологов до нее просто руки не дошли. Зато дошли у деревянных дел мастеров, которые с давних времен резали из ее древесины ткацкие челноки, зубья для грабель и сапожные гвозди. Впрочем, для таких надобностей не обязательно брать съедобные виды. Их разумнее брать для еды. Когда еще эта хваленая земляника поспеет, гг^кимолость — вот она, по две ягодкиЪа^один укус.
Возможно, некторые читатели знают о способности ракообразных издавать звуковые колебания, находящиеся на границе слышимости. Совсем недавно журнал «Biological Reflections and Inventions» сообщил о новейших исследованиях в этой области. Сотрудники Зоологического центра в Берг-ам-Зее установили, что экспериментальные животные накануне маловероятных событий стремились взобраться на какую-либо возвышенность и лишь затем издавали серию протяжных звуковых сигналов частотой до 20 кГц. Эту особенность поведения ракообразных объясняют тем, что маловероятному событию предшествует возмущение электромагнитного поля, под воздействием которого в их организмах вырабатывается чрезвычайно токсичный фермент; генерируемый же в области 20 кГц звук способствует быстрому его разрушению. Предложенная гипотеза, несмотря на ее правдоподобность, не объясняет, к сожалению, роли возвышенности в описанном процессе. Самое любопытное, однако, заключается в практических приложениях открытия, уже обсуждаемых в авторитетных кругах. Например: резкие. Звуковые сигналы с возвышенных мест трудно предсказуемые изменения погоды относятся к маловероятным происшествиям. Если принять к сведению, что сигналы, испускаемые ракообразными, меняются по форме и длительности строго в зависимости от характера будущего события, то становится ясно, что синоптики получают наконец надежный метод предсказания погоды. Метеоцентру нового типа нужно совсем немногое: дю- жи на-друга я ракообразных, специальные возвышения и несложная аппаратура для регистрации звуков. А когда будут преодолены неизбежные организационные трудности и первые раки засвистят на вершинах искусственных гор, мы сможем с гордостью сказать, что проблема точного прогнозирования погоды окончательно решена. Как ни радужны перспективы, не будем забывать о сегодняшнем дне. Карта среднемесячных апрельских температур — понятное дело, с доступной нам точностью — как всегда, на рисунке. Издательство «Наука» «Химия и жизнь», 1984 г., № 4 I—96 стр. Индекс 71050 Цена 65 коп. **~- V