Текст
                    ISSN 0130-5972
ХИМИЯИЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
4
1982


*?•*». Л. *?»•■ «**-
химия и жизнь Издаете* с 1965 год* ш Ежемесячный научно-популярный журнал Академики наук СССР № 4 апрель 1982 60 лет СССР Ресурсы Проблемы и методы современной науки 60 лет СССР Технология и природа Элемент № ... А почему бы и нет! Вещи и вещества Живые лаборатории Словарь науки Уроборос Литературные страницы Вещи и вещества Б. И. Веркин. АГИТАЦИЯ ЗА АЗОТ Э. И. Каухчешвили. ДОМАШНИЙ ХОЛОДИЛЬНИК В. Шешнев. ТРИ ДОРОГИ К ЗНАКУ КАЧЕСТВА Г. С. Воронов. МЫ ЖИВЕМ В ОКЕАНЕ НЕЙТРИНО М. Музылева. ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ В РЯЗАНИ И. А. Сафонов. КИРПИЧ ИЗ ТРУБЫ А. А. Аверьянов. НЕЗНАКОМЫЙ КИСЛОРОД Ю. А. Фурманов. ШВЫ, ШВЫ, ШВЫ... Н. В. Румянцев. ОНКОВИРУСЫ — ПРАРОДИТЕЛИ ЖИЗНИ? Е. Б. Карасик. АЛГЕБРА ИНТУИЦИИ М. Ю. Куликов, Л. С. Кодолов. МОРСКИЕ РАКОВИНЫ Б. И. Силкин. СТРАННЫЙ МИР ИО В. А. Войтович, А. Б. Мазуркевич. «НИМФА» В ВАННЕ В. Мей. ФЕНОЛ, СИРЕЧЬ КАРБОЛКА А. Л. Козловский. ЧЕРНЫМ ПО БЕЛОМУ Ж. В. Никольская. ВОДЯНОЙ КРЕСС А. В. Шрейдер. КАК НАЗЫВАЮТСЯ Sn И РЬ? М. А. Листенгартен. ДЕНЬ РОЖДЕНИЯ ЯДЕРНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ЕСТЬ ЛИ РАЗУМ В МИКРОМИРЕ Кир Булычев. РОДИМЫЕ ПЯТНА М. Кривич, О. Ольгин. КОФЕВАРКИ ПО-ЕРЕВАНСКИ 2 6 10 16 23 28 31 38 44 48 50 57 62 63 67 68 78 80 81 82 В8 НА ОБЛОЖКЕ — рисунок А. Лебединского к статье Ю. А. Фурманова «Швы, швы, швы...» НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — картина В. Глухова «Летающий сад». Чистота и свежесть воздуха в нашем представлении обычно связываются с насыщенностью его кислородом; однако кислород — это не всегда так уж полезно. О необычных свойствах, казалось бы, хорошо изученного элемента рассказано в статье А. Аверьянова «Незнакомый кислород» ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ИНФОРМАЦИЯ ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! НОВОСТИ ОТОВСЮДУ КОНСУЛЬТАЦИИ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 14 22, 70 26 56, 60 69 72 93 94 96
союз сш»их НСПУБ JfTJ Агитация за азот БЕСЕДА С ДИРЕКТОРОМ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР АКАДЕМИКОМ АН УССР БОРИСОМ ИЕРЕМИЕВИЧЕМ ВЕРК ИНЫМ Необходимое уточнение: не вообще за азот, а за азот сжиженный, температура которого, согласно учебникам и энциклопедии, минус 196 по Цельсию. Где и зачем нужен жидкий азот? Самое главное, он нужен сегодня для решения задач, которые ставятся продовольственной программой. И прежде всего для сохранения продуктов. Называю цифры: во всем мире гибнет за год около 350 миллионов тонн собранных продуктов питания. Они гибнут только потому, что их не сумели сохранить и перевезти. Одна из простейших и чрезвычайно эффективных возможностей в этом направлении — перевозка скоропортящихся продуктов транспортом с азотной системой охлаждения. В прошлой пятилетке наш академический институт оборудовал 24 грузовых автомобиля разной грузоподъемности (от полутора до 12 тонн) и провел испытания азотных систем охлаждения на маршрутах из Молдавии, Краснодарского края, Белгородской области и Крыма в Москву и Ленинград. Возили клубнику, виноград, персики, черешню, охлажденное мясо и многое другое. Преимущества азотной системы охлаждения перед обычными фреоновыми очевидны. Она проста в изготовлении. Не содержит механических ломающихся частей. Это просто емкость с жидким азотом, душевое устройство и хорошая вентиляция. Никакого дополнительного расхода энергии, никаких забот водителю-механику; простейшая автоматика. Нет шума. Ремонт прост и крайне редок. Следовательно, система дешевая в эксплуатации, что уже хорошо. Но самое важное — ее большая холо- допроизводительность. Поэтому не нужны промежуточные холодильники — холодная автомашина подается прямо на плантацию или в сад. Еще одно достоинство: продукты едут в инертной среде, в которой не живут микроорганизмы. Продукты не портятся, отсутствует плесень... Второе, не менее важное дело — скороморозильные агрегаты, в. которых морозят до низких температур мясо, рыбу, фрукты, многие соки; молоко можно замораживать вместо обычного консервирования. Очень богатые возможности для хранения полуфабрикатов и готовых
к употреблению блюд, и во многих странах таких продуктов производят все больше. Назову интересные, мне кажется, для сравнений цифры: в Великобритании расходуют 100 с лишним тысяч тонн жидкого азота в год только на нужды пищевой промышленности... Третье: оборудование и технология для интенсивного замораживания эндо- кринно-ферментного сырья, добываемого на мясокомбинатах. Там каждая минута задержки ведет к потере ценнейших свойств и к снижению качества препаратов, надобность в которых так велика. Все это тоже прямо связано с применением жидкого азота. Возникает естественный вопрос: а сколько же его нужно и где его взять? Если отвечать совсем коротко и в самом общем виде на первую часть этого вопроса, то — очень много. Миллионы тонн. Не сразу, конечно, но это ничего не меняет; чтобы всерьез решать проблему, надо пути ее решения находить в начале дела... Кстати, ситуация с жидким азотом в чем-то просто парадоксальна. Наука и техника низких температур родилась, считается, сто с лишним лет назад — в 1877 году был превращен в жидкость воздух, обыкновенный воздух. Через 50 с лишним лет после этого технике понадобился кислород для дутья в сталеплавильном производстве, и кислород стали сжижать в огромных количествах. У нас в 30-е годы было даже такое специальное ведомство — Главкислород, во главе с академиком Капицей. Второй всплеск громадного интереса к кислороду связан с развитием ракетно-космической техники, потому что жидкий кислород — прекрасный окислитель топлива. Все это и привело к тому, что жидкий кислород научились получать в очень больших объемах, хранить сколь угодно долго, перевозить всеми видами транспорта. И обращаться с ним так уверенно, что со стороны может показаться, будто льют какую-то самую обычную жидкость. Следующей криожидкостью, привлекшей внимание инженеров, оказался водород. Это тоже связано с космосом — с выведением на орбиту больших грузов. Известно, например, что у крупной американской ракеты «Сатурн» есть водородные ступени... Сейчас, когда много говорят о топливе будущего, большинство считает, что водород, которого так много в воде и в атмосфере, — это топливо будущего. И если говорить об этом серьезно, то остается пока нерешенной только одна проблема: дешевое получение водорода из того природного сырья, которое есть. Как только это произойдет, водород станет горючим не только для техники, но и для быта... Даже самую низкокипящую жидкость — гелий производят в последние годы во все больших количествах; это тоже связано с задачами энергетики, с созданием сверхпроводящих генераторов и двигателей и целой гаммы приборов, использующих явление сверхпроводимости, для применения в самых разных областях. И теперь уже умеют производить большие количества жидкого гелия, хранить его, перевозить и свободно обращаться с ним. И только две криожидкости — прежде всего воздух, с которого, собственно, все и началось, и азот, которого в воздухе больше всего, — вот о них как бы позабыли... Так что сейчас уже трудно найти хорошую машину, производящую жидкий воздух. А теперь вернемся к вопросу, где взять жидкий азот и сколько его понадобится. Здесь давайте заметим, прежде всего для возможных сопоставлений: в ФРГ производство жидкого азота достигло сейчас трех с половиной миллионов тонн
в год; в США и Великобритании еще больше. Обычно для получения жидких газов создают специальные машины, которыми разделяют атмосферный воздух. Установки эти весьма дороги и требуют очень больших капиталовложений. При поддержке Министерства черной металлургии УССР мы предложили перейти на попутное производство жидкого азота на действующих воздухораз- делительных установках металлургических заводов. Чтобы установки, предназначенные для получения жидкого кислорода, давали одновременно жидкий азот, нужно минимальное изменение в конструкции блока разделения: ввести в него линию слива жидкого азота. К заметному ущербу для получения жидкого кислорода это не приводит. Три года назад был проведен промышленный эксперимент, и с 1980 года Коммунар- ский, а потом и Макеевский металлургические комбинаты попутно производят у себя жидкий азот. По нашим расчетам, если перевести на такой режим все металлургические комбинаты Украины, то это даст республике 100 тысяч тонн жидкого азота. А если распространить это новшество на всю черную металлургию СССР, то попутно можно будет производить около миллиона тонн жидкого азота в год. Путь очень удобный, потому что не потребуется никакого существенного капитального строительства, кроме стационарных резервуаров для хранения азота. И, естественно, транспорта, который будет его развозить потребителям. Мы говорим с вами о перспективе и развитии, поэтому должны представлять себе большие масштабы. Так вот, одна из существенных задач XI пятилетки состоит в освоении новых газовых месторождений и газоносных районов Сибири. Сооружаются для передачи этого газа магистральные трубопроводы, в которых давление достигнет 100 атмосфер. Из этого следует, что в ближайшем будущем на газораспределительных станциях вблизи крупных городов будет происходить сброс давления со 100 ат, например, до 3 ат. Сброс давления — это производство холода, который пока никто не использует. Совершенно то же, что и с теплом, когда его расходуют зря,— холод вылетает в трубу... Если бы сейчас рядом с газораспределительными станциями, выбрасывающими холод впустую, построить стационарные холодильники для хранения продуктов, то им не потребовались бы аммиачные нли фреоновые холодильные машины! А когда давление будут сбрасывать со 100 атмосфер, то перепада температур будет достаточно, чтобы на каждой такой станции производить жидкий азот, в сумме еще около миллиона тонн в год. Это уже серьезные цифры! Для чего еще, кроме разных дел с продуктами питания, нужен жидкий азот? Для очень многих очень важных вещей. Я коротко назову хотя бы несколько. Первая: азотная технология измельчения. Все очень просто: при низких температурах многие вещества становятся хрупкими. При —60° С резина, а около —180° С сталь. Так вот, азотная технология важна прежде всего для разделения цветных металлов и стали. При температуре жидкого азота сталь в дробилке крошится на мелкие куски, а цветные металлы остаются вязкими. И вы их сепарируете. Я сам видел такую установку, разделывающую кузовы старых автомобилей. У нее на выходе отдельно магнитная и немагнитная сталь, отдельно чугун, цветной металл, пластмасса... Каждая компонента прессуется в брикеты и идет на свою вторичную переработку. Это известный бельгийский патент, а технические подробности, увы... Следующее очень важное и выгодное дело — переработка старых автомобильных покрышек. Сейчас их стараются восстанавливать, если это технически выполнимо, а если нет — сжигают. Производство вредное для людей и энергоемкое, сжигание отравляет воздух... С азотным же охлаждением мы умеем раздробить старую покрышку так, что получают отдельно метал локорд (при этом он не повреждается) и резину, дробленную до любой заданной дисперсности. Металл можно отправить на вторичную переработку, но самое главное — это дробленая резина. Использование такой резиновой крошки в строительстве сулит невероятные преимущества. Прежде всего в асфальтовых покрытиях. Добавка 10—15% резиновой крошки в асфальт делает покрытие термостойким и эластичным — оно хорошо выдерживает переменные нагрузки. По американским сведениям, такая дорога не требует ремонта 10 лет... Кроме того: уплотнение стыков при панельном строительстве, спортивные сооружения — теннисные корты, беговые дорожки и т. п. Во всех этих случаях добавка шинной крошки дает существенный экономический выигрыш. Я надеюсь, что в будущем году будет готова опытно-промышленная установка для переработки по азотной технологии автомобильных покрышек и построен в Харькове пробный участок дороги для демонстрации и проверки ее преимуществ. 4
Следующая азотная технология — производство высококачественного цемента. Были проведены эксперименты по измельчению цементного сырья на больших скоростях в жидком азоте, и доказано, что намного возрастает степень измельчения и существенно повышается прочность цемента. Сразу получается цемент высшей марки — 700, который нужен при возведении особо прочных сооружений. Применяя такой цемент, удалось бы в будущем избежать пропарки бетонных изделий — чрезвычайно энергоемкой процедуры. Опытно-промышленная установка для производства цемента по азотной технологии будет сооружена на Балаклеевском цементном комбинате в этой пятилетке. Следующее: химико-фармацевтическое производство. Измельчение многих лекарственных препаратов в среде жидкого азота или газообразного, но очень холодного азота убирает многочисленные неприятные сложности. Не происходит перегрева — температура в аппарате едва дотянет до комнатной. Не будет слипания частиц, деструкции активного соединения или образования нежелательных побочных продуктов вследствие окисления кислородом воздуха... Предполагается, что несколько таких линий для изготовления особо чистых лекарств будет пущено в ближайшее время. Институт органического синтеза латвийской Академии наук, например, весьма заинтересовался этим делом и принимает в нем самое непосредственное участие. Дальше. Непрерывная разливка стали, изобретенная в СССР. Ее сейчас широко применяют в Японии, Франции, США. Можно вести разливку в азотной среде, предохраняя от окисления особо ценные сорта металла. Для этого тоже нужен жидкий азот, и это уже делается; пока, к сожалению, не у нас. Еще случайное обнаружение — назвать открытием язык не поворачивается: резкое улучшение свойств режущего инструмента закалкой в жидком азоте. Стойкость резцов и фрез повышается в 3—4 раза! Значит, в те же 3—4 раза инструмент дольше служит... Еще в машиностроении: холодная посадка. Одна из сочленяемых деталей охлаждается, садится на вторую, соединение отогревается. Готово — оно схвачено намертво... Полное и безопасное удаление щетины с кож; вылущивание кукурузы из початков без механических воздействий; ремонт трубопроводов без спуска рабочих жидкостей — надо только найти течь и наморозить две «пробки» — по обе стороны повреждения. И можете спокойно вырезать поврежденное место, ремонтировать, варить трубу — что угодно! Трудно даже назвать отрасль, где не нужны азотные технологии. Мы искренне считаем, что это дело 80-х годов, и по мере сил будем способствовать их самому широкому внедрению в народное хозяйство... И наконец, самое, может быть, важное: организационные основы и экономика. Особенность начавшейся XI пятилетки — комплексные целевые программы. Одна из таких программ на Украине «Агрокомплекс» предусматривает производство жидкого азота на всех металлургических комбинатах УССР, а также создание изотермических кузовов с повышенным качеством изоляции и оборудование 250 автофургонов для перевозки скоропортящихся продуктов. Поскольку Минавтопром СССР на эту пятилетку производство таких авторефрижераторов не планировал, имело бы смысл, на наш взгляд, попытаться ускорить дело силами республик, и прежде всего республик Средней Азии. Такой транспорт решал бы для них многие задачи, связанные с продовольственной программой. А для тех 250 автомашин, которые должен оборудовать опытный завод нашего института, намечено построить в Киеве, Харькове, Днепропетровске, Донецке, Львове заправочные станции, на которых этот «азотный» транспорт будет заправляться не только топливом, но и жидким азотом. Уже начато проектирование первой такой станции, и я надеюсь, что она начнет действовать в Харькове в 1983 году. А теперь — главное «но», препятствующее делу, за которое я агитирую: оптовая цена. Азот дорог! 42 рубля за тонну. Цемент стоит в несколько раз дешевле, а для азотного измельчения нужна тонна азота на тонну цемента; никто не захочет тратиться... Так что главный экономический вопрос этой проблемы есть снижение оптовой цены на жидкий азот до 15 рублей за тонну. Прибыль завода никак при этом не пострадает, потому что азот получается — мы об этом говорили в начале — попутно с ожижением кислорода... О мерах безопасности? Все очень просто. Азот абсолютно негорючее, невзрывчатое и безвредное вещество, а защита от опасности удушья из-за недостатка кислорода для работающих с ним крайне проста — хорошая вентиляция. Этого достаточно. Записал М. ЧЕРНЕНКО *
Домашний холодильник СВЕДЕНИЯ И РАССУЖДЕНИЯ О РАЦИОНАЛЬНОМ ПИТАНИИ, СБЕРЕЖЕНИИ ПРОДУКТОВ И НОВОМ ПОКОЛЕНИИ ХОЛОДИЛЬНИКОВ Доктор технических наук Э. И. КАУХЧЕШВИЛИ Каждый хочет быть здоровым. Воздавая должное медицине, мы все чаще приходим к выводу, что здоровье зависит и от нас самих. От нашего образа жизни, склонностей, привычек. От того, что и когда мы едим. Рациональное питание вправе называться так только в том случае, если оно постоянно и полноценно. Два главных принципа лежат в его основе: умеренность и сбалансированность. Чтобы соблюсти первый, достаточно, как правило, разума и воли. Со вторым принципом дело сложнее. В самом деле, чтобы пища была сбалансированной, каждый должен иметь возможность приобретать круглогодично именно те продукты, которые ему рекомендованы, независимо от сезона, торговых неполадок, ведомственных несогласованностей, транспортных неурядиц и прочих помех. Осуществимо ли это? Есть ли уже сейчас условия для такого решения? Не будем спешить с ответами. О КОЛИЧЕСТВЕ И КАЧЕСТВЕ Читатель, надо полагать, знаком с рекомендациями специалистов по поводу питания — они печатались, и не раз, в различных изданиях, в том числе и в «Химии и жизни». В такого рода советах упоминаются и животные, и растительные продукты. Но рассмотрим внимательно составляющие рациона с такой точки зрения: доступны ли они ежедневно? И тогда станет ясно, что основное препятствие — в недостатке, а то и в практическом отсутствии именно растительных компонентов в межсезонный период года, с ноября по июнь. В самом деле, основа рационального питания — постоянное, изо дня в день употребление свежих овощей, фруктов, ягод. Конкретные рекомендации несколько различаются, но 400—500 граммов — средний показатель. Уточним, что свежими специалисты считают такие плоды, ягоды, овощи, которые не подвергались тепловой обработке и сохранили свои исходные свойства. Заметим, что корнеплоды (в частности, картофель) и бахчевые в эту норму не входят. Сухофрукты, компоты и прочие консервированные теплом продукты тоже не в счет: при консервировании они в значительной степени утратили свою ценность. Конечно, съесть полкило помидоров или яблок — дело нехитрое. Особенно в сезон, когда они не дефицитны и продаются по наинизшей цене. Но растительный сезон в средней полосе (не говоря уже о севере) узок. Он начинается в июне с клубники и черешни и заканчивается в октябре виноградом и яблоками. Вскоре после этого растительный прилавок быстро скудеет, о чем свидетельствуют цены на колхозных рынках. Так возникает первый и очень серьезный барьер на пути рационального питания. Вплоть до мая, а то и до июня возможности магазинов «Овощи—фрукты» в части свежих плодов и овощей крайне ограниченны. Даже рынок при всей своей оперативности торгует в это время преимущественно солениями и маринадами, а из свежих фруктов разве что яблоками. Импорт фруктов из стран с более благоприятным климатом, конечно, помогает делу, но лишь отчасти. Так как же преодолеть межсезонный барьер? Наши предки давным-давно усвоили истину: холод сохраняет продукты. Они создали погреб, со льдом и без него. Это позволяло (и позволяет сегодня) сохранить разнообразную растительную продукцию — картофель, морковь, лук, яблоки и т. п. Впрочем, слово «сохранить» не вполне соответствует действительности. Спору нет, внешний вид сохранен (более или менее), масса — тоже (впрочем, только отчасти, так как за 3— 5 месяцев любой продукт в погребе, при небольшой положительной температуре, обязательно усохнет на 10, а то и на 20%). Увы, это не самое главное. Как бы ни ратовали поклонники старины за добрый сухой подпол, при хранении в таких условиях идут необратимые биологические и химические процессы. Они приводят неизбежно к потере исходных веществ, причем самых ценных с позиции рационального питания. 6
Дело в том, что обычный погреб — неконтролируемая система. Температура и влажность в нем зависят от климатических условий, характера почвы и т. п. Поэтому сохранность продуктов не гарантируется, в отличие от современных холодильников, оснащенных системой регулирования состава среды: в таких условиях качество продуктов сохраняется в течение заданного срока. ОТ «САРАТОВА» К «МИНСКУ-22» Может быть, ваш возраст позволяет вам вспомнить витрины универмагов конца сороковых годов. Там среди прочего выставлены были домашние холодильники. Любопытные подходили, смотрели, приценивались, кое-кто покупал. Никакой записи, никаких страстей. Плати, лови транспорт и вези свой «Саратов» домой. В те же годы, кстати, продавали и первый послевоенный «Москвич» — плати и садись за руль. Это было нелегкое время, и каждая покупка, даже если хватало денег, тщательно осмысливалась: так ли она необходима и полезна? Но прошло несколько месяцев, может быть, год, и однажды прохожие, до того равнодушные к холодильникам, обнаружили в витрине табличку «образец не продается». Любопытствующие выяснили, что «нет и неизвестно, когда будут». Образовался дефицит, и надолго. Даже сегодня, тридцать лет спустя, спрос на «ЗИЛы», «Мински» и «Оку», на достаточно крупные и надежные холодильники, еще превышает предложение. «Минск-22», первый из холодильников нового поколения И не случайно в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12 августа 1981 года «О мерах по увеличению выпуска товаров массового спроса» поставлена задача «увеличить выпуск бытовых холодильников емкостью 200 л и выше в 1,7 раза». Правда, есть немало холодильников и в свободной продаже. Но сегодня, когда 9 из 10 семей имеют домашние холодильники, когда потребитель знает, что ему нужно, а цена не всегда смущает, некоторые отечественные заводы, выпускающие домашние холодильники, оказались в новых, непривычных для них условиях. Те заводы, которые штамповали десятилетиями одни и те же конструкции, сводя «совершенствование» к смене ручки или изменению полки для яиц изнутри на дверце, попали в нелегкое положение: их модели почти перестали покупать. Можно ли сделать вывод, что предложение уже превышает спрос? Нет. Просто некоторые выпускаемые сегодня холодильники устарели физически и морально. Разумеется, далеко не все. Прекрасно зарекомендовали себя и у нас, и за рубежом холодильники «Минск», «Бирюса-14» и «Бирюса-15», «Орск-7», «Кристалл-9». Но все же я опасаюсь, что несколько испортил настроение тем, кто вчера купил не самый лучший холодильник (надеюсь, таких меньшинство). Поэтому хочу вселить надежду в тех, кто собирается сделать это завтра. А именно: отечественные специалисты создали домашние холодильники нового поколения. Их главные особенности: существенно увеличен объем морозильной камеры (ее минимальный объем 120 литров); существенно понижена температура морозильной камеры (не выше минус 18°С); удельное потребление энергии снижено на 20—30%. В этой работе, начавшейся в 1977 г., приняли участие несколько исследовательских и конструкторских организаций, промышленных предприятий. Мы не будем останавливаться здесь на технических проблемах, которые пришлось решать, включая разработку новых теплоизолирующих материалов и хладоноси- телей; сейчас разговор о другом. Пока для нас важно, что с нынешнего года запланирован выпуск первой партии, а со следующего года — начало массового выпуска новой отечественной холодильной техники. Сначала — на Минском заводе (холодильник «Минск-22»), затем и на других заводах («Бирюса» в Красноярске, «Донбасс» в Донецке и т. д.). Уже в ближайшие годы их выпуск будет исчисляться сотнями тысяч. 7
КАК ВЫБРАТЬ ДОМАШНИЙ ХОЛОДИЛЬНИК В последние годы моя популярность как специалиста по холодильной технике растет с непостижимой быстротой. Меня вспоминают, моим здоровьем интересуются приятели, давние однокурсники и дальние родственники, даже такие, о существовании которых я и не подозревал. Просьба у всех одна: проконсультировать. Понять их можно, ведь литературы о том, как выбрать холодильник, практически нет (а за рубежом на эту тему выходит немало популярных изданий, особенно в последние 5—6 лет). Нужны, более того, необходимы такие книжки, брошюры, проспекты. Хотя бы потому, что сохранение продуктов питания — проблема первостепенной важности, а домашний холодильник — важнейшее звено в холодильной цепи. Именно он и поможет принять сезонную нагрузку, предохранить от порчи и потери тысячи тонн нежной и скоропортящейся продукции. А помощь будет тем весомее, чем больше емкость морозильника и ниже температура. Но все-таки, пока нет брошюр и буклетов,— как же выбрать домашний холодильник? Главных критерия — три: температура в морозильнике, его емкость и численность семьи. Начнем с температуры, вернее, с ее международной маркировки, принятой и у нас в стране (обычно маркировку ставят внутри, на дверце морозильника). * одна звездочка соответствует температуре в морозильнике минус 6°С; * * две звездочки — минус 12°С; * * * три звездочки — минус 18°С; * * * * четыре звездочки — минус 24°С. В общем, качество холодильника устанавливается примерно так же, как для коньяка: чем больше звездочек, тем лучше. Но есть и принципиальное отличие. Оставим вне поля зрения холодильники с одной звездочкой — их уже не делают. Что же касается других, то в их морозильниках можно сохранить пищевую полноценность продуктов в течение 3—5 недель, если звездочек две, и в течение 8—12 месяцев, если звездочек три или четыре. Естественно, что такие холодильники дороже: дополнительное качество требует дополнительных затрат. Емкость холодильника зависит от численности семьи. В некоторых европейских странах рекомендуют выбирать холодильник из расчета до 100 л морозильной камеры (три звездочки) на человека; в начале семидесятых годов эта цифра была вдвое ниже. Скажем прямо, объемы солидные: для семьи из четырех человек необходим морозильник емкостью 300—400 л. Причем эта рекомендация — для горожан, а в сельской местности, учитывая собственный урожай, потребная емкость холодильников еще больше. (Надо иметь в виду, что приведенные данные не более чем рекомендация; подобные холодильники доступны лишь состоятельным семьям, так как стоимость их высока.) Опытные образцы новых отечественных холодильников уже прошли испытания, технология хранения отработана, и доказано, что свежезамороженные ягоды, плоды и овощи можно хранить в них до двенадцати месяцев без заметного изменения исходных свойств. Конечно, 100 литров на человека — это в перспективе, однако не так уж она далека. Будем готовиться. А пока вернемся еще раз к рациональному питанию, к тем овощам и фруктам, которые каждый член вашей семьи должен получать ежедневно. Пофантазируем. Прошел год-другой — и вы купили «Минск-22» (а может быть, и другой, еще больший холодильник). Холодильная камера обычная, с температурой 2—5°С; это дело знакомое, вы и сами знаете, как ею распорядиться. Но внушительная морозильная камера, помеченная тремя звездочками, скорее всего для вас в новинку. Примите во внимание, что продукты животного происхождения выпускаются предприятиями и поступают в торговую сеть круглый год. Конечно, перебоев в снабжении по-прежнему немало, но они никак не следствие сезонности. Реализация продовольственной программы в скором времени, без сомнения, исправит положение дел. Во всяком случае, чтобы соблюсти требования рационального питания, вполне достаточно двух- или трехнедельного запаса мяса, рыбы, яиц. А вот земляники или вишни не будет долгие зимние (и весенние) месяцы. Итак, в сезон, когда цены самые низкие, купите ягоды и плоды, переберите, тщательно вымойте, а потом заморозьте небольшими порциями (скажем, по 100 г) в морозильнике и оставьте в нем же. С учетом зазоров между упаковками морозильник емкостью 120 л может вместить 70—90 кг абрикосов, слив, персиков, малины, черной смородины, помидоров, пряной зелени и т. п., причем все они сохранят практически полностью исходные свойства. Конечно, 70—90 кг маловато для семьи из трех человек. Но все равно это уже намного больше, чем было вчера. К этому следует добавить продукцию, замороженную на промышленных холодильниках, овощи и фрукты, поступающие из тепличных хозяйств, а также традиционно консервируемые продукты (например, квашеную капусту). Так что в целом, в сочетании с другими элемен- 8
там и, новое поколение домашних холодильников постепенно приблизит нас к сбалансированному питанию. СТОИТ ЛИ ОВЧИНКА ВЫДЕЛКИ! Холодильники, о которых идет речь, потребовали и нового холодильного вещества, и более совершенного исполнения. Они занимают столько же места, что и предшественники, только стали существенно выше, до двух метров высотой. Понятно, что и материалов требуется больше, да и материалы нужны иного качества. А вот в чем холодильник почти не изменился — так это в расходе энергии на единицу объема (при том, что температура в морозильнике стала гораздо ниже). Но в общем, понятное дело, и при покупке, и в эксплуатации новый холодильник будет дороже прежнего. Так стоит ли овчинка выделки? Совершенно уверен, что стоит. Более того, дорогой холодильник принесет выгоду своему владельцу. Не сразу, конечно, а со временем. Начнем с качества продуктов (хотя это, пожалуй, труднее всего перевести в денежное выражение). Низкая температура позволяет сохранить все ценные компоненты природного продукта, и нет иного способа достичь того же результата. Но это не все. Из собственного опыта читатель, вероятно, знает, что пакеты с продуктами, полежав с неделю в морозильной камере, покрываются изнутри инеем. Вода, испаряясь необратимо из продукта, снижает его массу и качество. В холодильнике с двумя звездочками за месяц теряется 3—5% массы. В холодильнике, помеченном тремя звездочками, такие потери практически исключены. Можете прикинуть, сколько вы сбережете при долгом хранении. Далее, выгоды можно ждать и от приобретения растительных продуктов в сезон: и государственные, и рыночные цены в это время существенно ниже. Затем, сократятся потери от порчи продуктов. Когда морозильная камера невелика, многие продукты приходится держать в отделении с плюсовой температурой, где они спустя непродолжительное время могут испортиться (что иногда и случается). Новые морозильные камеры дают принципиально новую возможность: хранить любой продукт по своему усмотрению до одного года. Как следствие, короче станет срок хранения вне морозильника, и это уменьшит неизбежные на сегодня потери скоропортящихся продуктов. Расчеты показывают, что это далеко не пренебрежимый вклад в сбережение продовольственных ресурсов. Наконец, большой холодильник сэкономит нам время, которое приходится тратить на посещение магазинов и рынков. Между прочим, стоимость этой процедуры тоже можно подсчитать — и по непроизводительным затратам личного (только ли личного?) времени, и по изношенным подметкам, и по топливу, которое сжег автобус или автомобиль, развозя нас по магазинам... ДОМАШНИЙ ХОЛОДИЛЬНИК— ПОДМОГА ПРОМЫШЛЕННОМУ Предвижу резонный вопрос: допустим, через несколько лет у многих из нас будет этакий «суперхолодильник» и все станут делать запасы овощей и фруктов на зиму и весну. Хватит ли на всех? Обратимся к статистике. Изданный в 1981 г. справочник «СССР в цифрах» оценивает общее годовое потребление овощей и фруктов в 127 кг на человека, то есть 330 г в сутки. Статистика есть статистика — данные средние; на долю южан приходится гораздо больше свежих плодов. Сложность сохранения урожая и его доставки потребителю сдерживает развитие тех отраслей сельского хозяйства, которые вырабатывают нежную продукцию. К тому же сезон сбора большинства овощей и фруктов очень узок, а потери пока слишком высоки, особенно в те годы, когда урожай выше среднего. И тут существенную помощь может оказать домашний холодильник большой емкости: он примет на себя нагрузку в сезон. Миллионы таких холодильников позволят свежим овощам и фруктам значительно быстрее пройти путь по холодильной цепи и освободят хранилища для новых и новых поступлений. Иными словами, закладывая в свой морозильник растительное сырье, вы приносите пользу не только себе... Продовольственная программа будет реализоваться начиная с нынешнего, 1982 года. Ее цель — полное обеспечение всех продуктами питания в соответствии с научно обоснованными нормами. И не случайно, что именно в этоже вре-. мя начнется насыщение холодильной техникой всех звеньев продовольственного конвейера: сельскохозяйственного, промышленного, транспортного, торгового и домашнего. Будьте внимательны к текущей информации. Сообщения о «Минске-22» уже появились, будут и другие сообщения. А потом и образцы в витринах. Смотрите, приценивайтесь, размышляйте, вспоминайте о достоинствах трех звездочек и вместительных морозильных отделениях. И — приятного вам аппетита в тот мартовский вечер, когда вы разложите по тарелкам благоухающую размороженную свежую клубнику. 9
Три дороги к знаку качества Качество любых плодов земли волнует всех. Прежде всего потому, что его изъяны обходятся очень недешево. Если пшеница неполноценна по составу, то, чтобы получить нужную дозу веществ, вместо одного куска хлеба нужно съесть два-три. А ведь этот дополнительный хлеб надо вырастить. На фермах и птичниках несбалансированность кормов тоже приходится возмещать увеличением доз. Если бы количество и качество белка в кормовом зерне довести до норм, установленных правилами зоотехники, то только на Украине колхозы и совхозы экономили бы ежегодно около 30 млн. тонн кормовых единиц. Среди культурных растений очень мало таких, которые вполне удовлетворяли бы нас комплексом содержащихся в них веществ. Проверяя на общее содержание белка мировую коллекцию пшениц, собранную во Всесоюзном НИИ растениеводства, специалисты выбрали 392 лучших образца. А лизином из них оказались богаты всего 15. В зерне кукурузы, ячменя, риса, гороха проявляется такая нежелательная закономерность: чем выше общее содержание белка, тем меньше триптофана и метионина, и наоборот. При проверке картофеля на содержание крахмала в том же ВИРе из 4500 образцов было выделено не более сотни истинных крахмалоносов. Подобное не редкость. Белок в сое, масло в подсолнечнике, сахар в сахарной свекле, то есть именно то, ради чего земледелец выращивает подобные растения, далеко не всегда находится в них в таком количестве и составе, как этого хотелось бы. Изменить положение нелегко: чтобы прибавить в корнях сахарной свеклы 5% сахара, селекционеры бились полтора века, а чтобы удлинить волокно хлопка на 5—7 сантиметров, было по- 10
трачено два столетия. Главная сложность в том, что в погоне за качеством легко потерять количество, поскольку все рекордисты по содержанию нужных веществ, как правило, отнюдь не богатыри по урожайности. А все потому, что когда-то, с самого начала, с того времени, как человек стал земледельцем, он сотворил себе кумира — Урожай и стал поклоняться только ему. Во имя его с полей выбрасывали все, что давало мало плодов. Во имя его селекционеры отбирали только те сорта, которые были продуктивнее предыдущих. Из качественных признаков учитывались и поощрялись в основном лишь те, что «лежали на поверхности», например красивый румянец и сладкий вкус у яблок. А на белковость, сахаристость, масличность внимания практически не обращали. Получился биологический парадокс: два свойства сельскохозяйственных культур — урожайность и качество — оказались чуть ли не антиподами. Воссоединить их теперь непросто, любая из дорог в этом направлении легкостью не отличается. ДОРОГА ПЕРВАЯ— СЕЛЕКЦИОННАЯ В 30-х годах японские исследователи под руководством X. Кихары выяснили: количество белка в зерне пшеницы —свойство наследуемое. Вскоре после этого ученые многих стран подтвердили то же самое в отношении разных других веществ в урожае разных других культур. Постепенно выявлялись гены, ответственные за состав зерна или плодов, за содержание в них белков, углеводов, жиров. Селекционеры брали такие гены на учет. И путь становился все более отчетливым: вместо погони за качеством вслепую, вместо простого подбора хороших родительских пар селекционеры накапливали набор сортов, каждый из которых мог служить донором определенного признака. Зерно американского сорта Атлас 66 богато лизином, метионином и триптофаном — аминокислотами, дефицитными для пшениц. За это его качество ответственны два рецессивных гена. Но урожайность сорта невысока, да и хлеб из его зерна выходит плохой, непышный. В 50-х годах В. Джонсон генетик из университета штата Небраска, скрестил Атлас 66 с высокоурожайным сортом Каманч. У Каманча гены, ответственные за состав аминокислот (в данном случае — за плохой), тоже рецессивны, и потому ценные «аминокислотные» гены Атласа 66 подавлены не были. Зато ген высокой урожайности Каманча, будучи доминантным, подавил рецессивный ген низкой урожайности партнера. В результате детище Джонсона содержало нужных аминокислот на 2—3% больше, чем Каманч, не уступая ему в урожайности. Еще одним донором аминокислотного состава американские селекционеры считают сорт Нэп хэл. Белком у него богат не только эндосперм зерна, как у большинства пшениц, но и оболочка, а поскольку в тканях, примыкающих к ней, концентрируется лизин, то к Нэп хэлу можно за этим признаком обращаться как к донору. Причем выяснилось, что синтез белка у Нэп хэла и Атласа 66 контролируют разные гены, и потому скрещивания этих двух сортов селекционеры считают весьма перспективными. Целенаправленно работать над улучшением состава зерна, плодов селекционеры начали не так уж давно, и потому законченных работ, практических результатов немного. У нас в Саратове, в НИИСХ Юго-Востока, скрестили две знаменитости — Саратовскую 29 и Атлас 66. Расчет по генетическим формулам предусматривал в потомстве повышение и общего содержания белка, и клейковины. В зерне гибридов первого поколения клейковины стало больше сразу на 4%. А общее содержание белка почти не изменилось. Тогда применили беккросс, или возвратное скрещивание: несколько раз через поколение Саратовская 29 вновь становилась отцом своих же правнуков — до тех пор, пока зерно не обогатилось белком. Селекционеры могут составлять и два «коктейля» одновременно: в одной группе скрещивать в разных комбинациях сорта высокоурожайные, в другой — доноры качества. И так, скажем, до пятого или даже до восьмого поколения, пока с каждой стороны не будет получена форма, достойная стать отцом (или матерью) будущего желанного потомка. Но и после этого к последующим поколениям может быть добавлен тот или иной исходный компонент (вспомним беккросс). Причем получаемое на всех стадиях еще и пропускают через строгое сито отбора. Сложность метода оправдана тем, что в современных сортах мы хотим видеть не одно и не два, а сразу много разных нужных свойств. Из иных методов генетики и селекции, нацеленных на повышение содержания полезных веществ, упомянем отдаленную гибридизацию. В частности, с дикорастущими сородичами, среди которых есть особо ценные доноры качества (например, уникальные закавказские пшеницы, накапливающие в зерне почти 37% белка). Правда, все злаки методу отдаленной гибридизации 11
поддаются очень неохотно, но помогает все тот же беккросс — это доказали специалисты ВИРа. Другие культурные растения признают отдаленную родню охотнее и от этого только выигрывают. Например, с участием дикорастущего хлопчатника, найденного еще экспедициями Н. И. Вавилова, получены в Узбекистане сорта, устойчивые к вилту и в то же время обладающие длинным волокном. Искусственный мутагенез — еще одна возможность получения высококачественных сортов. Метод радиационного мутагенеза дал, например, высокобелковую пшеницу Новосибирская 67; метод химического мутагенеза — новые молдавские сорта томатов, прославившихся высоким содержанием сухих веществ — до 4,В% (а от этого зависит прочность плодов, что важно для механизированной уборки). Есть уже у нас отечественные сорта высокосахаристой свеклы, высококрахмалистого картофеля, высококаротин- ной моркови. По свидетельству специалистов, их широкое внедрение может поднять выход белка, крахмала, масла, сахара с полей на 3%, а то и больше. Но селекционеры, разумеется, считают, что это только начало. Тем более, что пока на их пути немало и печальных сюрпризов: сегодня, как и в прошедшие годы, погоня за одним признаком качества грозит потерей другого. Так, из Безостой I недавно искусственным мутагенезом выделили два образца, которые на 40—50% богаче лизином, чем исходный сорт. Однако зерно их оказалось щуплым, сморщенным и по весу чуть ли не вдвое меньшим. Подсолнечник, порадовавший высоким содержанием жира, оказался чрезвычайно богат линоленовой и стеариновой кислотами, а ведь они ухудшают качество растительного масла... ДОРОГА ВТОРАЯ— ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ Для начала вспомним историю Безостой I. Появилась она в Краснодаре. Однако молва о ней быстро перешагнула границу края, и ныне этот сорт распространен от Югославии до Киргизии. А хорошо ли это? Если судить по росту урожаев, достигнутому благодаря этому сорту, то, несомненно, да. Но... В 1865 г. русский ученый Н. Лясков- ский установил нечто, по тогдашним понятиям, странное: при продвижении с северо-запада на юго-восток России пшеница как бы набирает белок. Через 40 лет немеций биолог И. Кениг провел те же наблюдения в более широком масштабе. И тоже удивился: каждый шаг вдоль линии, соединяющей влажную Францию с засушливым Саратовом, сопровождался не падением — ростом содержания белка в пшенице. Хотя условия жизни растений явно ухудшались. Пытаясь разобраться в этом, Н. И. Вавилов в 1932 г. заложил в СССР первую в мире сеть так называемых географических посевов. Десятки специалистов в сотнях разных мест сеяли одни и те же сорта разных культур. И вот рожь Вятка, уроженка российского северо-востока, дала такой выход белка: под Омском 17,5%, в Орловской области 13,9, под Ленинградом 12,1%. Южнороссийская пшеница Ар- наутка в Харьковской области содержала 24,3% белка, в Калининской — на 11 % меньше. Подтвердилась закономерность: злаковые растения накапливают больше белка либо там, где родились, либо в климате более континентальном, поскольку исторически пшеница как вид сформировалась именно в континентальных условиях. А раз так, то надо ли Безостую I расселять на запад от Краснодара? Центнеры-то она дает там исправно, но нам ведь нужен еще и белок. Сахарная свекла с самого возникновения приучена к влаге и довольно спокойно относится к прохладному климату, скажем, Нечерноземья. А возделывать ее когда-то начали в основном на Украине, и так оно ведется поныне. Хотя у специалистов есть точные данные: в Вологодской, Кировской, Ярославской областях и даже в Западной Сибири сахарная свекла дает с гектара по крайней мере на 100 ц больше корней, чем в традиционных районах возделывания. И главное, при этом накапливает больше сахара: 18— 20% вместо 14—16. Ячмень в Павлодарской области Казахстана дает урожаи скромные. А вот гречиха здесь удается. И, как опять-таки не без оснований считают специалисты, если площади, засеянные гречихой в Брянской, Калужской, Рязанской, Смоленской областях, занять ячменем (который там растет хорошо), а на равной территории в Казахстане и юго- западной Сибири возделывать гречиху подходящих современных сортов, то увеличатся не только урожаи, но и количество белка в зерне той и другой культуры. Схожая тактика могла бы повысить крахмалистость картофеля, масличность подсолнечника. ДОРОГА ТРЕТЬЯ- АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ Есть такое правило агротехники: ничего не сеять редко, ибо всякий недосев ведет к процветанию сорняков. Хотя давно известно: на качестве урожая размещение растений, безусловно, ска- 12
зывается. Пшеница хороша при 3—5 миллионах растений на гектаре: если посев реже, падает урожай, если гуще, то растения хуже развиваются и зерно полноценным не будет. Картофель и подсолнечник на просторе снижают продуктивность, но крахмала и жиров накапливают больше. Тот, кто не учитывает этого, теряет многое: например, в зерне злаков можно из-за загущения потерять шестую часть, а то и треть белка. Еще опаснее просчеты в питании растений. Опыты, проведенные под Саратовом, показали: подсолнечник способен только из-за несбалансированного питания потерять на гектаре до 4 ц семян и до 10% масла в них. В предреволюционное время на Украине брали с гектара яровой пшеницы 5—6 ц зерна, озимой 10—11 ц. Содержание белка в зерне тогда достигало 17—18%. Чтобы дать такой урожай, растениям было достаточно забрать с каждого гектара 35 кг азота. А в 1973 г. во многих областях Украины собрали пшеницы более 30 ц/га. И если бы все это зерно имело хотя бы 15% белка (чего, кстати, не случилось), то каждый гектар почвы должен был бы отдать на это 103 кг азота. Вносили же азотных удобрений в тот год в среднем по республике из расчета 40 кг/га... Немудрено, что за последнее пол- столетие (то есть за период бурного роста урожайности зерновых) содержание природного азота в почве многих районов Украины упало на 15— 20%. А ведь именно этот элемент питания в первую очередь определяет содержание в зерне белка, и в частности клейковины. На последних этапах, за 30— 40 дней до жатвы, когда белок активно накапливается, азотная подкормка особенно нужна. Там, где ее сумели провести, в зерне прибавляется 2—4% клейковины. Овощи, выращенные на осушенных торфяниках, внешне радуют глаз: кочаны капусты туги, ботва морковки бойко вздернута, листья свеклы глянцевиты и упруги. Но... Капуста с торфяников почти начисто лишена некоторых аминокислот. В моркови калия втрое — впятеро больше нормы, зато не хватает марганца, меди, других важных для нас микроэлементов. На V Международном конгрессе по луговодству был доложен такой факт: луговые травы, получившие подкормку аммиачной селитрой, бедны медью. И чем больше этого удобрения, тем меньше в корме меди, что небезразлично для животных. Обилие калийных удобрений, по данным французских специалистов, приводит к тому, что растения (а следовательно, и мы с вами) недополучают магния, кальция, натрия. Избыток фосфатов переводит в нерастворимое состояние содержащееся в почве железо. От этого у растений возникает хлороз, что особенно портит те из них, которые должны давать в качестве урожая зелень, ботву, листья. А защита растений? Трудно перечислить все случаи, когда от нее напрямую зависит качество урожая. Тот же белок в зерне пшеницы пропадает почти начисто, если посевы посетил клоп- черепашка. Словом, состав плодов, зерна, семян, корнеплодов — прямое производное агротехники; это верно даже для тех сортов, в которых нужное качество заложено изначально. Итак, три дороги: селекция, размещение с учетом климата, агротехника. Вместе они способны увеличить выход белка у пшеницы на 10 процентов. «Так мало?! — воскликнет скептик. — Стоило ли огрод городить?» Стоило! Ибо если на всех полях страны белка в зерне будет больше хотя бы на один процент, мы получим его дополнительно 600 тыс. тонн. Лишний процент сахара у свеклы даст 700 тыс. тонн рафинада, а один процент масла со всех плантаций под-* солнечника — 60 тыс. тонн растительного масла. И все это без единого дополнительного гектара земли. В. ШЕШНЕВ 13
последние известия Живые организмы содержат очень много воды. Поэтому все вещества в них — белки, жиры и хранительница наследственности, ДНК, не могут воду игнорировать. Более того, их поведение во многом определяется водой. Например, форма молекулы ДНК, да и само существование ее в виде двойной спирали, зависит от того, сколько воды в окружающей среде. Молекулы воды, выстраиваясь вдоль ДНК, образуют нечто вроде каркаса, поддерживающего ее в той или иной форме. При низкой влажности ДНК принимает форму, называемую формой А, а при высокой — форму В. Рельеф поверхности молекул в этих формах совершенно несходный. Следовательно, и взаимодействие с белками протекает по-разному. Форма ДНК зависит не только от окружающей среды, но и от того, как чередуются в молекуле пары нуклеоти- дов А-Т и Г-Ц. Оказывается, в ДНК есть довольно длинные куски, состоящие только из пар А-Т или только из пар Г-Ц. Такие участки перестраивают свою структуру по-разному, одни легче, другие — труднее, различие -^может определяться тем, что нуклеотиды по-разному связывают воду. Строение гидратного каркаса вблизи разных нуклеотидов, по-видимому, неодинаково. Так что, если бы удалось показать, что свойства водяной оболочки действительно сильно зависят от последовательности нуклеотидов, это помогло бы понять, как регулируется работа самой ДНК. В Институте физики в Тбилиси был предложен изящный способ узнавать, как много воды входит в гидратную оболочку ДНК, да и других биополимеров. Способ очень простой по замыслу, но требующий создания сложной и очень чувствительной аппаратуры для измерения микроколичеств тепла. Молекулы воды взаимодействуют с ДНК, поэтому физические свойства водяного «слоя» вокруг ДНК изменены. Например, «связанная» вода не превращается в лед. Зная, сколько воды в образце и измерив количество тепла, выделившегося при замораживании или поглощенного при оттаивании, легко рассчитать, сколько в образце «свободной», замерзающей воды, а сколько «связанной», незамерзающей. В группе доктора физико-математических наук Г. М. Мревлишвили изучили увлажненные синтетические полимеры, состоящие только из пар А-Т или только Г-Ц. Оказалось, что в первом случае на одну пару нуклеотидов приходится 28 молекул незамерзающей воды, а во втором — только 16 («Доклады АН СССР», 1981, т. 260, № 3). Хотя раньше косвенными методами уже удалось установить, что сродство к воде у пар неодинаково, но никто не ожидал, что различие столь велико. В природных ДНК содержание пар А-Т и Г-Ц бывает разным, и теперь можно рассчитывать среднюю «увлажненность» любой ДНК,, если известен ее состав. Эти результаты независимо подтвердила недавно группа американского кристаллографа Р. Дикерсона. Рентгеноструктурный анализ закристаллизованных фрагментов ДНК показал, что вокруг А-Т пар группируется больше молекул воды и расположены они в большем порядке, чем около Г-Ц пар. Проделанная работа свидетельствует, что вода может играть важную роль в регулировании работы ДНК. Вода и ДНК В Институте физики АН Грузинской ССР установлено, что водяная оболочка вокруг ДНК неоднородна: пары аде- нин-тнмнн окружены большим числом молекул воды, чем пары гуанин-цитозин. Возможно, вода не только помогает молекуле ДНК сохранять форму двойной спирали, но и непосредственно участвует в регулировании ее работы. 14 Кандидат химических неук Г. МАЛЕНКОВ
последние известия Более двадцати лет назад была предложена модель «интеркалирования» (прослаивания) для объяснения того, как некоторые вещества взаимодействуют с молекулой ДНК. Автор модели Л. Лерман (США) предположил, что гетероароматические красители, например производные акридина, связываясь с ДНК, сначала заставляют две соседние пары оснований раздвигаться, а затем встраиваются (интеркалируют) в освободившееся место. На первый взгляд это очень смелая гипотеза: трудно себе представить, что жесткая полимерная молекула ДНК может расходиться, словно гармошка. Однако постепенно накапливались факты в пользу именно этой модели. Многие вещества, оказывающие сильное биологическое действие,— мутагены, противоопухолевые антибиотики, цитокрасители — вели себя так, словно они действительно встраиваются между парами оснований ДНК. Например, после взаимодействия с ними увеличивалась видимая длина ДНК. Эти данные были неоднократно получены при исследовании препаратов под электронным микроскопом, их было естественнее всего объяснить тем, что постороннее вещество прослаивает молекулу ДНК. Но все это были косвенные доказательства. И вот недавно удалось получить прямые доказательства. Группа, руководимая Александром Ричем (Массачусетсский технологический институт), исследовала комплекс молекулы ДНК с противоопухолевым антибиотиком дауномицином («PNAS», т. 77, № 12, с. 7204). Был выращен кристалл, в котором на каждый шести- звенный отрезок ДНК приходилось по две молекулы дауномицина. Кристалл был подвергнут рентгенеструктурному анализу, результат его показан на этой картинке: Антибиотик раздвигает молекулу ДНК Рентгеноструктурныи анализ помог понять, как взаимодействуют вещества-интер- каляторы с двойной спиралью ДНК. Теперь ясно видно, что хромофор антибиотика раздвинул пары оснований в ДНК и расположился между ними. Значение работы очень велико. Впервые удалось прямо подтвердить представление об интеркаляции — встраивании постороннего компонента между парами оснований ДНК. Стало понятно, как это встраивание происходит. Дауномицин всегда предпочитает связываться с теми участками ДНК, где есть Г—Ц пары. Теперь ясно, почему это так: гидроксильная группа антибиотика образует две водородные связи с гуанином. Наконец, понимание механизма действия веществ-интеркаляторов позволит направленно создавать новые, более эффективные противоопухолевые антибиотики. Кандидат физико-математических наук А. КРЫЛОВ 15
\V-A Мы живем в океане нейтрино Кандидат физико-матема/ичео<их наук Г. С ВОРОНОВ нейтрино и буратино Нейтрино так и хочется назвать самой загадочной элементарной частицей. Открытие его напоминает детективную историю. В 1930 году при исследовании реакции радиоактивного распада, сопровождающейся испусканием электронов, обнаружилась недостача энергии. Закон сохранения энергии — краеугольный камень физики. Поэтому предложение Нильса Бора отказаться для объяснения результатов этого опыта от закона сохранения энергии энтузиазма не вызвало. И тогда Вольфганг Паули предположил, что есть похититель энергии в этих реакциях — очень маленькая частица, не имеющая электрического заряда. Паули подсчитал, что если масса такой нейтральной частицы меньше одной сотой массы ядра атома водорода — протона, то она будет настолько слабо взаимодействовать с веществом, что не оставит следа на фотографиях. Он предложил назвать частицу нейтроном. Однако в 1932 году Дж. Чадвик открыл истинный нейтрон — тяжелую нейтральную частицу с массой, примерно равной массе протона. Чтобы избежать путаницы, Энрико Ферми предложил в 1934 году маленькую нейтральную частицу называть нейтрино, используя уменьшительный итальянский, суффикс,, на манер Бура- \р* ,. '#*■ "Ч*» ,
тино, Чиполлино. По-русски нейтрино можно было бы называть нейтрончи- ком. Ферми создал теорию радиоактивного распада с участием нейтрино. Теория имела большой успех и полностью подтвердилась в экспериментах. Поэтому нейтрино получило всеобщее признание задолго до того, как его непосредственно зарегистрировали. С тех пор было обнаружено еще несколько ядерных реакций, в которых баланс энергии не сходится. По установившейся уже традиции, похитителя энергии принято называть нейтрино. Так появились представления омюонном v^ и тау-лептонном нейтрино vT, которые уносят энергию в реакциях с участием мю-мезонов и тяжелых частиц тау- лептонов. Старое же нейтрино, которое появляется в реакциях с участием электронов и с которого началась вся эта история, принято теперь называть электронным нейтрино ve. Для каждой из частиц (vei vn и vt)» как и Для любой другой элементарной частицы, существует античастица — антинейтрино. Таким образом, мы имеем дело уже с шестью нейтрино. На сегодняшний день неясно, разные это частицы или же различные состояния одной и той же частицы. НЕУЛОВИМЫЙ НЕВИДИМКА Несмотря на успех теории Ферми, необходимость сваливать неурядицы в балансе энергии ядерных реакций на невидимого похитителя, не оставляющего следов, все-таки продолжала смущать и раздражать физиков. Поэтому были предприняты прямо-таки героические попытки заставить нейтрино хоть как-то обнаружить себя и тем самым засвидетельствовать, что оно-таки действительно существует. Однако поймать нейтрино оказалось непросто. Успешный опыт по прямой регистрации частицы удалось провести только в 1953 году. К этому времени ядерные реакции уже перестали быть диковинкой. Появились ядерные реакторы и на их основе атомные электростанции мощностью в сотни тысяч киловатт. И вот оказалось, что нейтрино похищает из ядерного реактора мощность в десятки тысяч киловатт! Вот тут-то его и поймали. Сделать это удалось Ф. Рейне- су и К. Коуэну (США). Для успеха им потребовался гигантский по тем временам детектор. Он состоял из бака с жидким сцинтиллятором объемом целый кубометр и множества фотоумножителей, регистрирующих вспышки в сцинтилляторе, которые возникают в нем при ядерных реакциях. Установка была тщательно заэкранирована, чтобы избавиться от всех других частиц, кроме нейтрино. Нейтрино взаимодействует с веществом настолько слабо, что для него эти экраны почти совершенно прозрачны. Да что там экраны — нейтрино свободно проходит через земной шар и даже Солнце, почти не вступая ни в какие реакции, несмотря на огромную массу вещества на его пути. Вот на это «почти» и надеялись экспериментаторы. Ядерный реактор — очень мощный источник нейтрино. При распаде урана образуются нейтроны. Нейтрон в свою очередь распадается на протон, электрон и антинейтрино. Протоны и электроны остаются в реакторе, а антинейтрино устремляются прочь. Поток антинейтрино был огромен — через каждый квадратный сантиметр в секунду проносились десятки тысяч миллиардов антинейтрино. И почти все эти частицы, проникнув сквозь детектор, экспериментаторов, Землю, уносились в просторы Вселенной, не вступая ни в какие реакции. Но все же раз в несколько минут одна из частичек налетала на протон в сцинтилляторе. При этом в результате ряда последовательных реакций возникали характерные вспышки гамма-квантов. По ним и можно было судить, что происходила именно реакция антинейтрино с протоном. Подсчет числа антинейтрино, остановившихся в детекторе, по сравнению с полным потоком антинейтрино от реактора, подтвердил предсказания теоретиков о потрясающей прозрачности вещества для этих частиц. Даже пройдя через слой свинца толщиной в 100 световых лет, поток нейтрино ослабится всего лишь в два раза. Это свойство частицы открывает новые перспективы перед только еще рождающейся наукой — нейтринной астрономией. Ведь звезды, и в том числе наше Солнце, светятся потому, что в глубине их идут термоядерные реакции. В них рождаются и нейтрино. Нейтрино свободно высвобождаются из недр звезды. И если удастся создать хороший при- 18
бор для регистрации этих частиц, то можно будет заглянуть в недра Солнца и других звезд, что значительно расширит наши знания о небесных телах, поскольку до сих пор мы могли судить в основном лишь о том, какова их поверхность. ТАК ЧТО ЖЕ ТАКОЕ НЕЙТРИНО! Из-за огромных трудностей регистрации нейтрино изучение его свойств продвигается крайне медленно. Прошло уже почти п ятьдесят лет после открыти я этой частицы, а мы до сих пор не знаем многих ее существенных характеристик. Самый важный для понимания природы этой частицы вопрос — величина его массы. Равна ли она нулю, как, например, у частиц света фотонов, или же выражается вполне определенной, отличной от нуля величиной, как у электронов, протонов и нейтронов, из которых в основном состоит то, что мы привыкли называть веществом? Ответ на этот кардинальный вопрос был недавно получен в экспериментах, выполненных в Институте теоретической и экспериментальной физики в Москве*. Опыт состоял в очень тщательном исследовании энергии электронов, которые рождаются вместе с антинейтрино при распаде тяжелого изотопа водорода — трития. При распаде одного ядра выделяется 18 тысяч электронвольт энергии. Она делится между вылетающими электронами и нейтрино. Так что, измерив энергию электронов и зная суммарную энергию, можно узнать энергию нейтрино. Если нейтрино имеет массу, то, согласно соотношению Эйнштейна, на его рождение потребуется определенная энергия. Соответственно изменится энергия электронов. Так как масса нейтрино если и существует, то очень мала, эти измерения необходимо производить с большой точностью. Опыт чрезвычайно труден, так как небольшие изменения в энергии электронов могут быть объяснены также и множеством других причин. Особенно непросто устранить искажения, вызываемые рассеянием электронов на других атомах в источнике, содержащем радиоактивный тритий. Ведь пока электрон, родившийся при распаде тритиевого ядра в глубине источника, выберется наружу, он может столкнуться с каким-нибудь атомом и вылетит уже с другой энергией. Чтобы этого не случилось, источник должен иметь ничтожно малую толщину. Но в то же время в нем должно быть достаточно много атомов трития, чтобы и электронов образовалось достаточно: ведь период полураспада * Коротко об этих работах уже было рассказано в «Химии и жизни» A980, № 8). трития около 12 лет, и за время опыта распадается лишь очень малая часть атомов. Эту проблему удалось решить очень изящным путем, синтезировав органическую молекулу — аминокислоту ва- лин, в состав которой вместо водорода ввели тритий. Это было сделано в Институте молекулярной генетики АН СССР. Образец весил всего лишь две миллионных доли грамма, но содержал 1016 атомов трития. Толщина его составляла всего лишь несколько диаметров атома. Большая часть атомов трития располагается на поверхности молекулы. Поэтому электроны, вылетающие при распаде ядер трития, беспрепятственно долетают до приемника, сохранив свою энергию. Но и после этого успех пришел не сразу. Оказалось, что даже с помощью уникального прибора, построенного специально для этого эксперимента, надежно зарегистрировать искомое изменение энергии электронов не удается . Это подтверждало ту мысль, что если у нейтрино и есть масса, то она необычайно мала. К счастью, выявился иной путь. Было решено проанализировать вид кривой, изображающей на графике зависимость количества электронов от их энергии. Законы распада ядер трития таковы, что, чем больше энергия вылетающих электронов, тем меньше их число. Если масса нейтрино в точности равна нулю, то на графике эта зависимость изобразится прямой линией. А если имеется хотя бы небольшая, но не равная нулю масса, линия на графике отклонится от прямой. Так оно и оказалось. Заметить этот эффект было значительно легче, чем прямо измерить изменение в энергии электронов. В результате этих измерений было обнаружено, что из-за наличия у нейтрино массы на рождение этой частицы тратится энергия (Е=тс2) в пре- 19
делах от 10 до 46 электронвольт. Масса электрона соответствует 500 000 электронвольт энергии. Следовательно, масса нейтрино в 20 000 раз меньше, чем у электрона,— это самая маленькая масса элементарной частицы, известная до сих пор. Проделанный опыт уникален по точности измерений. Аналогичная установка имеется сейчас только в ЦЕРНе в Швейцарии, но точность ее в полтора раза меньше. Поэтому ученые из ЦЕРНа смогли только подтвердить результаты советских ученых, но не уточнили их. Несомненно, массу нейтрино предстоит измерять еще и еще, и в недалеком будущем мы будем знать ее намного точнее. Кроме того, пока что измерена только масса электронного антинейтрино ve, а какова она у других частиц — v^ и vT, неизвестно. А ЭТО ОЗНАЧАЕТ... С того момента, как было открыто, что у «нейтрончика» есть масса, прошло уже больше года. Постепенно начали вырисовываться многочисленные следствия из этого открытия. Во-первых, были очень обрадованы Ъ&Мля В последние годы наметился некоторый успех, уже удалось создать теорию, объединяющую электромагнитные и слабые взаимодействия. Делаются попытки объединить их еще и с сильным взаимодействием. В одном из вариантов этой теории предсказывалось, что у нейтрино должна быть масса, не равная нулю. Подтверждение этого предсказания — огромный успех для теории. Но теория предсказывает еще, что протон, считавшийся до сих пор совершенно стабильным, должен распадаться. Правда, период его распада очень велик, он приближается к 1030 лет, и, может быть, поэтому распада протона до сих пор никто не наблюдал. Еще больше пришлось по душе массивное нейтрино астрофизикам. Их давно уже мучила загадка избыточной массы галактик. Дело в том, что из анализа движения звезд и облаков водорода на краю многих галактик, и нашей в том числе, следует, что поле тяготения в той или иной галактике соответствует гораздо большей массе, чем можно получить, подсчитав массу всех звезд, в нее входящих. Теперь эта загадка прояснилась. Раз у нейтрино есть масса, то оно может двигаться с пюбой скоростью, а не только со скоростью света. Значит, медленные нейтрино могут захватываться полем тяготения галактики и накапливаться 'Affi- / -ЧлГсоМЧ*- СЪс/С/ рация OeTOfiSci Неигрцно ог Со^НЦ<^ физики, пытающиеся создать грандиозную Единую теорию, которая должна, наконец, объединить существующие сейчас по отдельности теории гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого взаимодействий. Хотя каждое из этих четырех взаимодействий хорошо объясняет свой круг наблюдающихся в природе явлений, разделение единой природы на четыре изолированные стихии представляется несколько искусственным, и с этой точки зрения создание единой теории было бы огромным шагом вперед. Задача эта поистине грандиозна по трудности и масштабам. Достаточно сказать, что ей посвятил 25 лет своей жизни Альберт Эйнштейн. в ней. За время существования галактики в ней может накопиться до 100 миллионов нейтрино в кубическом сантиметре. И в таком случае основная масса материи в галактике находится не в виде звезд и газа, как думали до сих пор, а в виде нейтрино. Поле тяготения этой массы как раз достаточно, чтобы объяснить наблюдаемое движение звезд. НЕЙТРИНО И ЛЕДНИКОВЫЙ ПЕРИОД Получили свой повод для размышлений и представители совсем юной науки — нейтринной астрономии. Пытаться заглянуть с помощью нейтрино в недра звезд они начали, естественно, с ближайшей 20
звезды — Солнца*. С этой целью был построен грандиозный прибор для регистрации нейтрино, возникающих в ходе термоядерных реакций в солнечных недрах. В этом приборе в качестве детектора используется сразу 400 тонн тетрахлорэтилена (жидкости, применяемой в химчистке). При столкновении нейтрино с ядром атома хлора образуется радиоактивное ядро 37Аг, которое можно выделить и зарегистрировать. Результаты опыта озадачили: оказалось, что поток нейтрино от Солнца значительно меньше, чем он должен быть согласно расчетам интенсивности термоядерных реакций. Возникло даже сомнение в том, что источником солнечной энергии служат именно термоядерные реакции. А может быть, интенсивность термоядерных реакций светила меняется — то усиливается, то ослабевает? И мы живем в неудачное время, когда интенсивность этих реакций в недрах звезды снизилась и Земле грозит очередной ледниковый период? Каких только гипотез не породили результаты этих измерений!.. Спасти от пессимизма помогли описанные выше измерения массы нейтрино. Среди множества следствий из этого открытия есть и такое: если масса нейтрино не равна нулю, то три сорта нейтрино — электронное, мезонное и леп- тонное — могут переходить друг в друга. Тогда из всех испущенных Солнцем нейтрино только треть долетит до Земли в виде ve, и только они будут зарегистрированы хлорным детектором. Так что на самом деле недостатка в солнечных нейтрино нет. А это значит, что термоядерные реакции на Солнце идут с нормальной скоростью и ледниковый период Земле хотя бы по этой причине не угрожает. МЫ — ОБИТАТЕЛИ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ! Сила гравитационного взаимодействия не зря называется силой всемирного тяготения. Она и в самом деле действует между всеми телами во Вселенной. Не исключение тут и нейтрино. Оно так же, как и другие частицы, испытывает притяжение к другим телам и в свою очередь притягивает их. По теории относительности, эта сила всеобщего притяжения между телами связана с искривлением пространства — времени. Когда большая масса сосредоточена в малом объеме или просто очень велика, то искривление может стать столь значительным, что пространство замкнется. Из такого замкнутого пространства ни одна частица, даже движущаяся со световой скоростью, ни один * Об охоте за солнечными нейтрино было рассказано в статье С. А. Северного «Поймать нейтрино»— см. «Химию и жизнь», 1973, № 6. луч света не может вырваться. Для внешнего наблюдателя этот участок пространства представляется совершенно черным. Такие объекты и получили название «черных дыр». Черная дыра может образоваться вследствие сжатия массивной звезды на конечном этапе ее эволюции, когда исчерпаны все запасы водорода, служащие топливом в термоядерных реакциях. Реальность существования черных дыр уже не вызывает сомнений. Более того, одна из них уже обнаружена в созвездии Лебедя*. Но еще более волнующий вопрос — не живем ли мы сами внутри черной дыры? — до сих пор остается открытым. Основания для размышлений тут есть. Дело в том, что если суммарная масса всех тел в нашей Вселенной достаточно велика, то пространство, в котором мы находимся, может оказаться замкнутым, то есть, с точки зрения внешнего наблюдателя, быть, так сказать, черной дырой. Так это или не так, зависит от средней плотности материи. Если общая масса звезд, галактик, пыли, газа — всего, что только имеется в нашей Вселенной, такова, что в среднем на один кубический метр приходится больше 5 • Ю-24 грамма вещества, то мир замкнут, а если плотность меньше, то нет. Критическая плотность соответствует примерно 3 атомам водорода на кубометр пространства. Подсчет количества и массы галактик, пыли, газа и прочей материи давал среднюю плотность, в несколько раз меньшую, чем 5 • 10~24 г/м3. Но и точность такого подсчета тоже может колебаться в несколько раз. Так что проблему никак нельзя было считать решенной. Обнаруженная у нейтрино ненулевая масса коренным образом меняет ситуацию. По нашим представлениям о строе- * См. «Химию и жизнь», 1975, № 2. 21
нии Вселенной, нейтрино — самая распространенная в ней частица. В среднем на кубический метр приходится .около 500 миллионов нейтрино. Поэтому нейтрино даже с его очень небольшой массой делает решающий вклад в общую плотность материи и однозначно склоняет чашу весов в пользу замкнутой Вселенной. Л это означает, что мы живем внутри замкнутого пространства, из которого ничто, никакое материальное. тело, ни даже луч света не может вырваться. С точки зрения внешнего наблюдателя, наша замкнутая Вселенная выглядит именно черной дырой. Правда! остается неясным: есть ли в природе другие вселенные и эти самые внешние наблюдатели? НЕЙТРИНО И БУДУЩЕЕ ВСЕЛЕННОЙ Придется менять, по-видимому, и наши представления об эволюции Вселенной. Как известно, мы живем в расширяющемся мире. Расстояния между всеми телами во Вселенной с каждой секундой увеличиваются. И чем больше это расстояние, тем быстрее оно растет. На наших земных расстояниях этот эффект совершенно незаметен, а дальние галактики разлетаются от нас во. все стороны со скоростью десятков и сотен километров в секунду. Для галактик, находящихся на самом краю области, которую можно видеть в наши телескопы, скорость удаления приближается к скорости света. Причина этого расширения — грандиозный взрыв, произошедший при образовании нашей Вселенной пятнадцать или семнадцать миллиардов лет тому назад. За последние годы астрофизикам удалось обнаружить множество следов этого взрыва, сохранившихся до сих пор. Что же касается будущего Вселенной — то здесь многое неясно. Ход дальнейших событий зависит опять-таки от средней плотности материи. Разлет галактик тормозится силами тяготения. И если плотность материи достаточно велика, то разлет галактик со временем прекратится, а затем начнется сжатие. Расстояния между всеми телами начнут сокращаться, и настанет в конце концов такой момент, когда вся Вселенная соберется в точку или, может быть, в небольшой шар с немыслимой плотностью. Если же плотность материи окажется недостаточной, чтобы остановить разлет галактик, он так и будет продолжаться до бесконечности. Критическая величина плотности материи, разделяющая эти две модели эволюции Вселенной, все те же 5Х XI О-24 г/м3. Как уже говорилось, поправка на массу нейтрино дает значение средней плотности, превышающее эту величину. Это означает, что справедлива модель пульсирующей Вселенной. Одно утешительно: до прекращения расширения и начала сжатия остаются еще десятки миллиардов лет... гч 1" L г W Ч ixi ~ь1 * YT 1 4*41 i ТТ1 X^^LJ Информация НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ ИЮНЬ Симпозиум «Стандартизация условий изучения комплексо- образования в растворах». Красноярск. Сибирский технологический институт F60049 Красноярск, просп. Мира, 82). ОКТЯБРЬ Конференции в по ядерно-физическим исследованием, посвященная 50-петию осуществления в СССР реакции расщепления атомного ядра. Харьков. Харьковский физико-технический институт АН УССР C10108 Харьков, Академическая ул., 1). VIII совещание по ускорителям заряженных частиц. Пос. Протвино Моск. обл. Научный совет АН СССР по проблемам ускорения заряженных частиц A17333 Москва, ул. Вавилова, 44, корп. 2). VII Всесоюзная конференция по теппофизическим свойствам веществ. Ташкент. Отдел теплофизики АН УзССР G00100 Ташкент, Краснодонский пр., 10). Совещание по молекулярной люминесценции и ее применениям. Харьков. Научный совет АН СССР по проблеме «Люминесценция и развитие ее применений в народном хозяйстве» A17924 Москва ГСП, Ленинский просп., 53). Конференция «Ионселектив- ные электроды и ионный транспорт». Ленинград. Институт химии силикатов АН СССР A99164 Ленинград, наб. Макарова^). Конференция «Использование современных физико-химических методов в исснедовании процессов и продуктов химически х и угле химических производств». Иркутск. Иркутский университет F64003 Иркутск, ул. К. Маркса, 1). Совещание «Механохимив неорганических веществ». Новосибирск. Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО АН СССР F30091 Новосибирск, ул. Державина, 18). Конференция по проблемам получения, оценки и использования данных о свойствах веществ и материалов. Москва. ВНИИ метрологической службы A17965 Москва, Ездаков пер., 1). yi 11 конференция по химии фосфорорганических соединений. Ленинград. Институт эволюционной физиологии и биохимии АН СССР A94223 Ленинград, просп. Мориса Тореза, 44). VII совещание по химии нитро- соединений. Москва. Институт органической химии АН СССР A17913 Москва ГС ПИ, Ленинградский просп., 47). II конференция по химии и физике целлюлозы. Ташкент. НИИ химии и технологии целлюлозы G00170 Ташкент ГСП, просп. Горького, 1-а). XII Черняевское совещание по химии, анализу и технологии платиновых металлов. Москва. Институт общей и неорганической химии АН СССР A17071 Москва, Ленинский просп., 31). Конференцив по экстракции. Рига. Институт неорганической химии АН ЛатвССР B26934 Рига ГСП, ул. Мейстару, 10). Продолжение на стр. 70 22
'Ьт Электростанция в Рязани НАЧАТА ПОДГОТОВКА К СТРОИТЕЛЬСТВУ ПЕРВОГО В МИРЕ ПРОМЫШЛЕННОГО МГД-ЭНЕРГОБЛОКА МОЩНОСТЬЮ 500 МЕГАВАТТ ДВАДЦАТЬ ЛЕТ СПУСТЯ Зимним вечером 1962 года в одном из домов на Красноказарменной улице в Москве светилась огнями небольшая новогодняя елка. Солидные люди, окружавшие ее, радовались* как дети. Причиной ликования был вовсе не наступающий Новый год, а источник, питавший энергией елочную гирлянду. Неказистая с виду, шумевшая, как примус на коммунальной кухне, установка вызывала восторженные улыбки сотрудников Лаборатории высоких температур АН СССР. Дала ток первая в стране магнитогид- родинамическая энергоустановка! Прошло двадцать лет. Лаборатория превратилась в Институт высоких температур АН СССР (ИВТАН). Крошечный источник, энергии которого едва хватало на елочную гирлянду, стал прототипом значительно более мощных магнитогид- родинамических установок У-02 и У-25. Напомним вкратце принцип их действия. Продукты сгорания топлива (с ионизирующей приставкой) с большой скоростью проходят через канал, пронизанные мощным магнитным полем. Возникающий в плазме постоянный ток снимают с помощью электродов, которые вмонтированы в боковые стенки. Его преобразуют в переменный и подают во внешнюю цепь. На установках Института высоких температур, возглавляемого академиком А. Е. Шейндлиным, были проведены исследования магнитогидродинамического преобразования энергии, возможности его использования в большой энергетике. В этих исследованиях, в решении многочисленных встававших по ходу работы научно-технических проблем принимал участие крупный коллектив ученых института. Теперь в большой работе, начатой двадцать лет назад, наступает новый этап. Начата подготовка к строительству в Рязани первой в мире магнитогидро- динамической электростанции, включенной в перечень важнейших производственных строек XI пятилетки. У нее уже есть название — МГДЭС-500, где цифры означают мощность в мегаваттах. Завершена работа над техническим проектом. Размещены заказы на оборудование. Выбрана площадка, на которой уже идут подготовительные работы. Строительство МГД-электростанции должно завершиться в 1988 году. Создание рязанской электростанции, которая будет, как и обычная ТЭС, работать на природном газе, ее предстоящая эксплуатация — широкомасштабный промышленный эксперимент, в котором помимо ИВТАНа примут участие институты и предприятия Министерства энергетики и электрификации СССР, Министерства химического машиностроения и многих других ведомств. Этот эксперимент должен подтвердить ожидаемые показатели промышленного энергоблока, все те выгоды магнитогидродинамического преобразования энергии, которые были продемонстрированы сначала на лабораторных установках, а потом и на опытно-промышленной установке У-25, испытанной в семидесятые годы. ЭКОНОМИЧНОСТЬ Известная иллюстрация на тему расточительности современной теплоэнергетики: на территорию тепловой электростанции подается железнодорожный состав с углем; тридцать вагонов топлива из пятидесяти сжигают прямо на улице. Так в самом деле и происходит, ибо к. п. д. лучших современных тепловых электростанций не превышает 40—42%, значит, 60% тепла выбрасывается в воздух. Между прочим, ежегодно в их топках сжигают у нас около 460 млн. т условного топлива, так что увеличение к. п. д. даже на доли процента дает гигантскую экономию. По-видимому, в многоступенчатом преобразовании энергии (химическая — тепловая — механическая — электрическая) уже достигнут предел эффективности. Для прямого, без механических 23
посредников, превращения тепловой энергии в электрическую этот рубеж значительно выше: теоретический к. п. д. МГД-преобразования превышает 60%, а реальный к. п. д. промышленной маг- нитогидродинамической электростанции, по расчетам, будет не ниже 50%. А может быть, и выше. Дело в том, что температура плазмы на выходе из канала достигает 2400 К и продуктами сгорания можно греть котлы обычной тепловой электростанции, по сути дела, не расходуя дополнительно ни грамма топлива. Поэтому в Рязани МГД-генератор мощностью 250 МВт будет дополнен стандартной паровой турбиной на 300 МВт. Один из главных показателей производства электроэнергии, впрочем, как и любого другого производства, — себестоимость продукции. На тепловых электростанциях львиная доля себестоимости электроэнергии приходится на топливо — на него падает 65% всех затрат. Чтобы уменьшить удельный расход топлива, энергетики совершенствуют технологические процессы, создают новое оборудование, стремятся полнее использовать тепло. За последнюю пятилетку этот важнейший показатель снижен с 340 до 320 г/кВт-ч. В среднем на каждом киловатт-часе электроэнергии, вырабатываемой тепловыми электростанциями, удалось сэкономить 20 граммов топлива. Это большой успех. Но МГД-электростанция позволяет развить его еще дальше. Главный конструктор МГД-энергоблока С. В. Беспалов утверждает, что на каждом отпускаемом киловатт-часе электроэнергии она будет экономить еще свыше 60 граммов условного топлива. Удельный расход составит 260 г/кВт-ч. Ожидается, что электроэнергия, вырабатываемая МГДЭС-500, будет на 10—12% дешевле электричест- Устройство МГД-энергоблока. В камеру сгорания C) подается топливо (природный газ), окислитель (обогащенный кислородом воздух) и ионизирующаяся присадка (К2С03). Прк сжиганнн топлква в предварительно нагретом (до 1500 К) окислителе достигается температура 3000 К, образуется плазма. Продукты сгорания проходят через сопло D) и с большой скоростью текут через канал E) МГД-генератора, который находится в мощном электромагнитном поле. В потоке плазмы генерируется постоянный ток, снимаемый электродами G). Полупроводниковый инвертор (8) преобразует постоянный ток в переменный. После канала поток плазмы тормозится в диффузоре (9), отработавшие газы отдают тепло ва лучших современных тепловых станций. И только по одному показателю МГД-энергоблок уступает паротурбинному — по удельным капиталовложениям. Но этот показатель очень важен — строительство МГД-электростанций обойдется недешево. Во-первых, потому, что оборудование для них еще не выпускается серийно (в нем не было надобности), а все уникальное, как известно, стоит дорого. Впрочем, это преходящий фактор: если МГД-электростанции начнут строиться, производство их составных частей и агрегатов будет освоено промышленностью, и тогда оборудование, естественно, подешевеет. Но все равно оно будет дороже оборудования современных тепловых станций. Тридцатиметровой длины канал МГДЭС-500, который должен выдерживать температуру до 2500 К, сверхпроводящая магнитная система со сложными криогенными устройствами, полупроводниковые инверторы для преобразования постоянного тока в переменный — все это требует новых дорогостоящих материалов, новых дорогостоящих технологий. Такова вторая, главная причина высокой удельной капиталоемкости МГД-энергоблока. Однако повышенные капитальные затраты обязательно должны с лихвой окупиться — и низким расходом топлива, и низкими эксплуатационными издержками. МАНЕВРЕННОСТЬ Многие энергетические проблемы порождены закоренелой нашей привычкой спать в одно и то же время — по ночам. Прекращают работу многие заводы и фабрики, гаснет свет в окнах, останавли- в парогенераторе A0), а полученный пар направляется в паровую турбину. Из охлажденного газа извлекается присадка, через трубу электростанции уходит очищенный газ. 1 — компрессор, 2 — подогреватель, 6 — магнитная система, 11 — установка для регенерации присадки 24
i J F / AV • V - """*" ' > ' ->:* • hr \, -I 1 1 1 1 1 *- 0 4 fi 12 16 20 24 время сутон.часы Суточная нагрузка Объединенной энергосистемы Центра. Высокоманевренные МГД-электростанции смогут, по-видимому, взять на себя пиковые нагрузки ваются троллейбусы, трамваи и электрички. Современные тепловые электростанции рассчитаны на равномерную нагрузку: пики и спады в потреблении энергии очень плохо отражаются на их работе. Поэтому приходится маневрировать, останавливая по ночам часть энергоблоков либо переводя их в режимы неполной мощности. Все это крайне невыгодно. Убытки от ночных простоев блоков тепловых электростанций огромны: каждые 100 часов вынужденного простоя приводят к потере до 18—20 млрд. кВт-ч. Столько вырабатывает ежегодно крупнейшая в мире Костромская ГРЭС. Чтобы избежать таких потерь, электрические реки из центральных районов страны, где сосредоточено большинство тепловых электростанций, направляют на восток — там уже начинается утро. Однако и это не выход. Передача электроэнергии по проводам — дело весьма дорогое: на нее приходится около трети себестоимости энергии. Чтобы уменьшить расходы, строят линии электропередач все более высокого напряжения — в скором времени до 1500 кВ. Растет металлоемкость ЛЭП, отчуждаются огромные площади сельскохозяйственных и лесных угодий. В магистральных и распределительных сетях теряется почти 9% отпускаемой электроэнергии. И чем длиннее линия электропередачи, тем больше потери — счет идет на многие миллиарды киловатт-часов. Как выйти из заколдованного круга? Как разгружать энергосистемы в ночные часы и где брать энергию в часы пик? Это вопросы вопросов современной энергетики. Гидроэлектростанции обладают высокой маневренностью, однако их немного и вряд ли их удельный вес в выработке электроэнергии может существенно возрасти. Атомные станции еще менее мобильны, чем тепловые. Сейчас многие энергетики склоняются к строительству гидроаккумулирующих систем, которые по ночам перекачивают воду снизу вверх. В часы пик вода падает на гидравлическую турбину. Такие станции строятся. (Одна из них, в подмосковном Загорске, будет поднимать воду на высоту 120 м; ее проектная мощность 1200 МВт.) Днем они будут отдавать долги, взятые ночью. Согласитесь, что такая система долговых отношений, мягко говоря, непроста. И она станет ненужной, если использовать МГД-электростанции. Они дают ток практически сразу. Паровая турбина требует для ввода в действие 3—4 часа, гидравлическая — несколько минут, МГД-установ- ка — секунды. ЧИСТОТА Рязанская электростанция, как уже говорилось, будет работать на природном газе. Это дешевое и доступное топливо. А высокая температура рабочего процесса в МГД-блоках — залог полного сгорания топлива, высокой экологической чистоты. Правда, для работы магнитогидроди- намических преобразователей нужны специальные ионизирующиеся присадки, повышающие электропроводность плазмы. Это соединения калия, обычно поташ. Таким образом, появляется потенциальная опасность нового выброса. Вот как она устраняется: в состав МГД- энергоблока входит специальная установка для улавливания и регенерации калиевой соли, присадка вновь возвращается в канал МГД-преобразователя. Более того, присадка еще и очищает отработавшие газы от серы (если используется высокосернистое топливо), поскольку химически связывает соединения серы. Однако чистые, безвредные выбросы еще не означают полной экологической чистоты процесса. Помимо химических выбросов есть выбросы тепловые. Сжигая огромные количества топлива, тепловые электростанции, несмотря на работающие громоздкие градирни и дорогие воздушно-конденсационные установки, нагревают воздух и воду в реках. И здесь несомненно преимущество МГД-электростанций. У них выше к. п. д., меньше расход топлива, значит, значительно меньшим должно быть и тепловое загрязнение окружающей среды. По предварительным оценкам — вдвое меньше. Экономичность, маневренность, экологическая чистота — таковы выгоды, которые должна принести, по прогнозам специалистов, магнитогидродинами- ческая энергетика. Оправдаются ли эти прогнозы и в какой степени — покажет опыт. Для этого и строится электростан- 25
н Технологи, внимание! Силомер для термитов Два года назад «Химия и жизнь» A979, № 5) рассказывала о термитном полигоне в Каракумах, где наряду с другими исследованиями ведутся обширные работы по изучению термитоустой- чивости различных материалов. Оказалось, что термиты уничтожают не только древесину и полимерные пленки, которые они поедают; насекомые пускают в ход свои «челюсти» (энтомологи называют их мандибулами), чтобы добраться до лакомого корма через защитные оболочки — свинец, стеклоткань и другие явно несъедобные материалы. Пока единственный способ проверить, насколько материал устойчив против атак насекомых, таков: образец закапывают в термитник и периодически осматривают, оценивают повреждения. Одни образцы насекомые сгрызают быстро — здесь все 5 сек t Осциллограмма (гнатограмма) грызущих усилий ясно; другие приходится испытывать несколько лет, прежде чем исследователи приходят к успокоительному заключению, что новый материал термитам не по вкусу или «не по зубам». В результате использование новых строительных, упаковочных и изоляционных материалов задерживается порою на долгие годы. Нельзя ли применить какой-то другой, ускоренный метод определения терми- тоустойчивости, количественно оценить «грызущие способности» термитов? Начало таким исследованиям положили сотрудники кафедры энтомологии Московского университета. Они сконструировали прибор, с помощью которого можно измерить грызущие усилия насекомых. Принцип работы прибора — преобразование механических усилий, развиваемых при сжатии мандибул, в электрический ток с помощью электронного датчика — механотрона. В работе был использован отечественный механотрон марки 6МХ1Б, включенный в мостовую измерительную схему. Регистрировать изменение тока в цепи можно микроамперметром или низкочастотным осциллографом. Тех, кто заинтересуется электрической схемой измерений, мы отсылаем к статье Н. Н. Дубровина, А. Д. Черкасова и В. Б. Пе- тухова, опубликованной в «Зоологическом журнале» A981, № 1, с. 135—139), здесь же ограничимся описанием механической части. Прибор смонтирован на пластине из оргстекла, которая крепится винтом к предметному столику бинокулярного микроскопа МБС-1. Механотрон A) укреплен в разъемных зажимах B) так, чтобы плоскость смещения управляющего стержня C) лампы-датчика находилась примерно в 10 мм над плексигласовой пластиной. Для удобства термитов придумано специальное нажимное устройство D), непосредственно к которому прикладываются усилия мандибул. Зазор между кромками этого устройства регулируется винтами. Термита берут мягким пинцетом, сажают в полиэтиленовую трубку и подносят головой к кромкам нажимного устройства. (Что- Прнбор для изучения усилий, развиваемых мандибулами насекомого, — своего рода силомер для термита 26
бы насекомое пошире раскрыло мандибулы, его предварительно обдувают воздухом.) Ухватив кромку, термит сжимает ее мандибулами. Нижняя, подвижная часть нажимного устройства (тонкая пластинка из оргстекла) передает усилие на стержень лампы- датчика, а датчик преобразует это усилие в электрический сигнал, который непрерывно записывается осциллографом. Несколько изменив конструкцию нажимного устройства, можно записывать грызущие усилия и других насекомых. Полученные осциллограммы (гнато граммы) энтомологи используют для анализа мышечной активности мандибул. А зная эту активность и механические свойства материала, можно в первом приближении оценить его стойкость против термитов и других насекомых-вредителей. Г. БАЛУЕВА Автомобиль на двадцать лет В современном «Фиате» на долю пластиков приходится 15% веса, а в экспериментальном автомобиле, который фирма предполагает запустить в серийное производство в этом десятилетии,— 26,2%. Такой автомобиль должен служить два десятка лет. Его долговечность объясняется тем, что кузов и многие другие части машин будут мало подвержены коррозии, поскольку они сделаны не из металла, а из пластмасс — поликарбонатов и армированных стекловолокном полиэфирных смол. Кстати, долговечный «нержавеющий» автомобиль, по мнению его создателей, должен быть и весьма экономичным. Ведь при уменьшении веса маши ны на 10 % расход топлива тоже снижается — на 6—7%. А пластмасса, как известно, легче металла. «The Financial Times», 1981, № 285960, с. 17 Овчинка стоит облучения В Московском технологическом институте легкой промышленности разработан новый способ выделки меховой овчины: вместо обычного дубления и пикелевания — радиационно-химическая обработка с помощью гамма- установки на кобальте-60, а затем — обработка ди- цианодиамидной катионной смолой. «Коже венно -обувная промышленность», 1981, № 9, с. 55—57 Безопасное горючее? Если в реактивное топливо добавить в достаточном количестве полимерный порошок, испарение горючего резко уменьшится. И при неудачном приземлении самолета дело может обойтись без воспламенения керосина и без пожара. Чтобы испытать такое горючее, американские специалисты планируют провести в Калифорнийской пустыне такой эксперимент: управляемый по радио «Боинг» упадет с высоты на землю. Пожара не будет — значит, эксперимент удался. «Science et vie», 1981, № 769, с. 74 Печки-палочки На финише лыжного сезона и на старте подготовки к новому сообщаем лыжникам о появлении палок с обогреваемыми ручками. Эти ручки сделаны из армированного стекловолокном пластика, который выдерживает нагревание до 150°С. Внутрь вкладывают стержни из смеси угля с глиной. Стержни поджигают спичкой, и они тлеют целых четыре часа. За это время можно совершить далекую лыжную прогулку и даже прийти к финишу пятидесятикилометрового марафона. «Newsweek», 1981, т. 98, № 16, с. 4 Что можно прочитать в журналах О моделировании процессов при и змен яющейся активности катализатора («Химическая промышленность», 1981, № 11, с. 3—10). О переработке отходов химической промышленности, содержащих кадмий («Цветные металлы», 1981, № 8, с. 26—29). Об армирующих химических волокнах и композиционных материалах на их основе («Химические волокна», 19В1, № 5, с. 5—12). Об изменении свойств картер но го масла при попадании антифриза в систему смазки («Химия и технология топ- лив и масел», 1981, № 9, с. 25, 26). О новых процессах переработки парафиновых углеводородов С4 — С7 («Химия и технология топлива и масел», 1981, № 10, с. 7—9). О новых токопроводящих полимерах («New Scientist», 1981, т. 91, № 1265, с. 345). О восстановлении изношенных деталей с помощью цинкового гальванического покрыти я («Автомобильный транспорт», 1981, № 8, с. 37). О применении полиэтиленовой эмульсии в асфальтобетоне («Автомобильные дороги», 1981, № 8, с. 13, 14). О новом химическом стимуляторе смоловыделения («Гидролизная и лесохимическая промышленность», 1981, № 4', с. 15). О совершенствовании производства арбузного сока («Консервная и овощесушильная промышленность», 1981, №6, с. 20—22). О новой технологии выращивания огурцов и томатов («Картофель и овощи», 1981, № 7, с. 20, 21). Об использовании водорослей в качестве корма крупного рогатого скота («Farmers Weekly», 1981, т. 91, № 1270, с. 661). 27
j^^v^r^1 Технология и природа Кирпич из трубы Есть сюжет, в равной мере популярный и в древнем фольклоре, и в современном кинематографе. Живет маленький человек (в сказках — зверушка), живет в постоянном страхе, потому что, с одной стороны, ему угрожает страшный дракон или зверь, а с другой — еще более страшный «то ли буйвол, то ли бык, то ли тур». В кинематографическом варианте роль страшилищ обычно передается двум конкурирующим бандам. А в конце концов побеждает- таки маленький человек, которому удается столкнуть лбами и тем самым обезвредить обоих своих врагов. Подобный подход совершенно оправдан при решении экологических проблем: минус на минус дает плюс не только в элементарной математике. То, о чем рассказано в этой статье, — пример подобного подхода к проблемам производства и охраны окружающей среды. Идеальный, но, к сожалению, пока не очень распространенный прием, когда несколько вредных отходов в результате взаимодействия нейтрализуют друг друга и, более того, превращаются в полезный продукт. ДВА КОНКРЕТНЫХ «ЗВЕРЯ» Им обоим пока не грозит занесение в «Красную книгу». Первый — углекислый газ, загрязняющий атмосферу, продукт горения и дыхания. Второй — отходы металлургии и химической промышленности в виде шлаков и шламов. О них обоих «Химия и жизнь» не раз уже рассказывала. Сошлемся, в частности, на статью Е. Д. Терлецкого «Углекислый газ» A976, № 1) и совсем недавнюю A981, № 10) публикацию трех исследователей с Урала о загрязнении атмосферы сернистыми соединениями, «выдыхаемыми» металлургическими шлаками. Избыток С02 в атмосфере способен повлиять на климат планеты. Шлаки же не только влияют отрицательно на состав атмосферы, но и место занимают — 28
десятки и сотни квадратных километров (во всем мире). Их, как и углекислоту, стремятся утилизировать, превратить во что-то полезное — в строительные материалы, например. Это нередко удается, но далеко не всем твердым и газообразным отходам промышленности найдено достойное дело. Каждый следующий этап (способ, прием) их утилизации — благо, особенно если мы можем свести их лоб в лоб. Всем известно, что дымовая труба может быть сложена из кирпича. Но далеко не все знают, что и из дымовой трубы (не разбирая ее по кирпичику!) можно получать кирпич. И не только кирпич. В большинстве твердых отходов цветной и черной металлургии, а также химической промышленности, как и в классическом цементе, кальций содержится в виде двухкальциевых силикатов BСаО • Si02). Это вещество энергично поглощает углекислый газ при определенных условиях. Причем происходит не просто физический процесс, а химическое взаимодействие. При этом образуется твердое тело (при желании нужных форм и размеров), которое может быть использовано для строительных нужд. Выходит, что, если такой материал мы поместим в дымовую трубу, то упрочним его и одновременно улучшим состав дымовых газов. Между прочим, те же твердые отходы в определенных условиях активно поглощают не только углекислоту, а и другие кислотообразующие оксиды. Закономерность здесь такая: чем сильнее кислотный остаток, тем интенсивнее он поглощается. Вот почему при некоторых условиях металлургические шлаки способны захватывать выделяемый ими же сернистый газ. Такой побочный эффект (незначительный, поскольку концентрация S02 сравнительно невелика) тоже способен повысить прочность строительных материалов из шлака. С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ХИМИИ Кристаллы двухкальциевых силикатов относятся к соединениям включения — клатратам, в которых отдельные ионы кальция располагаются в пустотах кристаллической решетки. Эти ионы способны к активному взаимодействию с углекислым газом. Объем образующихся молекул СаС03 в несколько раз больше, чем у ионов кальция. В результате внутри кристаллической решетки двухкальциевого силиката возникают значительные усилия — относительно громоздкие молекулы подобно клину разрушают решетку. Молекулярный клин рвет кристаллизационные связи, образуются , высокоактивные группы I О i — 0-Si-0-Ga+ способные, в свою t * О I очередь, взаимодействовать с ионом со?-. Дальнейшая полимеризация крем некислородных тетраэдров (Si04L— в гель кремниевой кислоты и придает материалу высокую прочность. Между тем считается, будто силикаты кальция в среде С02 приобретают прочность только благодаря росту кристаллов СаС03, которые как бы армируют материал в целом. Однако был проделан (и не однажды) такой опыт. Контрольный образец, содержащий двухкальциевый силикат, обрабатывали чистым углекислым газом. Прочность образца на сжатие достигала 400 кг/см2. Далее при 800°С его декарбонизиро- вали и мололи. Вновь полученный порошок представлял уже не минерал двухкальциевого силиката, а смесь СаО и Si02. Из этого порошка, по дисперсности аналогичного исходному, снова готовили такой же образец. Его также карбонизировали, пропуская С02 той же концентрации, что и в первом опыте. После этого прочность образца на сжатие достигала всего 60—80 кг/см , хотя количество карбонатов кальция в нем было на 5—10% выше, чем в контрольном образце, аналогичном первоначальному. Выходит, дело не только в арматуре из СаСОэ? Не от нее, вернее, не только от нее зависит прочность. Впрочем, мы, кажется, увлеклись теорией. Пора вернуться к практике. Специфика производств такова: там, где в наибольших количествах образуются кальцийсодержащие твердые отходы, там и углекислого газа всегда в избытке. Тому примером — производство черных металлов и алюминия. В АЛЮМИНИЕВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Нефелиновый шлам — главный побочный продукт производства глинозема А!203. Исходным сырьем здесь служат алюмосиликаты xAI203-ySi02- Нужно исключить из сырья кремнезем. Для этого готовят шихту с известняком, которую затем обжигают при температуре 1250°С. Происходит реакция: А1203 • БЮ2 + 2СаС03 = 2СаО • А12Оэ • Si02 + +2С02. В дальнейшем глинозем из спека вымывают щелочным раствором. Остается шлам состава преимущественно 2СаО • Si02. Вам эта формула ничего 29
не напоминает? Тогда загляните в начало статьи. Двухкальциевый силикат! Вот из такого подсушенного шлама без предварительного помола формовали плитки наподобие кафельных A0ХЮХ1.5 см). Их помещали в печь, похожую на трубу; в проходящих над плитами дымовыми газами содержание С02 колебалось от 11 до 13%. После четырех часов твердения в трубе эти плитки достигали прочности на изгиб 140 кг/см2, а на сжатие еще в три- четыре раза выше. Плитки обладали завидной морозостойкостью — выдержали более 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Более того, в процессе хранения прочность плиток увеличивалась — приблизительно на 40% за месяц. Впрочем, и до этого по большинству показателей они не уступали традиционной керамической плитке, для получения которой, между прочим, нужна температура 1100°С. Подобным же способом можно делать гранулированный заполнитель бетона и пустотелый силикатный кирпич. Худо ли?! Доброкачественный строительный материал — из бросового сырья, без всякой подсушки, помола... Вместо пара под давлением 9 атмосфер (как при обычном производстве силикатного кирпича) в реактор подаются никому не нужные, даже вредные, если их не использовать, дымовые газы. Подобных отходов — сгущенного шлама — на одном только Ачинском глиноземном комбинате за год накапливается больше 3 млн. т, а С02 с дымовыми газами завод выбрасывает Схема получения силикатного кирпича карбонизационным способом: 1 — направление дымовых газов, 2 — изделия, 3 — рольганговый конвейер, 4 — стол-накопитель, 5 — пылесбориик, 6 — дымосос 30 столько, что даже с учетом всех предполагаемых технологических потерь его хватило бы на утилизацию двукратного количества нефелинового шлама. Получая силикатный кирпич в «трубе», можно от нынешней автоклавной (т. е. периодического действия) технологии перейти к непрерывной, конвейерной. Очень важно, что описанная здесь технология карбонизационного твердения строительных материалов по аппаратурному оформлению практически не выходит за рамки существующих технологий. Процессы формования кирпича — известные; рольганговые конвейеры, по которым кирпич пойдет в печь, широко применяются при обжиге кафельной плитки; подача и съем готовой продукции с конвейера легко могут быть механизированы. Единственное отличие в том, что в зону конвейера подается не топливо, а дымовые газы. ЦЕНА ЗА ШЛАМ Проведенные автором исследования показали, что если предварительно прессованные образцы из доменного, мартеновского, феррохромового, электротер- мофосфорного и других шлаков, а также из бокситового шлама обрабатывать углекислым газом, то они после 8—12 часов твердения приобретают прочность от 250 до 700 кг/см2. Работа японских исследователей по карбонизации отходов, содержащих двухкальциевые силикаты, подтверждает полученные результаты. Два «зверя» нейтрализуются с большим экономическим и социальным эффектом. Однако внедрить эту технологию бу- • дет не так просто. До сих пор не установлена научно обоснованная цена на шламы глиноземного производства. Стройиндустрия хотела бы получать сырье подешевле, глиноземщики же стремятся подороже продать отходы, на которые вдруг появился спрос. Тонна шлама с Ачинского глиноземного завода обходится в четыре рубля! Для сравнения: тонна рядового угля Канско-Ачинского бассейна стоит на месте добычи 1 рубль... Это одна из причин (возможно, главная), сдерживающих освоение новой, безотходной по сути, более того, отходопоглощающей технологии. Полагаю, со временем эти трудности удастся преодолеть, и дешевые строительные материалы, полученные прогрессивным карбонизационным методом, будут применяться почти повсеместно. Кандидат технических наук И. А. САФОНОВ, ВНИИстрой материалов
Элемент №. Незнакомый кислород А. А. АВЕРЬЯНОВ Нет нужды доказывать, что загрязнения, попадающие в атмосферу из фабричных труб и автомобильных глушителей,— несомненное зло. И их антипод, конечно же, чистый воздух, насыщенный кислородом. Может показаться, что, будь кислорода побольше, и загрязнение переносилось бы легче. Между тем дело чаще всего обстоит как раз наоборот: кислород, содержащийся в отравленном воздухе, и делает его более ядовитым. Правда, виноват в этом не сам обычный 02, а его активированные производные. ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЛИЦА В верхних слоях атмосферы кислород под действием ультрафиолетовой радиации превращается в озон: h„ +202 02 »- 20 *- 203- Озон образуется и у земной поверхности, например при грозовых разрядах. В последние же десятилетия самым мощным источником озона на малых высотах стали выхлопные газы и другие загрязнения. Содержащиеся в них окислы азота и углеводороды под действием света реагируют между собой. Образуется так называемый фотохимический смог, в котором среди прочих продуктов есть и озон. Концентрация его в воздухе больших городов иногда в несколько раз превышает предельно допустимые нормы. В фотохимическом смоге образуется еще и атомарный кислород — один из сильнейших окислителей. Он отщепляется от двуокиси азота: hv N02—*-N0+O. От нитритов под действием света может отделяться радикал гидроксила НО", тоже очень сильный окислитель: hv HONO >-HO + NO. Органические перекиси, присутствующие в загрязненном воздухе, образуют тот же радикал при реакции с озоном: ROOH -+ О3-*~02 + Н0*+ ROO\ В сильно загрязненном воздухе концентрация гидроксила может быть очень высокой: однажды в Детройте она достигла 107 молекул в 1 мл. При взаимодействии гидроксилов с перекисью водорода и при реакции свободных органических радикалов с кислородом появляются еще две свободно- радикальных формы кислорода. Сначала возникает пергидроксил Н02; это слабая кислота, которая в нейтральной и щелочной среде диссоциирует на протон и супероксид — отрицательно заряженный свободный радикал 02—. Производные кислорода могут образовываться не только в химических реакциях, но и чисто физическим путем. Обычно молекулярный кислород находится в триплетном состоянии (его обозначают 302). Поглощая энергию, он переходит в возбужденное синглетное состояние '02> Возбуждение это кратковременно: в газовой фазе оно длится минуты, а в воде гораздо меньше — несколько микросекунд. За это время молекула отдает поглощенную энергию в виде кванта света, возбуждает другие молекулы при столкновении с ними или вступает с другими веществами в химическую реакцию. Последнее обстоятельство особенно важно, поскольку синглет- ный кислород участвует во многих реакциях, на которые не способен кислород обычный. Синглетный кислород, как и озон, образуется в воздухе, загрязненном полициклическими углеводородами — одним из компонентов автомобильных выхлопных газов и выбросов промышленных предприятий. Эти вещества действуют как фотосенсибилизаторы: возбуждаются энергией света и передают возбуждение на кислород. Итак, теперь мы знаем целых шесть активных форм кислорода: озон 03, атомарный кислород О, гидроксильный радикал НО", пергидроксил НО'2, супероксид 0~2 и синглетный кислород *02. И все они — порождение фотохимического смога. 31
КОГДА КИСЛОРОД ВРЕДЕН Активные производные кислорода, как и следует из их названия, наделены высокой химической активностью: например, синглетный кислород окисляет ненасыщенные жирные кислоты в тысячи раз быстрее, чем простой 02- И хотя время жизни активированного кислорода невелико, он успевает причинить много вреда. Дело в том, что на биологически активные вещества он действует в большинстве случаев разрушительно: инактивирует ферменты, повреждает молекулы нуклеиновых кислот, запускает цепные реакции окисления липидов биологических мембран — последствия такого окисления печальны, поскольку свойства мембран при этом нарушаются, а продукты реакции (перекиси и другие вещества) высокотоксичны. Все эти процессы вызывают либо гибель клеток, либо серьезные нарушения их жизнедеятельности, зачастую наследственные. Появлением активных форм кислорода объясняется токсическое действие не только фотохимического смога, но и многих других вредных факторов. Подобные нарушения лежат, например, в основе лучевой болезни: одной из главных ее причин служат активные формы кислорода, образующиеся при разложении воды ионизирующей радиацией. Некоторые соединения, в темноте безвредные, на свету становятся ядовитыми, так как под действием его образуют синглетный кислород. К числу их относятся производные кумарина, содержащиеся в корме сельскохозяйственных животных: они повышают чувствительность скота к солнечным ожогам. Предполагается, что таков же и механизм канцерогенного действия полициклических углеводородов. Есть и другие примеры токсичности, механизм которой связан с супероксидами. Между прочим, табачный дым содержит компоненты, образующие О-2 при реакции с цитохромами и легко проходящие через сигаретный фильтр. ДЫХАНИЕ, ОТРАВЛЯЮЩЕЕ ОРГАНИЗМ! Мы уже видели, что встреча живой системы с активными формами кислорода не сулит ей ничего хорошего. Но, как это ни удивительно, активированный кислород попадает в организм не только при вдыхании загрязненного воздуха или при действии вредных факторов: как выяснилось, он образуется и в процессе нормального обмена веществ — правда, совсем другими путями. (Сразу же оговоримся, что речь не идет об атомарном кислороде и озоне: они продуктами жизнедеятельности не являются.) Кислород участвует в дыхательных реакциях как окислитель, то есть принимает электроны от других веществ. Молекула 02 способна присоединить 4 электрона. Если, кроме того, она примет 4 протона (которые всегда присутствуют в водной среде), то получатся две молекулы воды, которые служат конечным продуктом окисления: О +4е- + 4Н^*-2Н20. Еще в 30-е годы было высказано предположение, что передача электронов кислороду в биохимических реакциях может происходить не «оптом», а по одному. Тогда восстановление кислорода должно растянуться на четыре стадии, в которых промежуточными продуктами будут радикалы Н02 и НО, а также перекись водорода: е- е* е- е~ Ог>*но;^*нА->»н2о + но*-)*2н2о. н+ н+ н+ н + При обратном процессе — фотосинтезе кислород выделяется из воды: это, в сущности, та же реакция, но идущая в противоположном направлении. А промежуточные продукты в обоих случаях одни и те же. Значит, независимо от того, выделяется кислород или поглощается, при этом неизбежно должны появляться свободные радикалы. Такие рассуждения выглядели вполне правдоподобно. Более того, расчеты, проведенные методами квантовой химии, показали, что молекула 02 в силу своей структуры действительно более склонна к одноэлектронным превращениям. Правда, мало кто из биохимиков всерьез верил, что столь опасные продукты, как активные формы кислорода, могут образовываться в здоровом организме в сколько-нибудь заметном количестве. Главное, не было прямых доказательств. Однако немногим более 10 лет назад английские исследователи П. Ноулс и Д. Гибсон методом электронного парамагнитного резонанса зарегистрировали появление супероксидных радикалов в реакциях с участием фермента ксан- тиноксидазы. Позднее оказалось, что в тех же реакциях образуются и гидрок- сильные радикалы, и синглетный кислород. Вскоре список ферментов, образующих активные формы кислорода, стал стремительно расширяться. К тому же оказалось, что кислород активируют и многие неферментативные реакции. Появлением супероксидных радикалов сопровождается, как выяснилось, само- 32
произвольное окисление фенолов, тио- соединений, катехоламинов, гемо протеидов (включая гемоглобин). В какой-то момент этого «супероксидного бума» стало казаться, что любые окислительно-восстановительные превращения кислорода порождают его активные формы. Это означало, что и обычный процесс дыхания, по идее, должен постоянно отравлять организм, наводняя его супероксидами и прочими вредными продуктами. Однако позднейшие исследования показали, что на самом деле этого не происходит. Выяснилось, что основная часть кислорода, поглощаемого клеткой, восстанавливается в самом конце электрон-транспортной цепи цитохро- моксидазой — весьма «мирным» ферментом, который, насколько нам сейчас известно, активных форм кислорода не образует: по всей вероятности, цито- хромоксидаза работает по «оптовому», 4-электронному механизму. Фотосинтез, по-видимому, тоже идет в безопасном режиме: растения выделяют кислород без примеси активированных производных. Таким образом, по крайней мере на главных путях кислородного обмена активные формы кислорода не образуются. Но кислородный обмен не ограничивается дыханием и фотосинтезом: в клетке протекает много других реакций с участием кислорода, и в ходе их активные формы кислорода все же I возникают. В митохондриях, например, обнаружены супероксиды и перекись водорода. Это не значит, что там как- нибудь иначе работает цитохромоксида- за. Просто конца дыхательной цепи достигают не все электроны: часть их «скатывается» на кислород раньше времени. Пользы от этого, видимо, никакой, так как энергия такого окисления никак не запасается, а вред это приносит: образующиеся супероксиды подавляют синтез АТФ. Полный набор активных форм кислорода обнаружен в хлоропластах, и опять-таки причиной тому служит не главный, а побочный процесс. Часть электронов вместо того, чтобы восстанавливать углекислый газ (что в конечном счете дает углеводы — продукт фотосинтеза), соединяется с кислородом, давая О—2. Активные формы кислорода возникают в микросомах, в клеточных стенках растений, в ядрах опухолевых клеток, в нормальных лейкоцитах. Бактерии не только вырабатывают супероксиды, но и выделяют их в окружающую среду. Предполагается даже, что так регулируется плотность бактериальной колонии. Таким образом, активные формы кислорода в организме и в самом деле образуются. Правда, доля их в общем кислородном балансе невелика, но это не значит, что их биологической ролью можно пренебречь. Они не приносят организму ущерба только потому, что живые клетки научились от них защищаться. ЗАЩИТА ОТ КИСЛОРОДА Несколько лет назад американские ученые И. Фридович и Дж. Маккорд сделали открытие, вызвавшее большой интерес среди исследователей. Они обнаружили, что некоторые белки крови сильно и притом специфически ин- гибируют реакции с участием супероксидов. Первоначально подозрение пало на фермент карбоангидразу, но потом стало ясно, что это совсем другой белок, содержащий цинк и медь, которая придает ему красивый голубой цвет. Собственно, открытие касалось не самого вещества, а его функции; подобные белки были описаны еще несколько десятилетий назад, но непонятным оставалось их назначение. А теперь оказалось, что это, во-первых, фермент, а во-вторых, что он катализирует одну-единственную реакцию — взаимодействие супероксидов друг с другом: ОТ +ОГ +2Н + >• НА +02. Реакции такого рода называются дисму- тацией, и фермент получил название супероксиддисмутазы. Хотя дисмутация может протекать и самопроизвольно, но с ферментом она идет гораздо быстрее и в меньшей степени зависит от условий среды. «Новый» фермент быстро перестал быть уникальной диковинкой. Помимо медь-цинковых дисмутаз были открыты ферменты с такой же функцией, но содержащие в молекуле атомы марганца или железа. Многочисленные анализы самых разнообразных животных и растений и различных клеток внутри одного организма показали, что те или иные супероксиддисмутазы распространены практически повсеместно. Супероксиддисмутаза превращает ' более токсичный О'-2 в менее токсичную перекись водорода. Не является ли именно этот фермент главным защитником организма от супероксидов (и сопутствующих им других активных форм), коль скоро их появления нельзя избежать совсем? Справедливость такого предположения доказывает пример организмов* которые супероксиддисмутазы не содержат или содержат ее очень мало. Почти все они — облигатные анаэробы и не переносят молекулярный 2 «Химия и жизнь» № 4 33
кислород в концентрации даже меньшей, чем в воздухе. Не потому ли они так боятся кислорода, что лишены защиты? Правда, облигатные анаэробы отличаются от прочих форм жизни и в других отношениях. Вот если бы удалось получить бездисмутазные штаммы обычных видов... Но и эта задача была решена: выведен мутантный штамм кишечной палочки, который ничем ие отличается от обычных бактерий, за исключением того, что почти целиком утрачивает дисмутаз- ную активность, если его выращивать при температуре выше 40° С. Новое свойство оказалось роковым для бактерии. При более низких .температурах мутанты существуют, как обычно, однако нагревание они могут переносить только в бескислородной среде. Если же температуру повышать в присутствии воздуха, мутанты, в отличие от исходной формы, быстро погибают. Таким образом, утратив супероксиддисмутазу, организм как бы становится облигатным анаэробом: кислород атмосферы превращается для него в яд. Супероксиддисмутаза — не единственное звено в системе противокисло- родной защиты живых клеток. Перекись водорода, образующаяся при дио мутации (а также другими путями), тоже является потенциальным источником новых активных форм кислорода. Чтобы избавиться от нее, организм использует давно известный фермент каталазу. Кроме того, для разложения Н202 и липидных перекисей служит одна из пероксидаз, окисляющая восстановленный глютатион. Супероксидные и иные свободные радикалы инактивиру- ются также перехватчиками —сульфгид- рильными соединениями, аскорбиновой кислотой и другими. Обнаружено, что возбужденное состояние синглетного кислорода очень эффективно тушат такие соединения, как а-то кофе рол (витамин Е) и каротиноиды,— они превращают синглетный кислород в обычный. Может быть, этим отчасти и объясняется то важное значение, которое имеют эти вещества для нормальной жизнедеятельности? Средства защиты организма от ядовитых форм кислорода должны быть, очевидно, достаточно надежными. Вероятно, поэтому защитные антикислородные системы столь многообразны, а главная среди них — супероксиддисмутаза демонстрирует примеры удивительной стойкости. Медь-цинковая дисмутаза выдерживает пребывание в 0,1 н соляной кислоте, в хлороформ- этанольной смеси, обработку ацетоном и мочевиной. По некоторым данным, даже получасовое кипячение не может ее полностью инактивировать! А в условиях, когда опасность отравления организма активными формами кислорода повышается, защитные системы, оказывается, могут усиливать свое действие. Такая стимуляция их наблюдается, например, у бактерий при увеличении содержания 02 в среде: предварительная «закалка» их высокими, но не смертельными концентрациями кислорода повышает активность дисму- тазы в клетках и делает бактерии устойчивыми к отравлению даже при очень высоком, обычно смертельном содержании кислорода в среде. Не помогает такая «закалка» только тем видам бактерий, которые неспособны к индуцированному синтезу дисмутазы: они остаются по-прежнему уязвимыми. У крыс, «тренированных»- при 85% 02, тоже повышается активность суперок- сиддисмутазы в легких и устойчивость к чистому кислороду, а вот с мышами, хомячками и морскими свинками не происходит ни того ни другого. И СУПЕРОКСИД НА ЧТО-НИБУДЬ ПОЛЕЗЕН Справедливо ли изображать биологическую роль активных форм кислорода только в мрачных тонах? Не использует ли организм их химическую активность в своих целях, как он использует, например, крепкую соляную кислоту в желудке? Действительно, такие примеры есть, хотя их и немного.
Например, не исключено, что супероксидные и гидроксильные радикалы, образующиеся в микросомах печени, участвуют в окислительном разрушении токсических веществ. В растительных клетках реакция с гидроксильными радикалами, возможно, представляет собой один из путей синтеза этилена — важного гормона растений. Не исключено участие синглетного кислорода в синтезе простагландинов и в образовании коллагена при заживлении ран. Вот еще пример: у новорожденных иногда бывает неонатальная желтуха, которая излечивается под действием света*; суть такого лечения состоит в том, что при этом окисляется избыток пигмента билирубина, придающего коже желтый цвет. И в этом процессе, оказывается, тоже действует синглетный кислород... С прошлого века известно, что некоторые из клеток крови — фагоциты способны захватывать микробов. Однако клетка, наглотавшаяся заразы, как и человек в подобной ситуации, еще не хозяин положения. Микробов нужно убить, иначе средство борьбы с инфекцией превратится в средство ее разнесения по организму. Фагоцитоз и в самом деле считали вредным явлением вплоть до работ И. И. Мечникова, который обнаружил, что захваченные фагоцитами бактерии действительно погибают и перевариваются. Но только сравнительно недавно стало известно, что фагоциты интенсивно образуют активные формы кислорода, с помощью которых и расправляются с проглоченной инфекцией. Это сопровождается световым излучением — хе- * См. статью В. Н. Сахарова и А. Е. Мышкина «Обыкновенная желтуха» A981, № 3). ми люминесценцией, которая, как полагают, связана с синглетным кислородом. Бактерии с повышенной активностью супероксиддисмутазы более устойчивы к фагоцитозу, а бактерии, не содержащие каротиноидов (протекторов от синглетного кислорода), перевариваются быстрее, чем те, которые их содержат. Существует болезнь — хронический грануломатоз, при которой человек более чувствителен к инфекции, а его фагоциты хуже справляются с бактериями, чем у здоровых людей. Может быть, дело здесь в недостаточной продукции супероксидов? Результаты экспериментов подтвердили это предположение. Таким образом, активные формы кислорода в фагоцитах оказываются полезными именно тем, что они вредны, поскольку вред в данном случае направлен против паразитов. Начиная с 50-х годов известно, что клетки большинства растений и животных самопроизвольно испускают слабое световое излучение, и связано это во многих случаях с возникновением активных форм кислорода. Таков, например, механизм свечения корней высших растений, изученный на кафедрах биофизики и физиологии растений МГУ. Оказалось, что по крайней мере часть света возникает в целлюлозной стенке — оболочке растительной клетки, находящейся снаружи от клеточной мембраны. Источником света, по-видимому, служит фермент пероксидаза, который присутствует там в большом количестве. Немецкие же биохимики Е. Элстнер и А. Хойпель с помощью других методов обнаружили, что «стеночная» пероксидаза образует супероксиды. Для чего нужны активные формы в этой части клетки? Предполагается, что
из Of~ образуется H202l необходимая для синтеза лигнина, придающего стенке твердость. Но единственная ли это возможность? Немецкие авторы обращают внимание на то, что по природе окисляемых веществ и зависимости от некоторых факторов процессы, протекающие в неклеточной стенке и в работающем фагоците, весьма сходны. Так нет ли сходства и функций? Давно известно, что клеточная стенка растений служит барьером для проникновения патогенных микроорганизмов. Неясно, однако, является ли этот барьер только механическим или еще и химическим. Не исключено, что активные формы, образующиеся в стенке, имеют защитное значение. Система, продуцирующая их, фактически вынесена за пределы клетки; если учесть малое время жизни активных форм, то ясно, что они будут действовать в большей степени на паразита, внедрившегося в толщу стенки, и в меньшей — на саму клетку. Образование здесь активных форм кислорода облегчено и тем, что клеточная стенка не содержит суперок- сиддисмутазы. Фагоцитоз — не единственный пример полезных свойств активных форм кислорода. Токсическое действие антибиотика стрептонигрина усиливается в присутствии кислорода и ингибируется дисмутазой. Не исключено, что побочные эффекты другого антибиотика — адриамицина связаны с его способностью стимулировать образование супероксидов митохондриями. Сейчас исследователи пытаются использовать активность супероксиддисму- тазы в клетках человека как диагностический признак. Но будет ли дисму- таза для врача только средством получения информации? Если супероксиды участвуют во многих патологических процессах, нельзя ли использовать ее как лекарство? Пока что это только предположение. Тем не менее в печати уже появились сообщения, что этот фермент при внутривенном введении как будто обладает противоопухолевым действием. И наоборот, некоторые из противоопухолевых препаратов в определенных условиях проявляют суперок- сиддисмутазную активность. Таким образом, роль кислорода в живой природе, иногда полезная, иногда вредная, гораздо многообразнее, чем думали раньше. Кислород — не просто вещество, необходимое для дыхания, а в остальном лишь нейтральный фон: это активная среда, которая заметно вмешивается в биологические процессы. Вероятно, многими явлениями в живой клетке можно управлять, влияя на ход образования и нейтрализации активных производных кислорода. Что же касается того, с чего мы начали разговор, то есть чистоты воздуха, то, разумеется, главное не в том, чтобы в нем было как можно больше кислорода, а в том, чтобы было поменьше загрязнений... ЧТО ЧИТАТЬ ОБ АКТИВНЫХ ФОРМАХ КИСЛОРОДА Охлобыстнн О. Ю. Супероксид и другие. «Хнмня и жизнь», 1980, № 10. Разумовский С. Д. Кислород — элементарные формы и свойства. М., «Химия», 1979. Фридович И. Радикалы кислорода, пероксид водорода и токсичность кислорода. В сб. «Свободные радикалы в биологии», т. 1. М., «Мир», 1979. Фут X. Фотосеисибилизироваииое окисление и син г летный кислород. Биологические следствия. Там же, т. 2. Кислород: самое главное, самое интересное, самое неожиданное КОНСТАНТЫ И СВОЙСТВА Атомный номер — 8 Атомная масса — 15,9994 Органолептические свойства — газ без цвета, вкуса и запаха Число известных изотопов—8 их массовые числа — 13 — 20 Число природных изотопов — 3 их массовые числа 16, 17, 18 и содержание в природной смеси, в % 99,759 — 0,037 — 0,204 Молекула — 02 Плотность при нормальных условиях, кг/м3 — 1,429 Температура плавления, °С— —218,8 Температура кипения, °С — —182,97 Степени окисления 2, +2 (лишь при взаимодействии с фтором) Потенциал ионизации, эВ — 13; 618 Конфигурация внешних электронов — 2s2 2 р4 САМЫЙ РАСПРОСТРАНЕННЫЙ Из всех химических элементов Земли кислород — самый распространенный. В атмосфере его доля — 23, в песке — 55, в глине — 56, в человеческом организме — примерно 65, в воде — 89 весовых процентов. Почти весь земной несвязанный кислород находится в атмосфере — там его более 10 5 т (миллион миллиардов тонн). Но эта огромная масса — всего лишь одна десятитысячная от общего содержания кислорода в земной коре: связанного кислорода на нашей планете 36
несоизмеримо больше, чем свободного. Это не должно удивлять: кислород — один из самых активных окислителей, и недаром у этих двух слов — окислитель и кислород — общий корень. А ПО ОБЪЕМУ — ЕЩЕ БОЛЬШЕ Из каждых 100 атомов земной коры 58 приходится на долю кислорода. В горных породах, из которых сложена кора, кислород связан прежде всего с кремнием и алюминием — элементами, занимающими второе и третье места по распространенности. Породообразующие силикаты и алюмосиликаты — кислородные соединения. И вот что важно: ионы О2- значительно больше по размерам, чем ионы Si4+ и Al3+. Потому, как показали расчеты, три четверти объема земной коры приходится на долю кислородных ионов, а все прочие элементы довольствуются лишь одной четвертью. НА ДОЛЮ РЫБ В земной коре кислород связан, в атмосфере свободен, перемешан с азотом и другими газами и парами. А в воде? Растворимость кислорода невелика: при нормальных условиях (атмосферное давление, температура 20°С) в 100 объемах воды растворяются лишь 3,1 объема кислорода. Однако в сумме получается не так уж мало — 1 % от содержания кислорода в атмосфере, то есть примерно 1,5 • 1013 т. Растворенный кислород для жизни на нашей планете почти так же важен, как атмосферный. Им дышат рыбы и водоросли, а процесс дыхания служит для них источником энергии. МЕНДЕЛЕЕВ ОБ ОТКРЫТИИ КИСЛОРОДА «Кислород как отдельный газ был получен в 1774 г. Пристлеем в Англии и в том же году Шеле в Швеции, но только Лавуазье совершенно понял его природу и великое значение». Вряд ли это высказывание нуждается в комментариях. Вот только фамилии первооткрывателей кислорода сейчас принято писать несколько иначе: Джозеф Пристли и Карл Шееле. ОТКУДА ДЕВЯТКИ! Те, кто внимательно читал первую заметку этой подборки — «Константы и свойства», должен был уловить в ней одно противоречие. Атомная масса кислорода — 15,9994, а массовые числа природных изотопов — 16, 17, 18... Как же так? При всей ничтожности примеси тяжелых изотопов сумма-то — атомная масса — должна оказаться больше 161 Некоторым элементам подобный «дефект массы» придает образование в процессах естественного радиоактивного распада до л го живущих легких изотопов, однако для кислорода это объяснение неприменимо. Его легкие радиоактивные изотопы короткоживущи, и получать их совсем непросто. Сами по себе они не образуются, да если бы и получались (что, возможно, имеет место в процессах термоядерного нуклеосинтеза в недрах звезд), роль их все равно была бы очень близка к нулю. Судите сами: изотоп 130, интересный для физиков как излучатель запаздывающих протонов, имеет период полураспада всего 0,01 секунды, а самый до л го живущий — ,50 — 124 секунды. Он может образовываться из главного природного изотопа 160 под действием интенсивного гамма-облучения и при бомбардировке азота ускоренными частицами. Однако время его жизни слишком мало, чтобы этот изотоп мог повлиять на суммарное значение атомной массы. Все дело, как это часто бывает, объясняется особенностями измерительного инструмента. До 1961 г. атомные веса элементов измерялись в атомных единицах массы по кислородной шкале: за единицу принималась 1/16 часть атомной массы кислорода. Отказались от нее из-за того, что после открытия кислорода-18 и кислорода-17 вместо одной кислородной единицы появились две — физическая A/16 массы атома |60) и химическая A/16 усредненной массы природной смеси изотопов кислорода). Чтобы уйти от этого противоречия, взамен их ввели единую углеродную единицу — 1/12 массы атома |2С. Двенадцатая часть массы атома, а не ядра; потому углеродная единица весит чуть больше, чем один протон или нейтрон. При измерении этим «аршином» атомная масса кислорода оказалась чуть меньше шестнадцати — 15, 9994... КИСЛОРОД И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ В свое время великий химик XIX столетия Йене Якоб Берцелиус сказал: «Кислород является центром, вокруг которого вращается вся химия». Это высказывание применимо не только к лабораторному химическому эксперименту, но и к химии заводской, промышленной. Очень немного существует производств, в которых так или иначе не использовались бы окислительные свойства кислорода, обычно кислорода воздуха. Однако сейчас ради интенсификации производств и процессов все чаще заменяют обычный воздух обогащенной кислородом газовой смесью, а то и чистым кислородом. Особенно распространены такие процессы в цветной и черной металлургии. Они дают там большой экономический эффект. В частности, применение обогащенного кислородом дутья на Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате позволило значительно снизить расход топлива и флюсов и в конечном счете дало многомиллионную экономию. Конечно, на получение чистого кислорода и обогащение им воздуха приходится затрачивать и энергию, и средства. Однако эти затраты быстро окупаются. ЧТО ЕЩЕ ЧИТАТЬ В «ХИМИИ И ЖИЗНИ» О КИСЛОРОДЕ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯХ Т. И. Молдавер. Кислород. 1969, № 5. Н. А. Агаджанян. Кислород, эволюция, жизнь. 1971, № 1. А. А. Аверьянов, В. А. Веселовский. О вреде кислорода. 1973, № 11. Т. Ауэрбах. Кислород |о происхождении ивзввиия). 1974, № 12. А. Дмитриев. Что же будет с озоновым экраном! 1979, № 8. Д. Алексеев. Диагноз по радиокислороду. 1981, № 4. 37
ШВЫ, ШВЫ, ШВЫеее Доктор медицинских неук Ю. А. ФУРМАНОВ Тот материал для шва самый лучший, который: 1) причиняет наименьшее раздражение...; 2) имеет гладкую, ровную (не шершавую) поверхность; 3) не впитывает жидкость из ранки, не разбухает, не переходит в брожение, не делается источником заражения; 4) при достаточной плотности и тягучести гибок, не объемист и не склеивается со стенками прокола. Вот идеал шва. Н И. ПИРОГОВ И ШВЕЦ И ЖНЕЦ Хирурга так легко представить себе за операционным столом, в перевязочной, у постели больного. Несколько труднее — для тех, кто к счастью, не познал этого на собственном опыте, — в поликлинике во время беседы с пациентом, приехавшим на осмотр после удачной операции. Вот здесь и можно услышать: — Доктор, что за припухлость рядом с рубцом? — Хм... Это, как бы сказать, швы просятся наружу. — А я вчера выкашлял скрепочку. — Сколько месяцев назад оперировались? Ну, теперь не страшно. Вот если бы, не дай бог, сразу после операции! — Мне делали эндоскопию, увидели в желудке язвочку, а в ней нитку. Говорят, надо удалять. — Обязательно соглашайтесь. Язвочка и заживет. Разные больные, похожая ситуация. И не всегда просто сохранить на лице благодушное выражение — такая ниточка может наделать дел. Хотя врач тут вроде бы ни при чем — он что ли нити для швов делает? Делают, понятно, другие, но он шьет, а потом пожинает плоды. Швец и жнец... Если откровенно, то послеоперационный период делится на два неравных отрезка: короткий ближний, где все осложнения происходят на глазах хирурга и остаются на его совести, и долгий отдаленный, после выписки больного, когда его лечат другие врачи, а хирург даже сведений о своих бывших пациентах обычно не имеет. Ну разве что пишет диссертацию и разрабатывает так называемые «отдаленные результаты». Шовные (или ни те вые) осложнения чаще всего случаются там, вдали. Придет ли, приедет ли пациент опять в клинику, так опостылевшую ему за долгую болезнь? Происхождение нитей для хирурга очевидно: их привозят снабженцы из магазинов «Медтехника». Те нити, что получше, выпрашивают друг у друга операционные сестры, держат их в потайном месте для самых сложных случаев, когда хирург вот-вот потеряет над собой контроль, но вовремя поданный хороший материал может разрядить обстановку. — Умница ты моя, где же ты достала такую ниточку, да еще с атравматической иглой? С меня конфеты... Если считать в тоннах или километрах, то потребности медицины в нитях очень скромны. Поэтому, возможно, не очень- то охотно берутся специалисты по волокнам за наши проблемы. Хотя иногда и Государственные премии получают, как, например, Лев Львович Плоткин из ленинградского производственного объединения «Север». Но в общем-то, не главное направление, хотя и есть приятные исключения. Вот и приходится самим хирургам заниматься шовными материалами. С кем-то договариваются, что-то перехватывают, чем-то делятся с другими клиниками. А иногда, случается, и сами разрабатывают новые нити — в Ленинграде, Риге, Харькове, Киеве... — Ну что ты кипишь, как чайник, больше всех тебе надо? Будут нити, не через год, так через пять, десять лет. Хирургия не остановится! Конечно, не остановится. Да разве в этом дело? А «чайник» тем временем находит соисполнителей среди химиков и текстильщиков, его портфель разбухает от договоров и проектов, он знает уже дорогу в Минздрав, в Управление по внедрению новых лекарственных средств и медицинской техники. Он просит и выбивает. Ему надо, чтобы через год, а не через десять. Сколько же всякого непоправимого может в эти годы случиться... Начиналось все, как полагается, в глубокой древности: люди всегда болели. Еще в доисторические времена сшивали края ран полосками кожи животных (и сегодня предлагают брать вместо нитей узкие полоски кожи самого боль- 38
Все три существующие в мире рассасывающиеся нити из химических волокон: слева — дексон, справа — викрил, в середине — отечественный окцелон ного — из тех соображений, что свое своему не повредит). Затем появились шелк и кетгут, натуральные материалы. Первый готовят для нас шелковичные черви, второй мы сами должны готовить из подслизистого слоя бараньих кишок. Многие годы два эти материала применяли в самых разных операциях, а когда возникали осложнения, их далеко не всегда связывали с нитями, поскольку хватало и других причин — от инфекции до несовершенства техники самих хирургов. Но лучшие хирургические умы — Николай Иванович Пирогов едва ли не лучший и по самым современным меркам — уже в прошлом веке знали: дело и в нитях. ОТ КАПРОНА ДО МЕТАЛЛА Когда появились первые синтетические волокна (понятно, для технических целей), до чего же заманчивым казалось использовать их в хирургии! И в самом деле: нити прочные, хорошо скользят, не смачиваются раневыми жидкостями. Что еще надо? Правда, сначала брали обычные технические нити, конечно, обезжиренные и прокипяченные. Но постепенно стали делать и волокна специально для медицины, из тщательно очищенного и проверенного токсикологами сырья. Первым был капрон, он же найлон, вторым лавсан, или дакрон. Из них делали и по сей день делают хирургические нити разных толщин, переплетений и даже цветов. Если привести в систему сведения, накопившиеся в хирургических журналах, то окажется, что в мире выпускают около полусотни шовных материалов. Более десятка — полиамидных, из группы капрона; половина из них привычные крученые нити, но есть и плетеные, в виде шнурка, полого внутри. Встречаются мо- нофиламентные, наподобие жилки или лески, но больше мультифиламентных, сплетенных из тончайших волоконец. Это придает нити повышенную прочность и эластичность, ее удобно вязать узлами. Однако между волоко нцами образуются капиллярные каналы, по которым, как по эскалатору, в стерильные ткани может проникать инфекция, например через сшитую стенку кишечника или трахеи. Поэтому сейчас такие нити обычно покрывают монолитной пленкой из того же или другого полимера. Комбинированная нить и безопаснее, и эластичнее, и, кстати, лучше скользит в тканях. Нитей из полиэфиров почти столько же, сколько полиамидных. Лавсан появился позже капрона, нити из него совершеннее; среди них больше плетеных, меньше крученых. Снаружи их покрывают силиконами, тефлоном, воском, парафином. Несколько особняком стоят нити из полипропилена. Это уже третье поколение, о нем — с позиций хирургии — известно пока немного. Возможно, полипропилен потеснит со временем лавсан, как тот потеснил уже капрон. Еще вчера считалось, что все упомянутые нити не рассасываются в тканях. Но не успело еще это мнение устояться, как стало ясно, что практически любой полимерный материал подвергается в организме деградации, деструкции, какой-либо иной внутренней перестройке. К тому же организм реагирует на вторжение в ткани весьма агрессивно. Во всяком случае, доказано, что капрон деградирует за год-другой, лавсан несколько медленнее, но тоже разрушается. Можно ли назвать это рассасыванием? Вряд ли. Скорее, стареют полимеры — естественный процесс, хотя и убыстренный особыми условиями эксплуатации. Может быть, вы помните о странной идее, имевшей хождение лет пятнад- цать-двадцать назад, — подсаживать под кожу искусственные волосы? Обрили собачкам лбы, провели под кожей пучки нитей (специально для этой цели разра- 39
бота иным способом), кожу в этих местах задубили. Потом в популярном журнале появилось фото такой собаки, очень симпатичной, с хохолком. И посыпались письма от лысых и лысеющих обоего пола, готовых предоставить свои макушки* для дальнейших опытов. Увы, дальнейшего не было: месяцев через шесть нити потускнели, и те, что не отторглись тканями, начали сами по себе обламываться — просто постарели. Неудачу и средства, потраченные на эту работу, списали за счет несовершенства нитей — они и виноваты. Боюсь, что сегодняшне вели бы себя не лучше. Всему как говорится, свой срок. Но, может быть, это и к лучшему — надо ли швами испытывать организм на выносливость? Представьте: ушил хирург рану, стянул края прочной нитью, завязал ее тройным узлом (двойной может ослабнуть, развязаться). Ткани стянуты, сосуды и нервы пережаты, а они тонкие, им много не нужно... Так продолжается сутки, неделю, месяц. А ведь ране надо заживать, ей необходимы и нервные импульсы, и полноценный подвоз питания, и отток крови. Но швы лежат плотно: хирург постарался, сделал все на совесть. Что и говорить, приспособительные возможности живой ткани велики, организм борется с грубым вмешательством, раны все-таки заживают. Но ткани долго воспале ны, на месте швов образуются грубые рубцы, до нагноения и отторжения нитей, кратко обрисованных в самом начале, рукой подать. Двигаемся дальше — к металлическим нитям. Они тоже бывают кручеными и монолитными, раздражают ткани не слишком резко, но отрицательные свойства у них те же. Хирург чаще всего имеет дело с тканями, и без него измененными болезнью, а тут сам пережимает их проволокой. Хорошо бы удалить ее со временем, да не всегда это возможно. Остались в обиходе и натуральные материалы — кетгут и шелк. Кетгут дубят, шелк покрывают парафином, воском, кремнийорганикой. Это несколько снижает гидрофобность нитей и их «фи- тильность» (так называют в обиходе движение инфицированных жидкостей между волокнами). Кетгут еще хромируют, он становится жестче, глаже, медленнее рассасывается — иногда это желательно. Но все равно реакция на чужеродный белок, пусть даже слегка подгримированный, та же: аллергическая. Вот что стоит за красивыми товарными названиями нынешних хирургических нитей — супрамид, мерсилен, пролен, тикрон, флексон... Есть и совсем экзотические нити — скажем, из сухожилий крысиных и кошачьих хвостов. Но применяют их преимущественно сами изобретатели и ближайшие их последователи, а по качеству такие нити оставляют желать лучшего. А поиски стабильной, воспроизводимой, промышленной нити, которая рассасывалась бы в тканях организма, ведутся давно, в разных странах, и есть уже первые успехи. ОКЦЕЛОК ДИТЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Шовный бум начался в шестидесятые годы, когда промелькнули сообщения о рассасывающейся синтетической нити под названием деке он. Сделанные из полимера на основе гликолевой кислоты, волокна дексона рассасываются за срок от полумесяца до трех месяцев и в то же время сохраняют прочность даже в желудке по меньшей мере пять дней. Вслед за дексоном на сцену вышел викрил, сополимер гликолевой и молочной кислот. Поначалу обе нити рекомендовали только для перевязки сосудов раны, затем ими стали осторожно заменять кетгут, например сшивая слизистую желудка. Вековой опыт предостерегал: если нить быстро теряет прочность, то края раны скорее всего разойдутся, а тогда больной может умереть или же потребуется новая, но уже гораздо менее надежная операция. Однако раны заживали на удивление, более того, осложнений стало значительно меньше. Хирурги осмелели, все чаще шили дексоном и викрилом, появились десятки статей в солидных медицинских журналах. Плюс — яркая реклама, проспекты, лицензии. А достоинств и вправду немало. Не надо снимать швы в клинике — это со всех сторон выгодно. Во-первых, каждый день в больнице обходится недешево, но если рана сшита рассасывающейся нитью, то больного выпишут на несколько суток раньше, а швы снимут дома, и не врач снимет, а перевязочная сестра. Во-вторых, не надо срезать швов, они отходят вместе с повязкой, потому что нить под кожей потеряла прочность. Хотя процедура снятия нитей и не сложна, и почти безболезненна, но одной процедурой ме ньше — чем не реклама? Вот такие примерно нити и припрятывают наши операционные сестры для особых случаев, когда надо умилостивить шефа. Конечно, если есть что припрятывать. Читавшие второй и третий номера «Химии и жизни» за прошлый год, в которых напечатаны записки о Жуке, Мохере и других лабораторных животных, положивших жизнь на алтарь медицины, догадываются, очевидно, о чем пойдет речь — об окисленной целлюлозе, испы- 40
Начальная стадия гомогенизации окцелона в ткани печени. Вокруг волокна появляется тонкая мембрана из соединительной ткани танной в тех, не столь давних экспериментах. Только сейчас речь будет о клинике. Окисленная целлюлоза — не новинка. На ее основе в украинском городке Лубны выпускают два препарата — «Кровоостанавливающую марлю» и «Ге- мостатическую вискозу». Их не применяют разве что самые нелюбознательные хирурги. Чуть ли не в каждой аптеке продаются. Но шовный материал — не совсем то же, что марлевая салфетка. Понадобились пять лет работы, чтобы появилось на свет совместное детище Харьковского научно-исследовательского химико-фармацевтического института и Киевского НИИ клинической и экспериментальной хирургии: окцелон, первая отечественная рассасывающаяся хирургическая нить из искусственного волокна. С 1980 г. она разрешена Минздравом СССР, выпускается сейчас на опытной установке, а скоро начнется промышленный выпуск. Накоплен и первый клинический опыт: около пятисот операций (от ушивания кожи до швов пищевода) прошли без осложнений. Мы утверждаем, что этот принципиально новый материал позволяет сохранить жизнедеятельные ткани, с ненарушенным питанием и иннервацией. Но хирурги не верят на слово, даже если слово печатное. Надо проверять и проверять. Каждый отвечает за больного в одиночку, и поэтому так нелегко прокладывает себе путь в клинику каждый новый материал или метод. Поверят ли хирурги в нашу нить? БОЛЬНИЧКА НА КОЗЛОВКЕ — Ну что, уже режешь? — спрашивали приятели меня, студента третьего курса мединститута. Очень хотелось ответить — «да», но в таком важном деле я не мог кривить душой и отвечал уклончиво: — Я уже вяжу... Нам повезло с хирургией. Кафедра располагалась в районной больнице, прилепившейся к крутому правобережному склону Днепра. Следующая стадия рассасывания. Волокно внутри еще не изменено, но ближе к краю оно уже гомогенизировано, а по периферии его поглощают макрофаги — Та, что на Козловке, — говорили про нее киевляне. Кафедра оттуда давно переведена, а здание сохранилось — типично киевский дом с купеческими башенками и крышей в виде усеченных пирамид. Хотя до революции здесь была детская лечебница, но, похоже, строил ее архитектор, понаторевший на купеческих особняках. Больничка, а не больница: палаты тесные — негде повернуться. Маленькая операционная, перевязочная — пенал. Но какая вела сюда дорога! С Крещатика сворачивали вправо, проходили под знаменитым воздушным мостиком между садами и с километр шли по Петровской аллее, любуясь при желании прозрачнейшими за днепровскими далями. Сейчас тут деревья, но тогда, после войны, они еще не успели вырасти. Здесь, на Козловке, мне было суждено увидеть первые на моем веку операции, здесь, как положено, в первый и в последний раз мне стало дурно в перевязочной, здесь, потея от напряжения и старания, учился орудовать крючками — так называют хирургические инструменты, которыми растягивают рану. Но главное было не в том. Главное — здесь работал известный, популярный даже в те пятидесятые годы киевский хирург Борис Михайлович Городинский. Типичный профессор-хирург, с плотной шеей, крепкий, уверенный в себе, чуть (но только чуть) грубоватый. Стригся Борис Михайлович под бобрик, носил узкие, модные и осуждавшиеся в прессе брюки, сам мастерски водил серую «Волгу». Чем не кумир! Оперировал профессор сидя. Скальпель тонул в его крупных пальцах. Но как же ловко эти пальцы нанизывали друг на дружку узлы, завязывая непрочные шелковые и скользкие кетгутовые нити. И как хмурились редкие белесоватые бровки, когда с таким тщанием наложенный шов обрывался... Повальным увлечением третьекурсников было вязанье узлов. Они (узлы) гирляндами висели на ручках дверей в клинике, завязанные самыми разными спо- 41
собами — от примитивного (извините, «бабского») до скоростного, когда нить волшебно проскальзывает между пальцами почти невидимым для глаза образом и укладывается сначала в один, затем во второй, а при умении и в третий узел. Впечатление такое, будто хирург играет на арфе. Тут же, в перевязочной, нас учили снимать швы на коже — ловко подтягивать нить пинцетом за узелок, подрезать шов снизу под узлом с одной стороны и вытаскивать с другой, чтобы та часть нитки, которая находилась снаружи и, вероятно, была инфицирована, не проходила под кожей. Понятно было, что без этого не обойтись, что всему этому надо, что поделаешь, учиться. Но хирургия, конечно же, в чем-то совсем ином: в мокрых перчатках, устало брошенных на край раковины; в дрожащих от перенапряжения пальцах, которые не в состоянии распутать завязки бахил и халата; в признательности больных; в понимании, наконец, что человек спасен и ты к этому причастен. А всякие там инструменты и швы пускай придумывают другие. Разве это цель в жизни, когда вокруг такая хирургическая романтика, замешанная на бессонных ночах и безнадежном, но искреннем желании помочь своему кумиру — оперирующему хирургу! Так думалось двадцатилетнему студенту во время ночных дежурств в пропускнике и многочасовых топтаний в операционной районной больнички на Козловке. И стоит ли сегодня, с высоты прожитых лет и набранных знаний, отнюдь не систематизированных и универсальных, — стоит ли осуждать его за легкомыслие? Морские свинки в пластырио-марлевых повязках. Похоже, что зверьки неплохо чувствуют себя после операций с использованием окцелоновой нити 42 ПРОБЛЕМА НОМЕР ОДИН Министр медицинской промышленности удобно устроился сбоку от стола заседаний и приготовился слушать. Наверное, заинтересовали его эти рассасывающиеся нити, если с утра, в необычное для заседаний коллегии время, собрал своих заместителей и начальников главков. Они расположились возле министра, и он выделялся разве что чуть большей раскованностью позы. А по другую сторону стола — два докладчика перед экраном. Времени отпущено не так уж мало — целый час, но за этот час надо, во-первых, поведать технологию и, во-вторых, прокомментировать сто слайдов, на которых зафиксированы разные этапы медицинских испытаний в эксперименте и в клинике, при простых и намеренно усложненных хирургических ситуациях. Поскольку материал к тому времени уже получил разрешение для клинических испытаний, были сфотографированы этапы операций на людях (и на тех, кто, к глубокому сожалению, все же погиб — от причин, не связанных с нитью). Начал «генеральный конструктор» окцелона профессор Борис Георгиевич Ясницкий из Харькова. Назвал источники сырья, технологические возможности, способы изготовления. Вкратце: окисление придает целлюлозе способность рассасываться в тканях, а последующие операции делают нить прочной, эластичной, хорошо скользящей. Заодно нить становится черной, и это хорошо, потому что такая нить заметна в ране. Материал недорогой, сырье доступное, способ оригинальный... Хорошо, когда докладчик сразу и фармаколог, и химик, и инженер: вопросов почти не последовало. Тем более, что все присутствующие — специалисты по медицинским изделиям и говорят на понятном друг другу языке. Так же, как врачи с врачами. Доклад окончился; задвигались, закурили — похоже, что запрет на курение, такой строгий в Минздраве, сюда еще не дошел. Второму докладчику пришлось труднее — надо доказать, что нить в деле кое-что стоит, но аудитория неврачебная. Что ж... Слайд первый: все три существующие в мире химические рассасывающиеся нити — дексон, викрил и предлагаемый окцелон. Желтоватый, туго скрученный дексон, как будто чем-то проклеенный для гладкости;'зеленоватый, сплетенный в шнурочек викрил; а рядом с заморскими гостями черный, чуть поблескивающий окцелон. Смотрится ничего себе, вполне на уровне. А вот как будет работать?
Момент операции: рана ушитч о к цел оном Швы на коже кролика — три разных материала в три ряда. Первым начинает рассасываться дексон, затем викрил и некоторые швы окцелона. Это хорошо. Окцелон рассасывается в зависимости от способа обработки, а то, что позже, не страшно, главное, чтобы не раньше. Для того чтобы возникли тонкие перемычки из соединительной ткани, нужно время. В общем, есть возможность маневрировать... Новая серия слайдов: нитями сшиты желудок, тонкий и толстый кишечник, поджелудочная железа, мышцы, кожа. Вот петли кишечника, сшитые между собой, — случается такая необходимость; вот часть поджелудочной железы вшита в двенадцатиперстную кишку, а желчный пузырь соединен с тонкой кишкой. Черные стежки хорошо видны вначале, но через три-четыре месяца, иногда через полгода исчезают напрочь. А здесь нить на полтора года оставлена в стенке желчного пузыря и в самом пузыре. На стенке она рассосалась, а в полости лежит, но желчных камней на ней нет. Значит, можно не бояться осложнений и после операций на желчных путях. (Кресла в зале не скрипят, никто не кашляет, не шуршит бумагами. Можно двигаться дальше.) Гистология, исследования под микроскопом. Начинается рассасывание — между волокнами нити появляются макрофаги. Да и сами волоконца изменились — потеряли былую структуру, стали гомогенными, дробятся. Так они становятся легкой добычей этих клеток. А кроме того, идет гидролиз — на нить действуют тканевые жидкости. Но стихает послеоперационная буря, исчезают разрушенные клетки крови, в ткани все меньше лейкоцитов — постоянных спутников воспаления. И начинают уже возникать грануляции, закладывая основу будущего рубца, восстанавливается понемногу сеть тончайших капилляров и нервов. Однако есть и противник живых тканей — шовный материал. Правда, он не агрессор, как кетгут, и не бомба замедленного действия, как не- рассасывающаяся нить. Но и с окцело- ном организм не желает мириться. Макрофаги захватывают серую массу шовного материала, сами становтся серо-фиолетовыми, и наконец наступает момент, когда нити как таковой в ране нет. Даже отдельных волоконец нет — весь канал, проколотый иглой, заполнен макрофагами. Это — гранулема, это почти конец рассасывания, а остальное — дело времени. Макрофаги будут уходить по капиллярам и лимфатическим сосудам, на их месте разовьется нежная соединительная ткань. Окцелон не вызывает грубого рубцевания. А как лавсан, кетгут, хромированный кетгут в тех же условиях? Картина довольно печальная: лавсан прорезает тонкие ткани, кетгут поддерживает в тканях хроническое воспаление, поля лейкоцитов вокруг него как грозовые тучи. Конечно, это было известно и раньше, но объективности ради не мешает перепроверить... И самое последнее: как же нить ведет себя при клиническом применении? То есть, проще говоря, в организме человека, а не животного. Шов после удаления аппендикса, нить на пищеводе, межкишечный анастомоз... Швы положены ровно, опытной рукой — оперировали академик АН УССР Александр Алексеевич Шалимов, кандидат медицинских наук Ярослав Владимирович Гоер (он первый применил нашу нить в клинике). И совершенно ясно, что ведет себя окцелон так, как ожидалось, — можно ставить точку. — Так сколько нужно окцелона? — спрашивает министр. — Сначала заменим кетгут, потом посмотрим... Он смеется: — Куда хватили! Вашего окцелона еще в глаза никто не видел, а вы уже заменять собрались. И кетгут поживет, и лавсан. И правда, пока еще наладится выпуск окцелона... Годы пройдут. А хирургам и старых нитей иногда не хватает. Не отправлять же их в галантерейные магазины за хлопчатобумажными нитками. В министерстве — люди реалистичные, здравомыслящие. Министр похвалил, назвал выпуск окцелона «проблемой номер один» — по своей, разумеется, отрасли — и закрыл совещание. Поехали по домам. Министерство уговорили, будем уговаривать хирургов. Это потруднее. Окончание следует 43
Время от времени в редакцию «Химии и жнзни» поступают статьи, где излагаются оригинальные гипотезы о первопричинах и механизмах злокачественного перерождения клеток, во многом расходящиеся с общепринятыми взглядами. Не будучи достаточно компетентной, чтобы оценить такие гипотезы по существу, редакция тем не менее публикует некоторые из них — в тех случаях, когда нх рекомендуют к печати авторитетные специалисты, считающие, что данная гипотеза может представлять определенную научную ценность. Опубликовать предлагаемую статью рекомендовали нам академик ВАСХНИЛ И. Е. Мозгов и заведующий отделом Института полиомиелита и вирусных энцефалитов АМН СССР академик АМН СССР М. П. Чумаков, который в своем отзыве пишет: «Автор статьи — один из пионеров изучения лейкозов животных и имеет в этой области большие научные заслуги. Сторонником развиваемых им взглядов я не являюсь; однако как один из возможных подходов к проблеме, принадлежащий к тому же крупному исследователю, они заслуживают внимания — так же как и десятки других существующих сейчас теорий и гипотез, объясняющих процессы опухопевого роста. Ведь и невероятные, казалось бы, идеи, которым не суждено получить экспериментальное подтверждение, иногда могут натолкнуть исследователей на полезные мысли...» Онковирусы — прародители жизни? Доктор ветеринарных наук Н. В. РУМЯНЦЕВ Наша гипотеза о сущности опухолевых процессов не во всем согласуется с существующими в этой области представлениями. Она состоит в том, что опухолевые вирусы — онковирусы суть основной фактор эволюции жизни: представляя собой первичные половые клетки женского и мужского типов, они являются самыми ранними структурами и прародителями всего органического мира. В дальнейшей эволюции органической природы онковирус участвует, прививаясь к сильным, гармоничным организмам как симбионт (и даже встраиваясь, по Л. А. Зи ль беру, в геномы их клеток), а к ослабленным организмам как онкогенный фактор, приводящий к развитию нового организма — опухоли, которая, в свою очередь, производит огромное количество онковирусов. Определению опухоли как нового двудомного организма, образующегося при вегетативно-половом процессе между онковирусами и клетками организма, способствовало выяснение сущности особых структур, называемых клетками Боткина — Клейна — Гумпрехта. НЕ КЛЕТКА, А ОСОБЬ Клетки Боткина — Клейна — Гумпрехта — это необычные образования, обнаруженные при микроскопическом исследовании мазков крови. До сего времени считается, что это артефакты, то есть какие-то нежные клетки, деформированные и распавшиеся в процессе получения мазка. Но вот в 1963 г. в жидкости, взятой из лимфатического узла больной лейкозом коровы, были нами обнаружены очень похожие образования — красивые «кружевные» структуры. Не сразу удалось выяснить, что они представляют собой не что иное, как те же клетки Боткина — Клейна — Гумпрехта, но полученные в иных условиях, иными методами и на иной стадии их развития. А затем нами было выяснено, что эти структуры образуются при конъюгации — половом процессе, в котором как женское начало участвуют клетки организма, а как мужское — онковирус* В пользу того, что это половой процесс, говорило возникновение совершенно новой структуры, не сопровождающееся разрушением клетки. Не было также заметно никаких реакций на эти структуры и на их распад со стороны организма больных опухолями животных: ни нагноений, ни появления каких-либо клеток, уничтожающих эти структуры или продукты их распада. Организм не реагировал на них, они были для него «свои». Это означало, что геномы вируса и клетки мирно объединяются «в брачных объятиях». Теперь, когда эта биологическая криптограмма нами прочтена, можно легко проследить ход развития из оплодотворенной таким путем клетки этой необычной структуры (рис. 1). Созревшая структура или лизируется (растворяется), или распадается, выделяя онковирусы мужского типа, которые выносятся в кровь и в мазках отлагаются в виде пылевидного осадка (рис. 2). Таким образом, оказалось, что «клетка Боткина — Клейна — Гумпрехта» представляет собой не клетку, а мужскую особь, возникшую из обычной клетки организма и мужского онковируса. По-видимому, это самая малень- 44
I Развитие мужской опухолевой особи у крупного рогатого скота. Сначала хроматин ядра лейкоцита, оплодотворенного онковирусом мужского типа, распадается на глыбки, которые располагаются рядами в направлении к одному участку периферии ядра; в этом месте начинает выпирать наружу бугорок, в дальнейшем принимающий форму шляпки гриба (а); шляпка разрыхляется, делается кружевной и, созревая, постепенно окружает ядро, образуя нечто вроде цветка со сросшимися лепестками (б) кая мужская особь в природе. Эта особь не развивается в опухоль: распадаясь, как отцветший цветок, она образует «пыльцу»—онковирусы мужского типа. ЧТО ТАКОЕ ОПУХОЛЬ! Образование опухолевых клеток проходит, согласно нашей гипотезе, по другому пути: его можно сравнить с прививкой к дикой яблоне культурного привоя. К нормальным клеткам ослабленного организма прививаются онковирусы женского типа, то есть происходит вегетативная гибридизация, и в результате образуются мощно растущие опухолевые клетки. Конъюгации и оплодотворения здесь не происходит, так как оба партнера — клетка и онковирус — одного пола, женского. Клетки, ставшие опухолевыми, сохраняют общие черты привитых клеток, но обычно становятся крупнее и в различной мере изменяют свою структуру функции, окрашивае- мость. Они выходят из-под контроля организма, живут самостоятельной жизнью за его счет, паразитируя в нем, усиленно размножаются и разрастаются в опухоль. Проникшие в клетку онковирусы исчезают, как бы растворяются в ней. Опухоль похожа на молодое растение, которое может размножаться только побегами (метастазы). «Цветов» и «семян» на нем пока нет. Наши поиски структуры, производящей женский тип онковирусов, привели к так называемым зернистым клеткам (рис. 3), часто сопровождающим лей- Продукты распада мужских опухолевых особей» окаймляющие эритроциты 45
В центре — опухолевый лоловой аппарат женского типа — «зернистая клетка» козы и другие опухолевые заболевания. Сами они не делятся и потому в росте опухоли не участвуют. Последующие исследования привели нас к заключению, что эти «клетки» происходят из опухолевых клеток, оплодотворенных онковирусом мужского типа, и являются женскими половыми клетками опухоли. В ядрах таких клеток появляется мелкая зернистость, видимая в световой микроскоп,— это онковирусы женского типа. В зрелых зиготах после оплодотворения такие зернышки выделяются наружу, и нередко остается пустая строма (основа) клетки (рис. 4). Опухоль, таким образом, представляет собой двудомный организм (как двудомное растение, например тополь), женская особь которого и является вегетирующей опухолью, мужская же особь в развитии опухоли не участвует. Онковирусы с биологической точки зрения представляют собой мужские и женские половые клетки (рис. 5). Онковирусы мужского типа оплодотворяют женские не непосредственно, а в опухолевых клетках, где онковирус женского типа выступает как невеста с хорошим приданым в виде целого собственного поместья — клетки. КОГДА ПОЯВЛЯЕТСЯ РАК! Известно, что онковирусы могут содержаться в организме, не вызывая опухолевых заболеваний, и только после ослабления организма или отдельных его участков — органов они становятся онкогенами. Онковирусы относятся к обычной среде Земли. Можно предположить, что особенно насыщенная онковирусами среда — онкодиспансеры; тем не менее врачи, находящиеся в повседневном контакте с больными ра- 46 ком, не заражаются. Не возникали заболевания и после введения с лечебными целями здоровым людям крови лейкозных больных, а также после прививки опухолевых материалов добровольцам. Описаны случаи обнаружения вирусов лейкоза у крупного рогатого скота на протяжении 6 лет без всяких признаков заболевания. С другой стороны, у мышей, в организме которых онковирус не обнаруживается, после радиоактивного или химического воздействия появляются и онковирусы, и опухоли. Лейкоз вызвали у сравнительно многих людей атомные взрывы в Японии. Значит, вирусы у заболевших были, но болезни не вызывали. Как видно, главное значение для развития болезни имеет не присутствие в организме онковируса, а состояние организма. Онковирус как бы наблюдает за ним и при нарушении его гармоничного состояния прививается к его клеткам как онкоген. ОНКОВИРУСЫ И ЭВОЛЮЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА Жизнь животного или растения начинается с конъюгации половых клеток, передающих наследственные качества и обеспечивающих более или менее полное повторение предков. Но при этом сумма наследственных качеств не может увеличиваться, а может только уменьшаться. Особенно заметна потеря жизненности при близкородственном размножении. В животноводстве близкородственное разведение часто приводит к вырождению. Таким образом, эволюция не может осуществляться только половым процессом в пределах одной семьи — должны существовать более широкие стимуляторы эволюции. Мы полагаем, что такими стимуляторами являются гены онковирусов, распространяющиеся не Остаток сзернистой клетки» после выхода онковирусов женского типа
только за пределы семьи или вида, но и за пределы биологических царств. Онковирусы широко распространены в биосфере, они попадают в нее и от человека, и от животных, и от растений. Опыт каждого индивида фиксируется в каждой его клетке, а также в онковирусах как таковых и в стойких или временных органеллах клеток. Особь получает такие органеллы или наследственно — с половыми клетками, или прижизненно — в форме «диких» онковирусов от различных представителей животного и растительного царств. Попадая с воздухом, водой, пищей, при контактах и т. д. от одного индивида к другому, онковирусы передают им накопленную информацию и получают новую. Таким образом, онковирусы. онковирусы Схема онкогенеза. Цветом показаны опухолевые клетки являясь связующим звеном между всеми объектами биосферы, выполняют самую ответственную роль в эволюции жизни. Каждому понятно, что от своего прошлого — как индивидуального, так и филогенетического —уйти невозможно. Мы — продолжение прошлого, и мы расплачиваемся за ошибки предков, переданные нам в половых клетках. И только широкая информация, которую несут онковирусы, способна исправлять подобные соматические нарушения. Прямое отношение, как мы полагаем, имеют онковирусы и к зарождению жизни на Земле. Обычно наука считает началом жизни клетку; вирусам же права на жизнь не дано: их причисляли и к химическим веществам, и к. пред- жизни, и к «особым формам» жизни. В частности, отнести вирусы к клеткам мешал такой довод: онковирусы сами не размножаются (как, например, бактерии), а реплицируются только в клетках, в которых «паразитируют». Но напомним, что онковирусы губят не клетки — их они усиливают. Онковирусы губят ослабленные организмы, развивая в них другие организмы, более мощные, а именно опухоли; опухоли же, в свою очередь, являются местом, где развиваются онковирусы, сохраняющие в себе программу эволюции и начало органической жизни. Мы полагаем, что началом органической жизни можно считать не вегетирующую клетку, а несколько более раннюю: первичную половую клетку, то есть онковирус. Таким образом, наша гипотеза сводится к следующему. В эволюции органической природы важнейшую роль играла и играет первичная половая клетка — онковирус, аккумулирующий в себе миллиардолетний опыт выживания и приспособления. Онковирус прививается к клеткам организма или как симбионт (в том числе встраиваясь, по Л. А. Зильберу, в их геном), или — к ослабленным, неспособным к эволюции организмам — как перехватываю щи й эстафету жи зн и двудом ный организм — опухоль. Такая структура, замещающая обычный организм, восполняет эту потерю большим числом онковирусов, фиксирующих в себе миллиарды лет опыта жизни на всех ступенях развития растительных и животных организмов. Из этого представления о сущности онковирусов как родоначальников и эволюционирующих спутников органической жизни вытекает необходимость не безнадежной борьбы с ними, а укрепления здоровья организма. В этом случае онковирусы будут, не причиняя вреда, прививаться к организму как эволюционные факторы жизни. 47
А почему бы и нет? Алгебра интуиции Почти 150 лет назад английский математик- самоучка Джордж Буль опубликовал статью, которую сегодня наверняка бы отверг любой журнал хотя бы из-за ее названия. «Законы мысли и алгебра логики» — так называлась эта статья. Современный рецензент заметил бы, что законы мысли изучает психология, а алгебру логики — математика, и поэтому абсурдно смешивать в одной статье два столь разнородных понятия. К счастью, Буль жил в то время, когда рецензенты еще не были столь категоричны в своих суждениях, и поэтому стал основоположником нового раздела математики, названного в его честь булевой алгеброй. Открытые им законы мысли относятся к так называемому репродуктивному мышлению и позволяют математически строго выводить из заданных посылок все возможные следствия. Однако булева алгебра оказывается беспомощной при попытках описать продуктивное, творческое мышление: последнее до сих^ пор считается областью, где господствует интуиция, не поддающаяся никакой формализации. Между тем достаточно просмотреть любой выпуск бюллетеня изобретений и открытий, чтобы заметить, что закономерности в творческом мышлении все-таки существуют. Проанализируем описания двух изобретений. 1. Авторское свидетельство № 184649. Способ вибрационной очистки металлоизделий в абразивной среде, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса очистки движения вибрации сообщают обрабатываемой детали. 2. Авторское свидетельство № 187577. Устройство для тренировки пловцов, отличающееся тем, что оно выполнено в виде бассейна с замкнутым проточным каналом, в котором установлен гидронасос, создающий в бассейне направленный водный поток. Несмотр я на всю непохожесть этих изобретений, их логика абсолютно одинакова: если нас что-то не устраивает, то может подойти нечто противоположное. Например, в первом случае, для того чтобы вызвать вибрацию абразивной среды, нужно применять специальное устройство, что удорожает очистку. Гораздо проще поступить наоборот: движения вибрации сообщать не среде, а само й дета л и. Во втором случае обычный бассейн неудобен тем, что в нем трудно тренироваться в плавании на дальние дистанции. Поэтому предложено не плыть вдоль бассейна с неподвижной водой, а' поступать наоборот: прокачивать через бассейн воду со скоростью движения пловца. Этот общи й изобрета- тельский прием несложно формализовать. Обозначим какой-либо объект или какое-либо действие знаком «А», а противо- 48
положный объект или действие знаком «—А». Тогда логику, приведшую к созданию двух упомянутых выше изобретений, можно символически записать так: А—*— А. Что означает: если не подходит «А», то, может быть, подойдет «—А». Другой типичный ход мысли, обнаруживаемый при анализе изобретений и открытий, состоит в том, что если одного объекта или действия недостаточно для достижения цели, то следует попробовать использовать несколько однотипных объектов или действий. Символическая запись этого изобретательского приема выглядит следующим образом: А-*А + ... + А. Вот конкретная иллюстрация этого приема. У биологов возникла необходимость определить температуру тела жучка- долгоносика. Попытки поставить жучку миниатюрный градусник оказались неудачными: долгоносик слишком мал для подобной процедуры. Тогда исследователям пришла в голову остроумная мысль: измерять температуру сразу целой кучи насекомых. В коробку, наполненную долгоносиками, опустили обычный термометр и без особого труда получили нужный результат. Еще один типичный ход изобретательской мысли выражается следующей формулой: А+А — А+(—А). То есть если совокупность двух однотипных объектов почему-то оказывается неудовлетворительной, то более приемлемой может оказаться система двух чем-то противоположных объектов. Например, существует традиция оснащать многомоторные самолеты одинаковыми двигателями. А вот у одного самолета впереди расположен турбовинтовой двигатель, а в хвосте — турбовентиляторный. Таким образом, даже беглый анализ литературы показывает, что в изобретательском деле существуют типичные эвристики. Необходимо лишь вы яс- нить, образуют ли эти эвристики «законы мысли» в булевском понимании, то есть образуют ли они алгебру, с помощью которой можно выводить новые эвристики, которые изобретатели и ученые обычно разыскивают чисто интуитивно. Оказывается, приведенные выше основные правила действительно могут служить своеобразными аксиомами, из которых можно выводить новые полезные идеи. Вот, например, как можно решить техническую проблему, пользуясь «алгеброй интуиции». Обычные автомобильные бензобаки имеют один серьезный недостаток: в момент аварии они могут привести к взрыву. Что надо сделать, чтобы бензобак стал взрывобезопас- ным? Обозначим обычный бак символом «А». Наши формулы предлагают следующие варианты решений проблемы: «—А», «А+...+А» и «А+(—А)». Рассмотрим, что могут дать эти решения. 1. Замена «А» на «—А». Бак грозит опасным взрывом из-за того, что в нем содержится много горючего. Разумеется, если взять маленький бак, то взрыва не произойдет,— вот какое решение предлагает формула. К сожалению, такое решение проблемы не годится: маленький топливный бак не обеспечит автомобилю достаточно большого пробега от заправки до заправки. 2. Замена «А» на «А + ... +А». Это решение тоже не подходит, так как несколько больших баков, установленных на автомобиле, только увеличат опасность взрыва. 3. Замена «А+А» на «А+(—А)». Тоже неудача: дополнение большого бака маленьким ничего не дает. Значит, неудача? Вовсе нет. Ведь мы забыли о том, что формулы можно еще и комбинировать. Заменим во второй формуле все «А» на «—А» и получим новую формулу: А—(—А)+ ...+(—А). Эта формула предлагает заменить один большой бак набором маленьких. Такое решение подходит: существует изобретение, согласно которому обычный бензобак делят на маленькие ячейки. Итак, у интуиции есть свои законы, возможно, не менее строгие, чем законы мысли, законы логики. Может быть, кое-кому может показаться печальным, что творческий процесс можно формализовать подобно тому, как удалось формализовать самые сложные вычислительные операции. Но разве продуктивное использование правил творческого поиска — не творчество? В. Б. КАРАСИК От редакции. Напоминаем читателям, что за правильность рассуждений и выводов заметок, публикуемых в разделе «А почему бы и нет?», ручаются только авторы. 49
Мы живем, в сущности, на острове посреди океана. Моря занимают почти 3/4 поверхности планеты, а из той четверти, которая досталась на долю суши, 75—80% были когда-то морским дном, о чем свидетельствуют километровые толщи образовавшихся тогда осадочных пород. В океане зародилась жизнь, море кормит немалую часть человечества, морские транспортные пути соединяют народы и страны, дальние плавания не раз приводили к открытиям, изменявшим ход истории... Каждый год выходят в свет десятки изданий о море — от монографий до альбомов- раскрасок. Одно из самых интересных выпускает вот уже несколько лет Дальневосточное книжное издательство — это ежегодный научно-популярный сборник «Океан и человек» (редактор — А. А. Ильин). В отличие от большинства других популярных книг о море, содержание ежегодника не исчерпывается тем, что можно было бы назвать естественной историей океана (хотя и эта сторона хорошо представлена в статьях о различных природных явлениях в океане, о геологии и биологии моря, о его природных ресурсах). Большинство статей и очерков ежегодника — это статьи не просто об океане, но и о человеке — мореплавателе, исследователе, труженике моря. Описания морских путешествий и репортаж о спасении погибающего судна; записки современного гидронавта и интереснейшие письма русского мореплавателя XIX века В. А. Римского-Корсакова; статьи о поисках морских кладов и о пиратах наших дней; рассказы о людях, так или иначе связанных с океаном, от Чарльза Дарвина до одного из первых исследователей Приморья капитана Скрыплева... Такой разносторонний подход, пожалуй, главная и самая привлекательная особенность книги; поле деятельности составителей благодаря этому, по-видимому, столь же беспредельно, как и сам океан, и нет сомнений, что в будущих выпусках ежегодника читатель встретит еще немало новых, столь же неожиданных тем, аспектов, героев. Конечно, есть у ежегодника и недостатки, хотя и незначительные. Не совсем четко распределение статей по разделам; при общем весьма высоком научном уровне — это, надо полагать, заслуга научных редакторов книги: доктора геолого-минералогических наук Е. В. Краснова (Дальневосточный геологический институт ДВНЦ АН СССР) и доктора биологических наук В. П. Шунтова (Тихоокеанский институт морского рыбного хозяйства и океанографии — ТИНРО) — некоторые статьи, напечатанные в разделе «Гипотезы», производят впечатление, мягко выражаясь, несколько легковесных. Жаль, что составители не сообщают читателю никаких сведений об авторах статей и очерков. Наконец, явно мал 10-тысячный тираж ежегодника: даже во Владивостоке достать его почти невозможно, а уж на долю читателей, живущих по берегам других морей, и вовсе почти ничего не остается. Будем надеяться, что издательству удастся изыскать возможности увеличить тираж этой полезной книги. А пока что можно предположить, что значительное большинстве читателей «Химии и жизни» не только не знакомо с ежегодником «Океан и человек», но и слыхом о нем не слыхало. Поэтому мы перепечатываем здесь одну из статей последнего выпуска ежегодника, вышедшего в 1981 году; авторы ее — сотрудники лаборатории больших глубин ТИНРО. Моллюски — эта своеобразная и во многих отношениях замечательная группа беспозвоночных животных — с давних пор широко использовались людьми. 50 Во Франции, в пещерах- Кро-Маньон, где были обнаружены останки древнейших людей, близких к современному типу, археологи нашли и множество ра-
ковин моллюсков. Моллюски служили людям пищей, из них извлекались лекарства и красители, они давали жемчуг и перламутр. И в наши дни эти животные употребляются для приготовления деликатесных пищевых продуктов: мировой промысел моллюсков превышает 2,5 миллиона тонн. Первое место занимают знаменитые устрицы, которых выращивается и вылавливается более 762 тыс. тонн, почти столько же — мидий и гребешка. Увеличивается промысел так называемых кламов, к которым относятся различные съедобные песчанки, сердцевидки, мактры; в большом количестве добываются и брюхоногие моллюски — трубачи, береговички, морские шлемы — стромбусы. Мы же хотим рассказать о том, какое значение в хозяйственной деятельности людей имеют раковины моллюсков — своеобразные известковые убежища, надежно защищающие нежные, мягкие тела своих владельцев. Если рассмотреть под микроскопом или сильной лупой поперечный срез раковины, то можно увидеть, что она состоит из трех слоев. Верхний, образованный роговидным органическим веществом, называется конхиолиновым; у многих раковин он довольно легко стирается, и тогда из-под него выступает второй, так называемый фарфоровый слой, состоящий из сравнительно крупных кристаллов извести. Наконец, у раковин многих моллюсков имеется еще третий, внутренний слой, образованный тончайшими известковыми пластинками. Благодаря неравномерному отражению света от пластинок этот слой приобретает своеобразный радужный блеск, за что и получил название перламутра. Чем многочисленнее и тоньше эти пластинки, тем красивее и ярче перламутр. Практически все моллюски, раковины которых имеют перламутровые слой, могут образовывать жемчуг. Жемчужины встречаются даже в консервах из мидий. Однако львиная доля мирового промысла жемчуга приходится на морских жемчужниц птерий и пинктад; большое количество неплохого жемчуга дают трохусы, морские молотки — маллеусы, пресноводные жемчужницы. Нужно сказать, что жемчуг можно найти и у моллюсков, раковины которых лишены перламутра. В витринах некоторых ювелирных магазинов выставлены огромные — почти с детскую голову — «фарфоровые» жемчужины, которые находились в гигантских двустворчатых моллюсках — тридакнах. Стоимость такого жемчуга, понятна, невелика. Зато высоко ценятся красивые розоватые жемчужины стромбусов. Самые разные народы, населяющие нашу планету, использовали раковины для изготовления орудий труда и сосудов для хранения жидкостей; из раковин делались украшения и предметы быта, музыкальные инструменты и детали одежды. Почти плоские полупрозрачные раковины плакуны, достигающие в диаметре 14 см, издавна использовались народами Дальнего Востока для замены оконных стекол. И ныне, как пишет известный малаколог — специалист по моллюскам Б. В. Властов, их добывается на одних только Филиппинских островах несколько миллионов штук ежегодно; моллюска даже специально разводят, сейчас, впрочем, для приготовления краски. Очень широкое применение имели гигантские раковины тридакн, крупнейших из двустворчатых моллюсков. Жители некоторых коралловых атоллов, не знавшие до появления европейцев не только металла, но и обыкновенного камня, выделывали из раковин тридакн, достигающих 1,5 м длины и 200 кг веса, разнообразные топоры, тесла, рыболовные крючки; использовались раковины также в качестве сосудов и ванн. В парижском соборе св. Сульпи- ция хранятся две кропильницы из раковин тридакн, подаренные королю Франциску I Венецианской республикой. Нашли применение раковины и в качестве музыкальных инструментов. Придворная знать времен Екатерины II, прогуливаясь по дорожкам Петергофа, услаждала свой слух «устрицевыми звуками», которые, резонируя при ветре, производили заморские раковины, укрепленные на подставках. Гигантские раковины тритонов получили свое название по имени древнегреческого бога — получеловека-полурыбы. Бог этот почитался как усмиритель морской стихии: поднимаясь в бурю на поверхность, Тритон звуками раковины-трубы успокаивал волнующийся океан. И поныне жители некоторых островов применяют полуметровые раковины тритонов в качестве труб, предварительно высверлив небольшие отверстия в суженной части завитка. Такой инструмент звучит подобно горну. Но, пожалуй, шире всего используются раковины в качестве украшений и в ювелирном деле. Жители Приморья хорошо знают крупного съедобного моллюска — гребешка. Характерный облик раковины этих моллюсков издавна использовался в разнообразных художественных и ар- 51
хитектурных орнаментах. Но далеко не все знают, что раковины гребешков в средневековой Европе были эмблемой рыцарской доблести. Возвращаясь из Палестины, рыцари-крестоносцы привозили диковинные по тем временам заморские «раковины св. Якова» как доказательство своего участи я в вой нах с «неверными», а их потомки гордо носили раковины гребешков, пришитые к плащам, как знак принадлежности к роду «освободителей гроба господня». Любимым украшением североамериканских индейцев были вампумы — пояса, вышитые узорами из самых разнообразных раковин. До сих пор в одном из музеев сохранился вампум, на котором раковинами расшито изображение белого колониста, держащего за руку индейца. Эта «картина» увековечила важный момент в истории США — продажу в 1682 г. индейским вождем Лени-Ленапу английскому колонисту У. Пенну земель нынешнего штата Пенсильвания. В США и Японии существует довольно крупный промысел «морского уха», или халиотиса. Халиотисы, раковины которых снабжены несколькими дыхательными отверстиями, добываются и выращиваются не только ради вкусного мяса, но и для получения ценного перламутра красных или зеленоватых тонов. Иногда в них встречается и жемчуг тех же оттенков. Индейцы делали из этих раковин браслеты и другие украшения. Искусство инкрустации перламутром вообще очень широко распространено среди жителей морский побережий, да и не только среди них. Кому не знакомы вьетнамские, китайские, японские статуэтки, шкатулки, броши, мебель, украшенные кусочками перламутра! В Индийском и Тихом океанах распространены трохусы с закрученной, как волчок, конусообразной раковиной, дающей прекрасный перламутр, который ранее, до наступления «века синтетики», широко использовался для изготовления пуговиц. Особенно широко велся промысел нильского трохуса; раковина же мелкой европейской разновидности — адриатического трохуса целиком идет для ювелирных поделок. Крупные, достигающие 20 см и 2 кг веса раковины турбо используются в сувенирном производстве или непосредственно в качестве украшений. Из массивных раковин стромбусов — морских шлемов вырезаются и статуэтки. Мелкие раковины ципрей и олив использовались для изготовления запонок и пуговиц. Для этой же цели употреблялись прочные крышечки трохусов и турбо, которыми моллюски закрывают входные отверстия своих жилищ. Эти крышечки развиты особенно сильно у тех видов моллюсков, раковины которых предпочитают для проживания конкуренты — раки-отшельники, ставшие поэтому опасными врагами законных владельцев раковин. Еще более жестоким врагом моллюсков являются хищные морские звезды. Для защиты от них, как полагает видный немецкий морской зоолог Бауер, служат утолщенный последний завиток раковины и иглы, покрывающие у некоторых моллюсков всю ее поверхность. В коллекциях многих любителей раковин имеются ципрей, похожие по форме на крупные кофейные зерна с зубчиками на внутренней стороне бороздки. Эти гладкие, как £ы отполированные «раковины Венеры» — так называли ципрей в средневековой Европе — считались талисманом от бесплодия и различных болезней. Ими расшивалась одежда, украшалась сбруя лошадей. Китайские ювелиры использовали ципрей для развития чувствительности пальцев, часами поглаживая поверхность раковин. Жители Соломоновых островов украшают крупными экземплярами ципрей свои лодки и жилища. Но далеко не все владельцы ципрей знают, что в их распоряжении находится своеобразная валюта, пожалуй, самая древняя в истории человечества. Раковины ципрей, получившие в своем «валютном» варианте название каури, стали использоваться в качестве денег еще более чем за 1500 лет до нашей эры, сначала в Японии и Китае, откуда они проникли в Индию, Индокитай и постепенно распространились до Северной Европы. Эти раковины находят при раскопках древних могильников Англии, Германии и у нас в Прибалтике и Белоруссии. До сравнительно недавнего времени каури имели хождение в Северной Индии, Бенгалии; всего столетие назад их во множестве завозили в Афганистан, Иран, Аравию. Обычно в качестве денег использовались раковины кольчатой ципрей и ципрей монеты, которые во множестве встречаются в районе Мальдивских островов. Однако наибольшее распространение эта валюта получила много западнее места, где вылавливают эти раковины,— в странах африканского континента. Дело в том, что до появления европейцев народы Африки не имели какой-либо определенной денежной системы. Блестящие ракушки пришлись по вкусу африканцам: они были прочны, удобны в обращении, кроме того, их невозможно подделать. Первые партии каури были завезены в Африку еще в конце XV века. 52
Купцы получали огромные барыши, сбывая почти ничего не стоящие ракушки в обмен на слоновую кость, золотой песок и другие товары. Особенно способствовало распространению этих денег развитие работорговли. Экспорт каури приобрел в тот период необычайный размах: в архивах Лондонской купеческой гильдии сохранилась запись о том, что в одном только 1849 г. англичане ввезли в Африку более 300 тонн каури, а всего за столетие на этот материк, главным образом на Гвинейский берег, было доставлено 115 000 тонн ракушек. Последствия «ракушечной лихорадки» не замедлили сказаться: произошла подлинная девальвация этой валюты. Если в 1624 г., как пишет в своей книге «Промысловое использование моллюсков» А. В. Иванов, покупка невольника обходилась всего в 2—3 пригоршни раковин, то столетие спустя цена возросла до 80 тыс. штук, а еще позднее для приобретения такого «товара» требовалось уже около 25 кг каури. Обнаружение у берегов Занзибара крупных скоплений местных ципрей окончательно подорвало эту валютную систему. В наши дни обесцененные каури используются некоторыми африканскими племенами лишь как украшения для парадной одежды. Валютой служили не только ципрей. Индейцы Северной Америки и маорий- цы Новой Зеландии употребляли в качестве денег белые, напоминающие крохотные слоновьи бивни раковины «морского зуба» — денталиума. Круглые деньги <спела», вырезанные из раковин конусов, использовались в Африке, Микронезии, на Соломоновых островах. На Соломоновых островах, кроме того, имели хождение дисковидные, размером около 10 см, деньги, выпиленные из раковин тридакн. Эти деньги высоко ценились: за одну такую монету можно было приобрести до двух тысяч кокосовых орехов, или одну свинью, или... хорошо выделанную человеческую голову. На Полинезийских островах в качестве денег «тамбу» употреблялись раковины моллюска насса. Отбеленные на огне костра раковины нанизывались на шнуры длиной около полуметра. Связанные воедино, эти шнуры достигали более километра в длину. При оплате покупки от связки, содержащей подчас миллионы раковин, отрезали кусок нужной длины. В наше время, кажется, единственным местом, где все еще изготовляются подобные деньги, остался «монетный двор» на острове Ауки, входящем в состав Соломоновых островов. Как пишет побывавший на нем чехословацкий этнограф М. Стингль, «чеканка» денег — привилегия женщин; мужчины же занимаются сбором сырья. Выловленные раковины разбивают, отдельным кускам придают округлую форму, затем их полируют, сверлят и нанизывают на шнурки из кокосовых волокон. На Ауки производятся деньги трех видов. Наиболее распространены «белые» деньги из раковин «какаду» — моллюска зернистой арки. В меньшем количестве выпускаются «черные», более дешевые деньги из раковин курилы и исключительно дорогие «красные» деньги, изготавливаемые из раковин моллюска хама. «Красные» деньги и поныне высоко ценятся в тех краях; их охотно принимают в уплату за товары европейские и китайские торговцы. В ходе видообразования у некоторых современных моллюсков произошла редукция — уменьшение, а иногда и полное исчезновение раковины, которую имели их далекие предки. Давней недоброй славой у моряков и строителей пользуется «корабельный червь» — древоточец тередо. Это животное с длинным, вытянутым в нить телом на самом деле относится к двустворчатым моллюскам; свидетельство тому — рудименты раковины, крохотные створки с режущими краями: используя их как сверло, тередо вбурав- ливается в древесину. Дерево моллюску — и стол, и дом; выстилая прочными известковыми отложениями свой ход, тередо как бы возмещает утрату раковины, а древесные опилки обеспечивают ему пропитание: тередо вырабатывает ферменты, расщепляющие целлюлозу до глюкозы. Впрочем, не брезгует он и мелкими живыми организмами. Давно вымерший предок кальмара головоногий моллюск белемнит, по образному выражению известного писателя-биолога И. И. Акимушкина, «проглотил» свою раковину, и она оказалась внутри его тела, где служила своеобразным внутренним скелетом. Заостренные, напоминающие наконечник копья обломки этих раковин — «чертовы пальцы» иногда целыми россыпями встречаются на песчаных пляжах вдоль берегов тихих рек Центральной России, напоминая о том, что когда-то в этих местах плескались древние моря. Другая, также вымершая группа головоногих моллюсков обладала, напротив, хорошо развитыми раковинами, порой достигавшими гигантских размеров. Из-за своих спиральных, скрученных «в бараний рог» раковин эти моллюски получили название аммонитов — от имени древнеегипетского бога с бараньей головой Аммона. К тому же 53
:•.*-»-. . * l: -лёйЯГ •Ж£и I ципрея монета! 1^ ^щлакжп морское ухо \1\ il г'' < л1 -_ МОРСКОЙ ЗУБ ■аммонит. первые образчики аммонитов ученые нашли в камнях, из которых было сложено основание одной из статуй этого бога. Среди аммонитов встречались подлинные исполины: аммонит пахидискус обитал в спиральном колесе диаметром до 3 м. У большинства же ныне живущих головоногих моллюсков внутренняя раковина или исчезла совсем, или редуцировалась до хрупкой прозрачной стрелки у кальмаров. Лучше сохранилась раковина каракатиц. Рудимент ее, известный под названием «кость каракатицы», используется весьма широко: растертой в порошок «костью» лечат некоторые заболевания, ее применяют в качестве тончайшего абразива, до* бавляют в зубной порошок. В ювелирном деле «кость» идет на приготовление форм для миниатюрных отливок. Пережженная «кость» наряду с орехами арековой пальмы и листьями жгучего тропического перца входит в состав знаменитого бетеля, заменяющего жевательную резинку жителям Юго- Восточной Азии. Используется «кость» и в качестве добавки в корм скоту. Однако и среди современных головоногих встречаются формы, сохранившие, подобно древним аммонитам, наружную раковину, хотя она и не достигает таких огромных размеров. Завиток полосатой раковины кораблика — наути- V
морскойшдшм наутилус-корзышк крлько отсеков — клбитает в перед- ьшой, по мере роста 'все, новые, более про- сто0МрРк'Д*лвры, которые строит в течение жизни. Для погружения в воду,— а наутилус ныряет на глубину до 700 м,— моллюск заполняет камеры водой, а для подъема продувает их газами, выделяющимися при дыхании. Внутренняя сторона довольно тонкой раковины наутилуса покрыта перламутром; изредка у этих моллюсков находили жемчуг. V Нуржно сказать, что раковины многих вымерших моллюсков служат людям добрую службу многие тысячи, а то и миллионы лет спустя после гибели своих хозяев. Прочные известковые раковины моллюсков (и некоторых других групп морских животных) хорошо сохраняются в морских отложениях, несмотря на частые катаклизмы, потрясавшие Землю. Давно известно, что каждая прошедшая геологическая эпоха отличалась своими наиболее типичными массовыми видами моллюсков — «руководящими формами», как их называют в науке. И современный геолог, исследуя образцы горных пород, может, если эта порода осадочная, по таким остаткам судить о том, к какому геологическому периоду относится образец.
Более того, по распространению ископаемых моллюсков можно определить, какие условия существовали ранее в морях, покрывавших когда-то современную сушу. Так, изучив распространение в осадочных породах Европы арктического моллюска портландии (ранее называвшегося йолдией), геологи пришли к выводу, что значительная часть Северной Европы, вплоть до Балтийского моря, около 10 тыс. лет назад, после таяния ледника, была дном холодного распресненного моря, получившего название Йолдиевого. Позднее, 3— 5 тыс. лет назад, образовалось более теплое Литториновое море — это было установлено по распространению других, уже более теплолюбивых моллюсков. Кристаллографический анализ ископаемых раковин позволяет судить о климатических условиях, при которых существовали моллюски, проследить ход изменения климата. В 1952 г. была исправлена ошибка, которую в течение десятилетий совершали зоологи и палеонтологи. Трал, опущенный с исследовательского судна «Галете я» на глубину 3950 м, принес несколько экземпляров необычных моллюсков, имевших округлую желтоватую раковину с конической верхушкой. Эти моллюски, названные неопилинами, оказались благополучно здравствующими в наши дни представителями древнейшей группы, которая, как были убеждены исследователи, вымерла много миллионов лет назад — еще в меловом периоде. Открытие неопилин, как и обнаружение другого «живого ископаемого» — кистеперой рыбы латимерии, лишний раз показало, насколько несовершенны еще наши знания океана, особенно его глубинной зоны, где исследователей, несомненно, ожидает в дальнейшем еще множество новых интереснейших находок. Кандидат биологических наук М. Ю. НУЛИКОВ, Л. С. КОДОЛОВ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ БЕЗ ПРОПЕЛЛЕНТОВ Препараты бытовой химии в аэрозольной упаковке давно стали привычными. Они освежают воздух и морят тараканов, красят кожу и «лечат» поцарапанное крыло автомашины, удаляют лед с замерзших окон и т. д. и т. п. Но при одном условии: если не капризничает головка баллончика. Если же головка не срабатывает при нажиме, то это уж навсегда — ни исправить ее, ни извлечь каким-либо способом содержимое баллончика. Однако в прошлом году на Симферопольском заводе бытовой химии освоено производство препаратов в беспро- пеллентной упаковке. Жидкости расфасованы в полимерные баллончики, распыляют их с помощью несложного устройства, напоминающего пульверизатор. Устройство надежно и сравнительно недорого. КОНЦЕНТРАТОР КИСЛОРОДА О медицинском приборе с таким названием сообщил журнал «Medical News» A981, т. 13f № 14). Этот прибор, созданный в Англии, представляет собой молекулярное сито из синтетического цеолита с порами диаметром около 5 • 10'8 см. Такое сито способно разделять атмосферный воздух на азот и кислород; первый возвращается обратно в воздух, последний поступает больному, которому кислород прописан. Прибор хотя и удобен, но дорог, так что использовать его целесообразно только тогда, когда дышать кислородом надо длительное время, например при хроническом бронхите. ОТВЕТСТВЕННЫЕ ЗА АМИЛАЗУ Амилаза принадлежит к числу важнейших ферментов. Она ускоряет гидролиз крахмала, гликоге на и други х полисахаридов в живых организмах. Особенно велико значение амилазы в процессе пищеварения: без нее наш организм усваивал бы растительную пищу значительно хуже. Недавно группа биологов, работающих в двух университетах Японии, сумела выделить и идентифицировать гены, ответственные за выработку амилазы в организмах. А что если взять несколько генов от различных продуцирующих амилазу бактерий и ввести их в одну клетку? Не возрастет ли выработка амилазы этой клеткой во много раз? Утверждают, что это может быть. Дело за экспериментальной проверкой. ЧЕРНИЛА НА СУТКИ Что написано пером, не вырубишь топором. Известно. И не все гда ве рно. Вот еще одно — частное — тому доказательство. Как сообщил журнал «Science et vie» A981, № 760), в Японии изобретены чернила на одни сутки — через 24 часа текст сам по себе исчезнет. Автор изобретения считает, что применение таких чернил даст прежде всего экономию писчей бумаги, поскольку позволит один и тот же лист использовать многократно. А пометки на полях книг и журналов, на чертежах и картах? Новыми чернилами можно писать и на пластмассе, и на текстильных материалах. От себя добавим, что эти чернила — сущая находка для авторов детективных романов... Тоже польза! 56
Странный i\mp Ио Б. И. СИЛКИН Французский математик, механик и астроном Жозеф Луи Лагранж A736— 1813), девятнадцати лет ставший профессором, а в 23 года — академиком, предположил, что кометы могут рождаться при колоссальном взрыве или извержении на той или иной планете. Но есть ли действующие вулканы где- либо вне Земли — об этом во времена Лагранжа говорить было рановато. Шли годы, и вот советский астроном С. К. Всехсвятский, развивая гипотезу великого француза, пришел к выводу о сильной вулканической деятельности на поверхности Юпитера, Сатурна, Урана — и даже их спутников. Поначалу это был глас вопиющего в пустыне, но... В начале марта 1979 года, когда из окрестностей Юпитера стала поступать информация, собранная «Воядже- ром-1», Л. Морабито, сотрудница Национального ' управления по аэронавтике и исследованию космоса США, рассматривала на космоснимке лимб (видимый край диска) спутника Юпитера Ио. Фотография была сознательно передержана, чтобы лимб стал н-а ней более четким. Что-то странное, грибообразное выступало за пределы лимба. Высота выступа — чуть ли не триста километров над поверхностью спутника. Срочно собранный консилиум из планетологов и специалистов по обработке снимков пришел к заключению, что над поверхностью Ио поднялся громадный столб дыма, газов и других продуктов, выброшенных извержением. Еще в 1974 году В. В. Прокофьева, сотрудница Крымской астрофизической обсерватории АН СССР, заметила, что Ио временами светится ярче, чем обычно. Чуть позже в Азербайджане, в Шемахинской обсерватории, на спектрограмме Ио нашли линии излучения натрия, магния, железа и кальция. Откуда они? Не из недр ли были выброшены эти вещества вместе со струями вул- Из книги «В мире множества лун», которая выйдет в свет в 1982 году в издательстве «Наука». канических газов и паров? Но такой вывод был в то время недоказуемым. Теперь же на космоснимках были несомненно обнаружены по крайней мере три столба вулканического дыма и пепла. А еще четыре — с различной степенью уверенности. Их высота свидетельствует, что скорость выброса вулканических частиц огнедышащими горами Ио достигает километра в секунду I А у нас на Земле при самых сильных извержениях, например Этны, эта скорость всего около пятидесяти метров в секунду. Более того, на сегодняшний день в Солнечной системе нет ни одного небесного тела с такой активностью недр, как у Ио. • * Ио окружена красивой дымкой. В ней нашли серу, которая как бы «маркирует» путь Ио вокруг Юпитера. Серу в космос, наверное, выбрасывают вулканы. Ведь и у нас на Земле вулканы извергают немало двуокиси серы и сернистого водорода. Другая составляющая часть красивого убора Ио — золотистая натриевая вуаль, отражающая лучи Солнца. Излучение атомов натрия обычно исчезает при их ионизации. В условиях Ио атому этого элемента суждено прожить в неионизованном состоянии в среднем часов двадцать. Значит, если вулканы Ио отдохнут хотя бы сутки, то все атомы натрия ионизируются и натриевой вуали нам уж не видать. Недавно главный из открытых «Вояд- жером-1» вулканов внезапно угас. Правда, до этого он успел завалить окрестности обломками, которые поначалу образовали холм, очертаниями напоминающий сердце, а потом его очертания превратились в аккуратный овал. И еще одна любопытная деталь. Ровно за неделю до того как Морабито склонилась над фотографией с изображением грибообразного столба, вышел номер солидного журнала «Science», а в нем статья, которая утверждала, что Ио — самое горячее тело земного типа во всей Солнечной системе. Вот как рассуждали авторы этой статьи. 57
*, ^w Ио всегда повернута к Юпитеру одним боком. И на поверхности, обращенной к Юпитеру, должен быть приливный горб высотой около пяти километров. Из-за небольших изменений расстояния до Юпитера «горб» то вытягивается, то опадает примерно на 100 метров. Такие движения освобождают уйму энергии. Кроме того, недра Ио вечно заняты неким подобием игры в перетягивание каната: силы тяготения Юпитера тянут их в одну сторону, а соседние спутники Европа и Ганимед — в другую. И это еще более подогревает Ио. Но так ли все это? Вопрос повис в воздухе (вернее сказать, в космосе) до прибытия к Ио «Вояджера-2», которому срочно послали дополнительное задание — разглядеть спорные районы повнимательнее, дать снимки и спектрограммы. И еще исследователей волновало, куда с Ио подевалась вода. Ведь земные вулканы извергают ее столько, что, по некоторым гипотезам, чуть ли не все моря и океаны обязаны вулканам своим существованием. Может быть, Ио так долго и усердно извергала влагу из недр, что ее запасы просто исчерпались? В июле 1979 г. «Вояджер-2» направил свои камеры на Ио и четверо суток не сводил с нее фотовзор. Были получены фотографии, на которых различимы объекты с поперечником всего в сто и даже — на лучших снимках — в 20— 25 км. Новых действующих вулканов «Вояджер-2» на Ио не нашел. Но даже на тех фотографиях, где разрешение было не лучшим (примерно 40—50 км, то есть можно было бы различить, скажем, Из темного пятна — жерла вулкана, действующего на спутнике Юпитера — Ио, вытекают потоки расплавленной серы. Ширина территории, охваченной снимком «Вояджера-1», около 600 километров Москву, будь она столицей Ио), были запечатлены новые черты поверхности. Характерными для Ио оказались эскарпы — крутые перепады высот, мощные уступы, возвышающиеся над # остальной местностью на сотни метров и протянувшиеся иной раз на сотни километров. Есть и циркообразные, и полукруглые уступы, и вытянутые, как палец, и простирающиеся строго по прямой. Цирки и полукруги окаймляют вулканы, а изогнутые дуги и «пальцы» как бы вытекают из кратеров. Прямые же эскарпы разбросаны всюду и весьма схожи с разломами земной коры. До сих пор эскарпы, кроме Земли, обнаружили только на Марсе. Полагают, что на Марсе эскарпы выросли потому, что под его поверхностью часто залегают лед и вода. .В теплое время года лед подтаивает и поверхностные слои проседают. Но на горячей Ио, очевидно, ни льда, ни воды в недрах нет. Зато, как в Дантовом аде, на Ио — изобилие серы. Полагают, что до глубины в один километр сера и ее двуокись на Ио пребывают в твердом состоянии. По мере роста глубины с двуокисью происходит фазовое превращение и она становится жидкостью, а свободная сера остается по-прежнему твердой. Затем на глубине около двух километров сера тоже становится жидкой. Вот это и может объяснить появление эскарпов. Край, обрыв эскарпов — это то место, где находящимся под давлением веществам легче всего вырваться 58
Эта фотография впервые с уверенностью зарегистрировала извержение вулкана вне нашей планеты. Высота облака изверженных веществ составляет сотни километров над поверхностью Ио на свободу. Представьте себе артезианский колодец, в котором вместо воды сера и ее двуокись. Найдя подходящую трещину или расселину, они не преминут выбраться на белый свет. Так что застывшие потоки серы из недр вполне могут дать уступы. Но каковы они сами, эти потоки? Освободившись от давления верхних слоев коры, смесь серы и газов бурно вскипает и пузырится. «Шампанское сатаны» резко расширяется: каждая единица жидкости образует пары, в пять тысяч раз превышающие ее собственный объем. Жидкая сера легче, чем твердая (серная «льдина» немедленно ныряет под поверхность расплава). Если газы и кристаллизующаяся в это время сера соприкасаются друг с другом, то смесь твердых и жидких веществ будет расширяться, пока на поверхности ее давление не сравняется с внешним. А давление атмосферы на Ио очень низкое (около 10~7 бар), и скорость истечения газов из недр должна быть весьма внушительной C50 м/с). Роль пробок, не выпускающих серу на поверхность, может играть снег, естественно, не из воды, а из серы, без которой, разумеется, здесь шагу не ступить. Так вот, глубинный серный фонтан может выбросить из расселины слой снега, преграждавший ему путь, на расстояние примерно в 70 км. Ну а ближайшие к расселине десятки километров будут просто засыпаны этим странным снегом. На снимках различимы и эскарпы, и области, засыпанные слоями такого снега. Излияния серы на поверхность бывают и на Земле. Например, в 1936 г. из расселины на склоне вулкана Си- ретоко в Японии вылилась река шо- коладно-коричневой серы. (Небольшая примесь органических веществ делает серу коричневой.) Серная река на полтора километра спустилась вниз по долине. Но это ерунда по сравнению с тем, что творится на Ио: несколько серных потоков там протянулись на 300 километров. Эти извилистые и переплетающиеся кроваво-красные реки часто усеяны угольно-черными пятнами. Есть и темные потоки. Они обычно короче и их очертания размыты, красные— четче и длиннее, а желтые покрывают значительные площади. Вот как эти особенности объясняет астрофизик К. Э. Саган из Корнеллско- го университета. Точка плавления различных видов серы лежит между 110 и 119° С, что на целую тысячу градусов ниже точки плавления силикатов, слагающих горные породы. При температуре плавления сера становится желтой. Затем, при 150°, — оранжевой, при 180° — красной, а при 250° чернеет. Кипящая сера D44° С) представляет собой в основном S8, а достигнув 1000° С,— главным образом S2; каждой из разновидностей присущ свой цвет. Опираясь на это, К. Саган считает, что цвет поверхности той или иной области Ио прямо зависит от температуры в жерле ближайшего вулкана и от скорости, с которой здесь остывает сера. Цвет, приобретенный при максимальном нагреве, сера способна сохранить, если она охлаждалась быстро. Вот и получается, что черные пятна в вулканических кратерах и вокруг них — это сера, побывавшая в объятиях минимум 250-градусной жары. Такая сера вязкая, течет она вяло и далеко от кратера не убежит. Если она мало- помалу охладится, то станет красной или оранжевой. Ее вязкость резко упадет, и стоит подвернуться крутому склону, как сера образует бурный поток; его- то мы и видим на фотографиях как пальцеобразные яркие полосы. Когда со снижением температуры сера приобретет оранжево-желтый или желтый цвет, ее вязкость станет только в 10 раз выше вязкости воды, и такой расплав может быстро проникнуть куда угодно. Наверное, так рождаются гигантские желтые и оранжево-желтые равнины Ио. ...Но утверждать что-либо безапелляционно пока рано: чудесам мира Ио несть числа. 59
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ПУСТЬ ЗАЖЖЕТСЯ 36,6! I Часы на жидких кристаллах, I калькулятор на жидких кри- I сталлах — удивишь ли ими I кого-нибудь? Вот и не будем I удивлять, а просто сообщим, I что жидкие кристаллы про- I никли (в буквальном смысле) I в медицинские термометры. I В Японии, по утверждению I журнала «Newsweek», такой I термометр уже сделан, он I работает от двух миниатюр- I ных серебряно-окисных I батарей. Обычной формы, I длиною чуть больше 10 см, I термометр выглядит вполне I привычно. Но, во-первых, он I не бьется и, во-вторых, не I надо вертеть его в руках, I чтобы рассмотреть непри- I метный столбик ртути: ииф- I ры видны вполне отчетливо. I И точность измерения вы- I ше — не до десятых, а до I сотых долей градуса. Если I что и вызывает неудобство, I так это цена... СТРЕПТОКОКК ДЛЯ БУРЕНОК I Люцерна — хороший корм, I но заготовлять ее на зиму I непросто: из-за того, что в I ней мало сахара и много I белка, силос быстро разла- I гается. Специалисты из Ин- I ститута микробиологии и ви- I русо лог ии АН Казахской ССР I предложили сухую закваску I АМС (амилолитический мо- I лочнокислый стрептококк), I которая не дает распадаться белку люцерны и направ- I ляет брожение силоса в I нужную — молочнокислую I сторону. АМС заквашивает I даже тростник. Этот предельно дешевый корм обычно сушат на сено, но в сухом тростнике есть скотинке почти нечего — одна клетчатка. Силос на закваске — совсем другое дело... В ТРУБЕ ПОХОЛОДАЛО «Температура воздуха за бортом — минус 50 градусов...» Можно подумать, что именно эта привычная фраза стюардесс надоумила инженеров вести испытан и я в аэродинамической трубе при низких температурах. Имитация реальных условий, конечно, важна, но дело, видимо, не только в этом. I Недавно, как сообщил жур- 60 НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ нал «Aviation Week and Space Technology» A981, т. 114, № 24), построена криогенная аэродинамическая труба, температура в которой чуть выше минус 195°С. В глубоко охлажденном плотном воздухе с моделью самолета сталкивается столько же газовых молекул, сколько в реальных условиях с самолетом... Чтобы создать эти условия, в трубу впрыскивают жидкий азот, который, испаряясь, создает нужную температуру и плотность. СЕМЕНА ПОД РЕНТГЕНОМ Семена различных сельскохозяйственных растений попадают под рентген частенько и по разным поводам: на просвет хорошо видны недоразвитые зародыши, места, пораженные вредителями, ушибы, раны. Можно, конечно, и без рентгена определить, всхожи ли семена, окрасив их тетразолом или индигокармином. Нежизнеспособные выдадут себя, окрасившись, а жизнеспособные, увы, станут нежизнеспособными: семена, взятые для пробы, приходится потом выбрасывать. Не то с рентгенографией: после нее семена прорастают как ни в чем не бывало. В Ленинградском объединении «Светлана» специально для семян недавно сделали новый рентгеном злу чате ль «РЕИС-1». От других подобных приборов он выгодно отличается возможностью фокусировать лучи на очень малой площади и портативностью — весит всего 10 кг. САЛАТ ДЛЯ МЕЖСЕЗОНЬЯ В межсезонье, в то самое время, когда вы получили этот номер журнала, богатые витаминами овощи нужны не только нам с вами, но и заводам, которые делают блюда из овощей: ведь цехи без сырья простаивают... Для нашей пользы и для лучшей загрузки цехов созданы четыре быстрозамороженных салата: один из свежей капусты с морковью и маринадом (салат «Закусочный») и три из свеклы
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ (с яблоками, с чесноком, с майонезом). То есть как раз из тех продуктов, которые могут храниться с осени до весны. Приготовленные салаты раскладывают в полиэтиленовые пакеты и замораживают при минус 35 градусах, так что они сохраняют все свои исходные свойства. Если вы купите такой салат (точнее говоря, когда вы купите), то примите во внимание рекомендацию журнала «Консервная и ово- щесушильная промышленность » A981, № 10): размораживать без нагревания в течение шести часов. японский гриб НА ЕВРОПЕЙСКОМ БУКЕ Удачные опыты по выращиванию опят проведены в ФРГ, сообщает журнал «Der Champignon» A981, т. 21, № 233). Сначала, в холодное время года, буковые полен ь я, на которы х росли грибы, держали в овощехранилище, а потом перенесли в открытый грунт. Урожай, как положено, снимали осенью; примерно по полторы сотни опят с полена — очень неплохо, особенно если учесть, что попадались грибы и по пятьдесят граммов. Такие результаты были получены, когда исследователи взяли опята Pholiota nameko, родом из Японии. Свои, европейские, отчего-то не благоволят к искусственному вскармливанию... дуйте, дуйте ветры в поле... ...Чтобы мельницы мололи — есть такой старый стишок, едва ли не всем известный в переводе Маршака. Действующих ветряных мельниц сейчас практически не встретишь, но вынесенный в заголовок призыв не утратил своей актуальности — хотя бы в Голландии, давно испытывающей пристрастие к разного рода ветрякам. Сейчас здесь работают несколько тысяч ветроэнергетических установок мощностью от 10 до 50 кВт. Полученную энергию используют большей частью на птицеводческих и животноводческих фермах, а также в домах — для отоплени я, при готов лени я льда, подогрева воды. Избыток электрической энергии (если таковой остается) покупает государство по цене 6 центов за киловатт- час. Не надо только думать, будто энергия получается совсем уж даровой. Журнал «Landbouwmechanisatie» A981, т. 32, № 2) утверждает, что ветряки рентабельны только тогда, когда срок их службы превышает десять лет. ПЕНОПЛАСТ В САМОЛЕТЕ Не только в обшивке кресел и теплоизоляции — это традиционно! В США уже летает миниатюрный (размах крыльев всего пять метров) самолетик, почти полностью изготовленный из сотовых пенопластовых и стекловолокон ных конструкций. ЗАМОРОЖЕННЫЕ МУХИ Невольный эксперимент по замораживанию насекомых был проведен, если помните, в знаменитой комедии Маяковского. Сотрудники университета штата Северная Дакота недавно занялись почти тем же самым. Правда, замораживали они не клопа, а мух, и даже не самих мух, а их эмбрионы. Их помещали в жидкий азот (минус 195°С), чтобы выяснить, сохранится ли жизнеспособность клеток после долгого испытания холодом. Подобные опыты с эмбрионами высших животных дали положительный результат (см. «Химию и жизнь», 1981, № 1 — статью «Бычок по кличке «Замороженный»). А вот как поведут себя в этих условиях «сверхнежные» клетки будущих насекомых?.. Вопрос не праздный: мухи определенных разновидностей и колоний нужны для генетических исследований. Если мороз окажется не в силах убить волю к жизни у потенциальных мушек, исследователи в любой момент смогут заморозить, разморозить и «наштамповать» колонию насекомых, необходимых для биологических и экологических экс пер и мен то в.
«Нимфа» в ванне Все знают, что купаться в морской воде приятней и полезней, чем в обычной, пресной. Жаль, что зачастую это удовольствие доступно нам лишь во время летнего отпуска. Однако у любителей таких купаний есть возможность принимать морские ваниы круглый год с помощью специальных препаратов, которые выпускает наша промышленность. О некоторых из них мы и хотим рассказать. Оговоримся сразу: речь пойдет лишь о гигиенических ваннах, лечебные можно принимать только по назначению врача. Самый известный препарат для купания — «Морская соль». Ее вырабатывают несколько предприятий нашей страны, смешивая разные соли; например, Сакский химический завод — из смеси поваренной соли с сернокислым магнием и хлористым кальцием, Кал у шс кое ПО «Хлорвинил» — из продуктов переработки калийных полиминеральных руд океанического происхождения. Конечно, «Морская соль» не превращает водопроводную воду в морскую (состав препарата куда беднее природной морской соли), и тем #1 не менее ванна с этим средством полезнее ванны с пресной водой: она тонизирует организм, полезна при сердечно-сосудистых заболеваниях, нарушениях обмена веществ, при недугах суставов, кожи. Препарат «Нимфа» эффективнее «Морской соли». Кроме хлори стого н ат ри я и сернокислого магния, в нем есть еще и бромистый натрий — то самое средство, которое врачи назначают людям, склонным к нервным возбуждениям. При купани и это вещество проникает в организм и оказывает успокаивающее действие. Есть в «Нимфе» бура (для обеззараживания воды), отдушка с запахом соснового леса, синтетический краситель цвета морской воды. Наиболее близка к природной морской соли «Черноморская соль»; ее производство предполагают организовать в Саках. В Калуше начали выпуск препарата «Соль для ванн», сходного по составу с «Морской солью», но обогащенного ионами калия и хлора. В продажу поступают и препараты, где основным компонентом служит экстракт из хвои,— «Концентрат хвойный», «Хвойный концентрат в порошке», «Кедр». Можно надеяться, что в скором времени появятся новые средства с хвойным экстрактом, тем более, что сейчас разработаны более совершенные методы извлечения биологически активных веществ из хвои. В состав всех препаратов, как правило, входят антисептики, о которых следует сказать особо. Сейчас для этой цели чаще всего используют буру или борную кислоту. Однако эти соединения не действуют на многие патогенные микроорганизмы, медленно растворяются в воде, вступая в реакцию с ионами кальция и магния, превращаются в еще менее растворимые бораты. Кроме того, бор — дефицитный элемент. Запасы же его в природе невелики, поэтому нам кажется, что бор стоит заменить в препаратах для ванн более дешевыми соединениями. Создателям средств для купания стоит подумать и об ингибиторах коррозии. Ведь соленая вода разрушает канализационные трубы и металлическую арматуру. Разработки новых препаратов продолжаются. И уж если в обычной ванне Архимеду пришла гениальная мысль, то какие же 'мысли должны приходить в ванннах с новейшими снадобьями? В. А. ВОЙТОВИЧ, А. Б. МАЗУРКЕВИЧ
Фенол, сиречь карболка Секунду дьячок ищет глазами икону и, не найдя таковой, крестится на бутыль с карболовым раствором... Почти за двадцать лет до чеховского рассказа, в 1867 г. в Англии вышло другое произведение — научная работа на медицинскую тему с длинным, скучным и в общем-то малоприятным названием — «О новом способе лечения переломов и гнойников с замечаниями о причинах нагноения». Этой работе было суждено произвести переворот в хирургии, а ее автор — Джозеф Листер впоследствии занял почетное место в истории медицины. Его главным достижением было открытие антисептики. Что такое антисептика и для чего она нужна, сейчас знает каждый. Но когда ее не было, послеоперационные нагноения и сепсис уносили очень много жизней... Даже у выдающихся врачей больные, случалось, умирали после самых простеньких операций. В Странноприимном доме графа Шереметева (сейчас это институт имени Н. В. Склифосовского) каждый шестой больной после операции попадал на кладбище. В целом по России цифры были еще более удручающими. И вот — публикация Листера. Что же он предлагал? Суть проста: помещение операционной, материалы и инструменты, руки хирурга — все подвергалось обработке карболовой кислотой. Непосредственно на рану накладывалась повязка, пропитанная антисептиком. 63
а поверх нее — еще восемь слоев марли, пропитанной смесью карболовой кислоты, парафина и канифоли. Вот, собственно говоря, и все. Антисептик препятствовал проникновению инфекции в организм больного через незажившую рану. Еще раз процитируем Чехова — писателя и врача: «Какой неожиданный блеск, какая революция! Благодаря антисептике делают операции, какие великий Пирогов считал невозможными даже «in spe» (т. е. в будущем)...». Метод Листера, а вместе с ним и карболовая кислота, несмотря на противодействие многочисленных противников, довольно быстро вошел в практику мировой хирургии. До России он добрался за три года и со временем стал чрезвычайно популярным. Не только в крупных клиниках, но и в глухих земских больницах. Есть сведения, что карболовую кислоту применяли при операциях в полевых госпиталях во время русско-турецкой войны A877— 1878 гг.). «Хирург без антисептики равняется знаменитому артисту-певцу, потерявшему голос». Эта фраза — из сборника «Протоколы и труды хирургического общества Пирогова за 1882— 1883 гг.» А в 1881 г. в Петербурге была напечатана брошюра под названием «Ли- стерова перевязка ран в нелистеризован- ных рифмах». Автор не пожелал открыть своего имени, сознавая, очевидно, несовершенство собственных стихов. Но принципы антисептики и правила наложения повязки изложены в этой книжице точно. Антисептика стала важным средством в борьбе с инфекциями, но... Фенол — хороший антисептик, однако помимо полезных свойств он обладает и вредными. Само по себе это вещество токсично: раздражает кожу, слизистые оболочки, внутренние органы. Более того, он действует как достаточно сильный нервный яд. За мытье рук раствором карболовой кислоты врачи нередко расплачивались дерматитами. А уж если на кожу попадал не разбавленный 3—5%-ный раствор, обычно применяемый в медицинской практике, а кристаллический фенол, дело кончалось ожогами. Воздух с парами фенола отравлял и врачей, и больных... Все это привело к тому, что фенол как антисептик со временем был вытеснен другими, менее токсичными препаратами. И вообще антисептику со временем потеснила асептика, в основе которой — обеззараживание физическими методами: кипячением, высокой температурой, ультрафиолетовым облучением. Антисептические средства тем не менее применяются и сейчас. Но только не фенол. Впрочем, средством для санитарной дезинфекции фенол оставался еще долго. Недаром же, по выражению И. Ильфа и Е. Петрова, еще не так давно на вокзалах и в больницах прочно сохранялся «стойкий портяночно-карбо- ловый запах»... На этом в принципе заканчивается медицинская история фенола. Весьма ограниченно его использовали для лечения некоторых кожных заболеваний. И все. Но если так, то вполне закономерен вопрос: зачем же тогда его производят сотнями тысяч тонн? Об этом чуть позже. Прежде — о истории его открытия, источниках и сырьевых ресурсах. ПРОШЛОЕ И НАСТОЯЩЕЕ В 1834 г. немецкий химик Фердинанд Рунге выделил из каменноугольной смолы несколько веществ. Одно из них он назвал карболовой кислотой, очевидно, по той причине, что оно взаимодействовало со щелочью. Через несколько лет француз Огюст Лоран повторил опыт Рунге. Он убедился, что выделил то же самое вещество, установил его состав (С6Н5ОН) и присвоил веществу его теперешнее название. Слово «фенол» образовано путем слияния греческого слова «фено», что означает «обнаруживаю», и латинского «oleum»—«масло». Название, наверное, не слишком удачное: обнаружить можно что угодно, а бесцветные, розовеющие при хранении кристаллы этого органического соединения мало у кого вызовут ассоциации с маслом или олеумом. Впрочем, это не помешало еще через несколько лет получить фенол синтетическим путем, а потом и обнаружить его в организме человека (где он образуется в очень небольшом количестве в результате естественного обмена веществ). Применение фенолу нашли быстро — для дубления кож, в производстве синтетических красителей. А после работ Листера основным потребителем фенола на какое-то время стала медицина... Поначалу потребности в феноле полностью удовлетворялись каменноугольной смолой. Однако со временем ее перестало хватать, главным образом потому, что быстро стал расти выпуск открытых в конце прошлого века фенопластов, в первую очередь фенол- формальдегидных смол. В годы первой мировой войны много фенола потребовалось для производства сильного взрывчатого вещества — пикриновой кислоты. К тому времени в Германии и некоторых других промыш- 64
ленно развитых странах уже было налажено производство синтетического фенола, впервые выпущенного еще в 1899 г. знаменитой впоследствии Веденской анилино-содовой фабрикой (BASF). Получали фенол сульфированием бензола и последующим омылением бен- золсульфокислоты. Затем в течение нескольких десятилетий главным исходным продуктом для получения фенола быд хлорбензол. Метод синтеза, по которому в наши дни получают три четверти производимого в* мире фенола, открыт группой советских химиков во главе с профессором П. Г. Сергеевым. Метод основан на расщеплении молекул гидроперекиси изопропилбензола (кумола) кислотами. В результате реакции получаются два очень ценных многотоннажных продукта органического синтеза — фенол и ацетон. Кстати, реакция этих веществ между собой дает важный для промышленности органического синтеза дифенилолпропан: СН3 с6ньон+сн3сосн3-^но-^^ с -^^- он сн3 Первая в мире промышленная установка, которая дала фенол этим методом, была пущена в нашей стране в 1949 г. До этого гидроперекиси считались малостабильными промежуточными продуктами окисления углеводородов. Даже в лабораторной практике их почти не использовали. Оказалось же, что гидроперекись кумола — достаточно стабильное вещество, его можно производить и перерабатывать в промышленных условиях. Кумол 'получают из бензола и пропилена. Затем его окисляют кислородом воздуха (образуется гидроперекись), добавляют серную кислоту, и тогда идет распад молекул гидроперекиси на фенол и ацетон. Сейчас доля коксохимического фенола (несмотря на то, что производство его постоянно растет) составляет всего 5% от общего количества. Остальное получают синтетическим путем. Кроме ку мольного метода, фенол получают сплавлением фенолсульфо- кислого натрия с едкой щелочью, гидролизом хлорбензола при высоком давлении, окислением бензола и толуола. Методов много, но главный — кумольный. ЗАЧЕМ НУЖЕН ФЕНОЛ Сам по себе фенол, как вы уже знаете, почти не применяется. Но из него, на его основе получают множество различных веществ: лекарства и синтетические волокна, пластмассы и пестициды, лаки и краски, моющие средства... Коротко проследим самые важные пути переработки фенола. На одной из ветвей генеалогического фенольного древа расположилось довольно многочисленное семейство лекарственных препаратов, унаследовавших от своего прародителя ярко выраженные антимикробные свойства. Большинство этих лекарств — производные получаемой из фенола салициловой кислоты: о-НОС6Н4СООН. Самое распространенное жаропонижающее — аспирин не что иное, как ацетилсалициловая кислота. Эфир салициловой кислоты и самого фенола тоже хорошо известен под названием салол. При лечении туберкулеза применяют парааминосалициловую кислоту (сокращенно ПАСК). Ну и, наконец, при конденсации фенола с фталевым ангидридом получается фенолфталеин, он же пурген. Другая ветвь того же древа «увешана» синтетическими волокнами. Правда, путь к ним состоит из нескольких стадий. Сначала фенол гидрируют, получая соответствующий ему насыщенный спирт — циклогексанол. Его, в свою очередь, переводят в кетон — цикло- гексанон. А от этого соединения, как от «бел горюч камня» на развилке дорог, можно пойти в разные стороны. Направо — окислить его до ади пи новой кислоты. Налево — перевести в циклогексаноноксим, который способен перегруппировываться в г -капро- лактам: О НООС-(СН2)-СООН 4 адипииппая кнслпта NOH ЦННПП- ЦИКЛО- 4 геисанол генсаион снг-снг-с=о NH I С Н 2~ О Н 2 О Н 2 капролантам Дальнейшее известно: из адипиновой кислоты получают найлон, а из капро- лактама — капрон. Но больше всего фенола (не ветви — ствол) идет на получение фенолфор- мальдегидных смол. Образование смолы в реакциях фенола с альдегидами знаменитый Адольф Байер наблюдал еще в 70-х годах прошлого столетия. Но, как это часто бывает, поначалу на эту реакцию обратили внимание лишь постольку, поскольку она мешала. В процессе, который изучал А. Байер, смолообразо- 3 «Химия и жизнь» № 4 65
вание было крайне нежелательно. Только через три десятилетия получение смол по этой реакции было запатентовано в Англии и Германии. В 1910 г. американский ученый Л. Бакеланд организовал их промышленный выпуск. Отсюда первое товарное название фенолформальдегидных смол — баке- литы. Из применяемых поныне полимеров (кроме природных) они самые древние. Но по-прежнему важные. Известно, например, что за 15 лет, с 1955 по 1970 г., их мировое производство выросло втрое — с 550 до 1700 тысяч тонн. Но поскольку за то же время общий объем выпуска пластмасс вырос в восемь раз, то доля фенопластов среди всех пластиков с 16,7% упала До 6,0%. Это не значит, что пришло время сбрасывать их со счета. Вот лишь несколько примеров использования фенолформальдегидных смол: связующие для абразивных зерен в шлифовальных кругах, коррозионно-стойкие и антиэрозионные покрытия, ионообменные смолы... Большую прочность и термостойкость фенопластам придают наполнители, а также добавки соединений бора, кремния и некоторых других элементов. Среди наполненных фенопластов — многие давние наши знакомые: текстолит (в нем наполнителем служит ткань), гетинакс (наполнитель — бумага), древесно-слоистые пластики. Фенопластов очень много, и, судя по всему, применяться они будут еще долго... Модифицирование позволило значительно расширить границы применения этих не слишком-то пластичных пластиков. Добавляя, например, в эти смолы другие полимеры, можно получить клей, работающий в широком диапазоне температур. ФЕНОЛ СО ЗНАКОМ «МИНУС» Наш рассказ о феноле подходит к концу. Потому нельзя не упомянуть еще об одной дороге, по которой он проходит. Стоит фенолу попасть в стоки предприятий, вырабатывающих и перерабатывающих это многоликое вещество, как положительный герой нашего рассказа тут же превращается в антигероя. Цитирую одну из самых известных монографий по очистке промышленных сточных вод: «Из всех содержащихся в сточных водах веществ именно фенолы являются наиболее неприятными и наиболее вредными. Вредность состоит в их токсичности, в сильной восстановительной способности (...), а также в том, что эти вещества придают воде определенные отрицательные свойства. Если сброс фенольных сточных вод в водоем не сопровождается достаточным разбавлением последних, то в водоеме происходят изменения, типичные для загрязнения фенолами». Что за этими словами? Как и всякая органика, фенол окисляется растворенным в воде кислородом и поглощает его очень сильно: CeHsOH+702-^ 6C02+3H20. Семь молекул кислорода нужно на окисление одной лишь молекулы фенола. Очень много! К тому же он влияет на вкус воды; рыба в загрязненных фенолом водоемах если и выживает, то все равно становится несъедобной/приобретая специфический, весьма неприятный запах. Из-за фенола и его взаимодействия с солями железа, которые всегда есть в воде, водоем «зацветает». В нем начинается пенообразование. Обезвредить такую воду хлорированием нельзя. Образуются хлорфенолы, имеющие еще более резкий и неприятный запах... Предельно допустимая концентрация фенола у мест водопользования — не больше одной пятисотой миллиграмма на литр технической воды. А для питьевой — еще в два раза меньше. Борьбу с фенолсодержащими стоками ведут двумя путями. Там, где это экономически целесообразно, его экстрагируют бензолом (а лучше диизо- пропиловым спиртом) и возвращают в производство или направляют на переработку. Если же экстракция невыгодна (если* фенола меньше трех граммов на литр), то сточные воды подвергают биологической очистке. Это эффективный метод, но фенол и здесь создает дополнительные трудности. Их причина — в бактерицидных свойствах этого вещества и в том, что на окисление фенола тратится слишком много кислорода. Ведь биологический ил состоит и из анаэробных, и из аэробных — потребляющих кислород микроорганизмов. С карболовым раствором, называемым фенольными водами, приходится бороться коксо- и лесохимикам, предприятиям анилинокрасочной и сланцевой промышленности, заводам по производству фенопластов, да и самого фенола... Есть на этом пути достижения, есть и потери (экономические прежде всего). Вот почему фенол в воде — антигерой. В. МЕЙ 66
Черным по белому Просматривая патенты последних лет, посвященные разного рода пишущим устройствам, я обнаружил среди прочего вполне современный рецепт, имеющий отношение к механизации чертежных работ. Это патентное описание, как обычно, сухое и деловое, напомнило мне историю почти сорокалетней давности. ... Письма с фронта. Как драгоценную реликвию их и сейчас хранят во многих семьях. Конверт — редкость, все больше сложенные аккуратно треугольники с полевой почтой вместо обратного адреса. А чем написаны они? Почти все — простым карандашом, разве что адрес — химическим, лиловым, что бы не сте рс я в пути. Но всегда ли был у бойца химический карандаш? Политработники военного времени вспоминают, что одной из серьезнейших их задач было обеспечить всех бойцов и офицеров карандашами и бумагой в требуемом количестве. Можно считать, что обычные черные карандаши стали своего рода оружием. А если так, то и отношение к их производству было в высшей степени серьезным. Во всяком случае, в самый разгар войны проводились исследования, посвященные простому карандашу; я был среди тех, кому эти исследования были поручены. Работа велась в Центральной научно-исследовательской лаборатории треста школьно- письменных принадлежностей. Зачем же понадобилась такая работа? Дело в том, что технология так называемых чернографитных стержней очень трудоемка, она, в частности, требует обжига при температуре около 1000°С. И все-таки карандаши с подобными стержнями не дают черных линий, скорее— серые; к тому же написанное излишне легко стирается, осыпается, особенно если бумагу сминать. Из-за того что нельзя было разобрать адрес, письма с фронта иногда терялись (да и письма, адресованные фронтовикам,— тоже: в тылу часто пользовались карандашом за неимением чернил). В общем, надо было придумать такую технологию, которая позволила бы получать без обжига прочные стержни, оставляющие на бумаге четкие черные линии. Для этого пришлось первым делом исключить из рецептов общепринятую глину, служащую связующим агентом, — она-то и требует высокотемпературного обжига. Мы заменили ее полимером — фенолальдегид- ным продуктом конденсации. Небольшое количество графита в стержнях оставили, но, чтобы линии были более черными, добавили в смесь для стержней сажу. Конечно, нагрев оставался, но при гораздо более низкой температуре (около 150° С) — для того, чтобы отвердился, приобрел пространственную структуру фенолальдегидныи компонент. И вот, более чем три десятилетия спустя — такая знакомая проблема... По английскому патенту № 1171634 (нам, понятно, было не до патентов) в качестве связующего для стержней берут органические полимеры, дающие при обжиге высокие коксовые числа. Среди таких полимеров упоминаются, конечно, и фенолальдегидные. Правда, их только сначала нагревают несильно и медленно до 300°С, чтобы предотвратить растрескивание выделяющимися газами, а потом обжигают как следует, при 1000°С и выше. Конечно, и назначение у таких стержней — в духе времени. Механизация и автоматизация чертежных работ потребовала очень тонких пишущих стержней, диаметром от 0,6 до 0,8 мм, причем не требующих заточки в процессе работы. Такие стержни должны быть прочными на излом, гладкими, равномерно плотными и твердыми. И конечно, должны оставлять на бумаге четкие линии черного цвета. Наверное, требования более жесткие, чем те, что когда-то стояли перед нами. Однако и условия, и возможности, к счастью, иные. Кандидат технических наук А. Л. КОЗЛОВСКИЙ 3* 67
Многим известно вкусное огородное растение кресс- салат. Но далеко не все знают, что есть еще водяной кресс, мало чем уступающий своему сухопутному тезке и по вкусу, и по витаминному богатству. Водяной кресс (иначе — брун-кресс, или кресс ключевой, или жеруха лекарственная) — травянистый многолетник из семейства крестоцветных со стеблем высотой до 70 см и мелкими блестящими темно-зелеными листьями. Это скромное, неброское растение, внешне немного похожее на известный сорняк мокрицу и такое же неприхотливое: оно широко распространено в мелких, преимущественно проточных водоемах юга Водяной кресс Европейской части нашей страны, Кавказа и Средней Азии (там водяной кресс повсеместно встречается как спутник риса на заливных полях). 8 средней полосе водяной кресс хорошо зимует подо льдом. А можно выращивать его и не только в воде: в Подмосковье, например, он прекрасно растет и в почве, во влажных тенистых местах, где собирать урожай его листьев можно по нес кол ь ку раз в год. Растет водяной кресс и в Западной Европе. Его вкусные молодые листья и стебли употребляли в пищу еще древние греки и римляне, которые высоко ценили растение за его противоцинготные свойства. А в средние века оно считалось могущественным средством чуть ли не от всех болезней. В XVII веке водяной кресс начали разводить в промыш*- ленном масштабе как столовую зелень. Выведены были культурные его сорта — с мясистыми, нежными, слегка горьковатыми листьями, обладающими острым, пряным запахом. Уже в 1900 г. в пригородах Парижа было вырыто три тысячи канав для выращивания водяного кресса, общей длиной около 200 км; отсюда десятки тысяч пучков кресса каждый день поступали на парижские рынки. Сейчас водяной кресс разводится как овощная культура во многих странах и выращивается как в открытом, так и в защищен ном грунте. Побеги кресса используют как салат, как приправу к супам, к пресной салатной зелени и к овощам; часто к ним добавляют для аромата немного листьев мяты или розмарина. В нашей стране работы по выращиванию водяного кресса в закрытом грунте и в условиях гидропоники ведутся во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур и во ВНИИ сельскохозяйственного машиностроения. Эксперименты показывают, что и у нас вполне можно выращивать это растение, богатое иодом, железом, калием, фосфором, витаминами: на 100 г сырого веса его листьев приходится 3000—4000 единиц витамина А и 43—75 мг витамина С. Сок и свежие листья водяного кресса полезны при авитаминозе, малокровии, улучшают обмен веществ. В народной медицине они используются для «очищения крови». А в семенах водяного кресса 22—24% масла, которое вполне может заменить горчичное; главная составная часть его — фенилэти- ловое масло CgHgNS. Во время второй мировой войны водяной кресс был включен в список растений, рекомендованных во Франции и Англии для включения в рацион солдат. Вероятно, и нам стоит обратить побольше внимания на этот вкусный и полезный вид зелени, который может разнообразить наш овощной стол. Кандидат биологических наук Ж. В. НИКОЛЬСКАЯ 68
I О МОЛОТОМ КОФЕ и кофейных зернах Я слышвлв, что перед продажей из кофейных зерен извлекают кофеин. Прввда пи это! Сколько времени можно хранить купленный кофе! Что означает дата на его упаковке! Т. И. Некрасова, Калинин Вопреки распространенному мнению, перед продажей кофейных зерен кофеин из них не извлекают. (В отечественной медицине применяют преимущественно синтетический кофеин.) Существует стандарт, который предусматривает норму содержания кофеина в натуральном кофе и в растворимом. Так, например, в ГОСТе 6805-66 («Кофе натуральный жареный») сказано, что в молотом кофе должно быть не менее 0,7% кофеина в пересчете на сухое вещество, а в растворимом (ОСТ 18-270—76) — не менее 2,8%. Время продажи кофе также определено стандартом (речь идет о гарантийном сроке; при правильном хранении продукт может и дольше не терять свои качества). Кофе в зернах, упакованный в пакеты из полимерной пленки, не должен храниться более 6 месяцев; растворимый кофе — 8 месяцев; молотый — в картонных коробках — 3 месяца, в жестяных банках — 5 месяцев. На упаковках проставляют дату окончания обработки продукта (число и номер смены). Заметим, что обжаренные зерна почти всегда сразу размалывают, поэтому по дате на упаковке можно выяснить, когда этот кофе был приготовлен. ЗНАКИ НА ПЛЕНКЕ По краям или около перфорации отечественных и некоторых импортных фотопленок стоят цифры, означающие марку пленки, номер эмульсии, год выпуска и т. д. Можно ли оптическую плотность этих знаков считать критерием правильного проявления и последующей обработки пленок! С. Га л ушко, Москва Заводские обозначения по краю или около перфорации пленок нельзя считать официальным эталоном качества обработки, но тем не менее по ним можно судить, правильно или нет она проведена. Это обстоятельство особенно важно для цветных пленок, которые очень чувствительны к режиму обработки; низкое качество изображения часто связано с ошибками в экспозиции, которые могут быть допущены даже при использовании фотоэлектрических экспонометров. У черно-белых пленок заводская маркировка должна быть четкой, высокой плотности ; недостаточная плотность (серость) говорит о недопроявле- нии, а при перепроявлении контур знаков обычно расплывается. Но заметно это становится лишь при очень грубых ошибках обработки. Наиболее важна заводская маркировка для цветных обратимых пленок, особенно импортных. В этом случае хорошим показателем правильной обработки служит насыщенность цвета знаков, которые обычно бывают темно-желтыми либо оранжевыми. Загрязненный цвет (зеленоватый, синеватый, бурый оттенок) свидетельствует о плохом цветном проявлении, в первую очередь — об истощении цветного проявителя. А слишком плотный, почти непрозрачный текст или, наоборот, очень прозрачный, светло- желтого оттенка — о недопро- явлении в первом случае и перепроявлении во втором при обработке в черно-белом проявителе. О ТЕМПЕРАТУРЕ ПЛАВЛЕНИЯ В книге С. И. Венец ко го «О редких и рассеянных» я прочитал, что температура плавления суб- микрое колических количеств веществе зависит от этого количества. А в «Краткой химической энциклопедии» сказано, что температура плавления — величина постоянная. В чем тут депо! А. Чураков, Москва Плавление всех кристаллических веществ при любом типе связи (атомной, ионной, молекулярной) относится к так называемым кооперативным процессам. Атомы или молекулы в узлах решетки во всем объеме вещества, независимо от их удаленности Друг от Друга, переходят из твердой фазы в жидкую одновременно, как по команде. Это происходит, когда энергия теплового движения (она подводится извне) станет достаточна для разрушения кристаллической решетки и начнет преодолевать силы взаимного притяжения между атомами, ионами или молекулами. Молекулярная связь обычно самая слабая, поэтому органические вещества плавятся при более низких температурах, чем неорганические. Предполагается, что решетка идеальна и построена одинаково в любом месте вещества. Только в этом случае температура плавления будет строго постоянной величиной, характеризующей данное вещество. Но если в решетке есть неоднородности, дефекты, то разрушить ее легче. Именно поэтому любые примеси понижают температуру плавления вещества, даже если их собственная температура плавления выше. Например, если в железо (т. пл. 1536°С) ввести всего 0,45% углерода, то его температура плавления снизится на 44°. К дефектам кристаллической решетки можно отнести и развитую поверхность вещества, обладающую большим запасом избыточной энергии. Кроме того, кристаллическая решетка редко бывает совершенной. Поэтому частицы вещества, размер которых составляет сотые доли микрона (их поверхность поэтому огромна), не только легче плавятся, но и легче вступают в химические реакции. В который раз о тараканах Предлагаем читателям простой и эффективный метод уничтожения тараканов с помощью клея «Пестификс», который применяют в клеевых ловушках для ловли бабочек яблонной плодожорки. Суть метода в следующем: клей наносят на пергаментную бумагу, кальку, целлофан замкнутой полосой шириной около 2,5 см. В центр круга или квадрата положите пищевую приманку. Ловушки раскладывают на ночь в местах скопления насекомых: в кухне, ванной комнате и т. д. Днем, если ловушки мешают, их можно убрать, а на ночь разложите снова. Клеевую полосу необходимо очищать от прилипших насекомых, использованную ловушку лучше всего сжигать. Клей сохраняет свои свойства в течение 2—3 недель. Н. Г. ГАРНАГА, А. Л. ГОМЕЛЬКО, Киев 69
Информация НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ Продолжен ие. Начало — на стр. 22 VI конференция по теории и практике перемешивания в жидких средах. Ленинград. Научный совет АН СССР по теоретическим основам химической технологии A17071 Москва, Ленинский просп., 31). III Всесоюзная конференция ■Криогенная техника - 82» гор. Балашиха Моск. обл. НПО «Криогенмаш» МХП СССР A43900 Балашиха Моск. обл.) IV конференция по аэрозолям. Ереван. СКТБ «Аэрозоли» C75056 Ереван, ул. Львова, 44/45). V конференция по физико-химическим основам легирования полупроводниковых материалов. Москва. Институт металлургии АН СССР A17334 Москва ГСП-1, Ленинский просп., 49). Конференция ■Создание прогрессивного оборудования для производстве химических волокон». Чернигов. ВНИИ машин для производства синтетических волокон B50011 Чернигов, ул. Щорса, 110). Конференция «Совершенствование системы научно-технической информации в химической промышленности и промышленности по производству минеральных удобрений». Черкассы. НИИТЭХИМ МХП СССР A05318 Москва, ул. Ибрагимова, 15-а). I Всесоюзная конференция «Каучуки эмульсионной полимеризации общего назначения: синтез, модификация, качество». Воронеж. «Союзкаучук» Миннефтехимпрома СССР A29832 Москва, ул. Гиляровского, 31). Конференция ■ Высоко на поп- ненные композиционные материалы, развитие их производства и применение в народном хозяйстве». Москва. «Союзхим- пласт» МХП СССР A29110 Москва, ул. Гиляровского, 39). Совещание «Новые способы получения к области применения га зона пол не иных полимеров». Владимир. «Союзхим- пласт» МХП СССР A29110 Москва, ул. Гиляровского, 39). Совещание «Пути повышения эффективности использования элесто мерных материалов в производстве шин и резинотехнических изделий». Ярославль. ЦП ВХО им. Д. И. Менделеева A01907 Москва, Кривоколенный пер., 12). Семинар ««Коррозия и защита теплообме нного оборудования» Москва. Физико-химический институт им. Л. Я. Карпова A07120 Москва, ул. Обуха, 10). Конференция «Окраска по ржавчине». Тула. Отдел химии ГКНТ СССР A03905 Москва, ул. Горького, 1 1). Конференция «Оборудование, аппаратура, приборы и методы исследования в противокоррозионной технике». Батуми. Всесоюзный совет НТО A17218 Москва, ул. Кржижановского, 20/30). Совещание «Состояние раэрв- боток по извлечению иода, брома и микроэлементов из промышленных вод иодобром- ных производств жидкими и твердыми сорбентами». Саки Крымской обл. « Сою змо добром» МХП СССР B52033 Киев, Владимирская ул., 69-а). Совещвние ■ Синтез, свойства, исследования и технология люминофоров для отображения информвции». Ставрополь. «Союзреактив» МХП СССР A01887 Москва, Кривоколенный пер., 1 2). Совещание «Состояние и перспективы развития производства товаров бытовой химии группы «прочие». Таллин. «Союз- бытхим» МХП СССР A03045 Москва, 3-й Неглинный пер., 5). Всесоюзное совещвние «Химия запаха пищи». Одесса. Научный совет АН СССР «Научные основы получения искусственной пищи» A17813 Москва В-334, ул. Вавилова, 28). Конференция «Рекомбинант- ные ДНК». Пущи но Моск. обл. Институт биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР A42292 Пущино Моск. обл.). Конференция ло химии п роста - гланд иное. Юрмала. Институт органического синтеза АН ЛатвССР B26006 Рига, Айзкрауклес, 21). Совещание «Клеточные и молекулярные механизмы канцерогенеза и антиканцерогенеэа». Ленинград. Институт цитологии АН СССР A90121 Ленинград, просп. Маклина, 32). Совещание «Анаэробные микроорганизмы». Пущино Моск. обл. Научный совет АН СССР по комплексной проблеме «Микробиология». A17995 Москва ГСП В-334, ул. Вавилова, 34). Конференция «Метаболические плаэмиды бактерий». Таллин. Тартуский университет B02400 Тарту, ул. Юликооли, 18). yill совещание по эволюционной физиологии, посвященное 100-летию со дня рождения Л. А. Орбели. Ленинград. Институт эволюционной физиологии и биохимии АН СССР A94223 Ленинград, просп. Мориса Тореза, 52). Симпозиум «Транспорт метаболитов в растениях». Москва. Институт физиологии растений АН СССР A27106 Москва, Ботаническая ул., 35) Совещание по лесной генетике, селекции и семеноводству. Петрозаводск. Ин ститут леса Карельского филиала АН СССР A85610 Петрозаводск, Пушкинская ул., 11). Симпозиум «Микроорганизмы как компонент биогеоценоза». Алма-Ата. Казахский университет D80091 Алма-Ата, ул. Кирова, 136). Конференция «Рекультивация земель СССР». Москва, ВДНХ СССР. Главное управление землепользования и землеустройства МСХ СССР A07139 Москва, Орликов пер., 1/11). Конференция «Рациональное использование дикорастущих плодов и вгод и организация их плантационного выращивания». Гомель. Белорусский НИИ лесного хозяйства Гослесхоза СССР B46654 Гомель, Пролетарская ул., 18). Совещание «Автоматизация производственных процессов в растениеводстве». Каунас. ЦП НТО сельского хозяйства A01000 Москва, ул. Кирова, 13). Совещание «Природная среда и территориальная организация хозяйства в районах интенсивного агропромышленного производства». Кишинев. Географическое общество Молдавской ССР B77028 Кишинев, Академическая, 3). Семинар «Использование генофонда в животноводстве страны». Москва, ВДНХ СССР. Главное управление животноводства МСХ СССР A07139 Москва, Орликов пер., 1/11). Конференция «Проблемы селекции и семеноводства зерновых культур». Одесса. ЦП НТО сельского хозяйства, 101000 Москва, ул. Кирова, 19). Совещание «Новые методы обнаружения карантинных вредителей, болезней растений и сорняков». Москва. «Союзгоска- рантин» МСХ СССР A07139 Москва, Орликов пер., 1/11). Конференция «Ветеринарная наука — промышленному птицеводству». Ленинград. «Птицепром» МСХ СССР A07139 Москва, Орликов пер., 1/11). Конференция «Теоретическая и практическая инфекционная иммунология». Москва. Институт эпидемиологии и микробиологии им. Гамалеи A23093 Москва, ул. Гамалеи, 18). Конференция «Пересадка органов и тканей». Тбилиси. НИИ трансплантологии и искусственных органов A23436 Москва, Пехотная ул., 2/3). Симпозиум «Современные проблемы парзнтерального питания». Москва. Всесоюзный онкологический научный центр АМН СССР A15478 Москва, Каширское ш., 6). Конференция «Создание, исследование и комплексное использование лекарственных пре- первтов, применяемых для лечения сердечно-сосудистых заболеваний». Тбилиси. Институт фармакохимии АН ГССР C80059 Тбилиси, п/я 71). Конференция «Комплексные гигиенические исследования в рейонах интенсивного промышленного освое ни я». Нов оку з- нецк. НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО АМН СССР 70
F54069 Новокузнецк, ул. Кутузова, 23). Конференция «Проблемы здоровья человека ■ Западно-Сибирском территориально-промышленном комплексе». Тюмень. Тюменский медицинский институт F25650 Тюмень, Одесская ул., 52). Конференция « Биологический фактор — окружающая среда и производственная среда — здоровье человека». Кириши Ленинградской обл., ВНИИбио- техника Главмикробиопрома СССР A19034 Москва, Кропоткинская ул., 38). Конференция «Физиологические факторы, определяющие спортивную работоспособность». Фрунзе. Управление научно-исследовательской работы и учебных заведений Спорткомитета СССР A19270 Москва, Лужнецкая наб., 8). Совещание «Проблемы экологии Прибайкалья». Иркутск. Иркутский университет F64003 Иркутск, ул. К. Маркса, 1). Совещание «Перспективы разведения редких и исчезающих видов животных в условиях зоопарков». Рига. Управление культурно-просветительных учреждений Министерства культуры СССР A03678 Москва, ул. Куйбышева, 10). Конференция ■ Современное состояние гидрометеорологического и гидрохимического режима морей и оценка его изменения под влиянием естественных и антропогенных факторов». Севастополь. Севастопольское отделение Государственного океанографического института C35000 Севастополь, Советская ул., 61). XVII совещание по проблемам библиотечного и информационно-библиографического обслуживания ученых и специалистов Академии наук. Ташкент. Библиотечный совет по естественным наукам при Президиуме АН СССР A17333 Москва, ул. Вавилова,44, корп. 2). Конференция «Совершенствование обучения химии в средней школе в свете решений XXVI съезда КПСС». Москва. НИИ содержания и методов обучения АПН СССР A03062 Москва, ул. Макаренко, 5/16). НОЯБРЬ III симпозиум по лазерной химии. Звенигород Моск. обл. Физический институт АН СССР A17934 Москва, ГСП , Ленинский просп., 53). II конференция ло химии нептуния и плутония. Ленинград. Радиевый институт A97022 Ленинград, ул. Рентгена, 1). V совещание «Высокотемпературная химия силикатов и оксидов». Ленинград. Институт химии силикатов АН СССР A99164 Ленинград, наб. Макарова, 2). III Всесоюзное совещание ло перспективам развития научно- исследовательских работ и производства особо чистых веществ для обеспечения важнейших отраслей народного хозяйства». Ереван. «Союзреактив» МХП СССР A01887 Москва. Кривоколенный пер., 12). IV совещание по физике радиационных повреждений и радиационному материаловедению. Харьков. Харьковский физико- технический институт АН УССР C10108 Харьков, Академическая ул., 1). Совещание «Очистка сточных вод катализаторных производств». Ташкент. «Союзнефте- оргсинтез» Миннефтехимпрома СССР A29832 Москва, ул. Гиляровского, 31). Семинар «Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ и порошковой металлургии». Рига. Институт неорганической химии АН ЛатвССР B26934 Рига ГСП, Мейстару, 10). Совещание «Применение растворов полимеров в производстве полимерных материалов». Свердловск. ЦП ВХО им. Д. И. Менделеева A01907 Москва, Кривоколенный пер., 12). Конференция «Проблемы охрены окружающей среды и рекуперации вторичных ресурсов в судостроении и при эксплуатации судов». Николаев. ЦП НТО им. А7 Н.Крылова A91011 Ленинград). Конференция «Малоотходная и безотходная технология в лесозаготовительной, деревообрабатывающей и целлюлозно- бумажной промышленности». Архангельск. Управление охраны природы и водопользования Минлесбумпрома СССР A03045 Москва, Б. Кисельный пер., 13/15). II съезд советских океанологов. Ялта. Морской гидрофизический институт АН УССР C35005 Севастополь, ул. Ленина, 28). Симпозиум по стабильным изотопам в геохимии. Москва. Институт геохимии и аналитической химии АН СССР A17975 Москва ГСП-1 В-334, Воробьев- ское ш., 47-а). III конференция по комплексному использованию руд и концентратов. Москва. Институт металлургии АН СССР A17911 Москва ГСП-1 В-334, Ленинский просп., 49). Конференция «Перспективы применения химических материалов в обувном производстве». Москва. ЦП НТО легкой промышленности (Москва ГСП-7, ул. Вавилова, 69). Совещание «Вопросы биологического действия и дозиметрии тяжелых заряженных частиц и адронов высоких энергий». Пущине Моск. обл. Институт биологической физики АН СССР A42292 Пущино Моск. обл.). 11 Всесоюзная конференция ■Актуальные вопросы производства кровезаменителей, консервантов крови, гбрмо- нальных и органотерапевтиче- ских препаратов». Москва. «Союзантибиотики» Минмед- прома СССР A03823 Москва Центр ГСП-3, пр. Художественного театра, 2). Конференция «Компенсаторные и восстановительные процессы при лучевой болезни». Ленинград. ЦНИРРИ Минздрава СССР A88646 Ленинград, Песочный-2, Ленинградская ул., 70/4). Совещание ■ Фибрииолитиче- ская терапия при различных патологических состояниях». Барнаул. ЦНИИ гематологии и переливания крови A25167 Москва, Новозыковский пр., 4). Конференция «Хирургический сепсис». Москва. НИИ хирургии A13093 Москва, Б. Серпуховская ул., 27). Конференция «Методы индивидуализации и оптимизации применения лекарств на основе изучения их фермакокинети- ки». Тбилиси. Отдел координации работ по биологическим испытаниям химических соединений Минмедпрома СССР A03823 Москва Центр ГСП-3, пр. Художественного театра, 2). Совещание «Основные направления научных исследований по повышению эффективности производства витаминов и ко- ферментов в XI пятилетке». Белгород. «Союзвитамины» Минмедпрома СССР A03823 Москва, Центр ГСП-3, пр. Художественного театра, 2). у конференция по экологической физиологии и биохимии рыб. Севастополь. Институт биологии южных морей АН УССР C35000 Севастополь, просп. Нахимова, 2). Совещание «Состояние, развитие опытно-промышленных работ ло комплексному освоению ресурсов антарктического криля и перспективы промышленного производства пищевой и технической продукции из него». Севастополь. ВНИРО A07140 Москва, В. Красносельская ул., 17-а). Конференция «Разработка процессов получения комбинированных мясопродуктов». Гор. Ивантеевка Моск.обл. Московский технологический институт мясной и молочной промышленности A09029 Москва, ул. Талалихина, 33). ВНИМАНИЕ! Конференция «Синтез, разработка технологии и применение присадок к смазочным материв- лам» в Дрогобыче, о которой сообщалось в предыдущем номере (стр. 64), состоится не в сентябре, а 3—6 октября. Симпозиум «Спектроскопия кристаллов, содержащих редкоземельные элементы и элементы группы железа» (см. № 3, стр. 64) состоится в конце октября. Адрес оргкомитета: 195251 Ленинград, Политехническая ул., 29, Ленинградский политехнический институт, кафедра экспериментальной физики.
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК Мои друзья шмели Что греха таить, шмелей побаиваются не только маленькие дети. Между тем шмель никого и никогда зря не ужалит. Ужалил — значит, было за что. Да и не так уж это больно. Верьте моему скромному опыту — со шмелями знаюсь уже 5 или 6 лет. А до меня их разводил старший брат. В последние годы у нас в Подмосковье пчел стало гораздо меньше, кое-где уменьшилась и урожайность клевера. Удивляться тут нечему: без помощи насекомых-опылителей многим растениям обойтись трудно. Да и тогда, когда пчел в достатке, шмели В выпуске: Мои друзья шмели Магнетит, гаусманит, сурик Степень окисления Берегите цинк торыи его жители начинают издавать, если вы легонько постучите по сену или соломе. Еще загодя лучше заготовить утеплительный материал для будущего улья. Весной, как только сойдет снег, выйдите в поле. Там всегда найдутся мышиные норки и комочки сена — старые гнезда. Их-то лучше всего и использовать: соберите эти комочки и высушите. Такой утеплительный материал для шмелей самый привычный. Годится также высушенный белый мох, в крайнем случае вата. Итак, найдено подходящее гнездо с достаточно окрепшей семейкой — надо его взять. Для этого нужно кое-какое оборудование: аквариумный сачок, пинцет, лопата (гнезда бывают и подземными), кусок светлой ткани, а также колба. Колба — не единственный химический предмет, кото- Магнетит, гаусманит, сурик &»р*ЭУ*ГУ}1^ Степень окисления, о которой будет рассказано в следующей заметке, определяется не только формальным расчетом. Бывают случаи, когда для этого требуется эксперимент. Взять, например, важнейшую из железных руд — магнитный железняк, магнетит. Она состоит в основном из соединения, имеющего формулу Fe304. Что же, степень окисления железа в нем равна двум и двум третьим! О том, как выходить из положения в таких «странных» случаях, вы узнаете, разобравшись в предлагаемых здесь задачах. ЗАДАЧА 1. Магнетит Fe304 при добавлении соляной кислоты растворяется. Если к полученному раствору добавить немного раствора красной кровяной соли, выпадает синий осадок. С роданистым аммонием получается раствор интенсивно-красного цвета. Синий осадок образуется также при добавлении желтой кровяной соли. Определите степень окисления железа и истинную формулу исходного соединения. ЗАДАЧА 2. Соединение Мп304 встречается в природе — этот темно-красный минерал называют гаусманитом. Казалось бы, степени окисления марганца здесь те же, что и у
часто справляются с этой важной работой лучше. Судите сами: длина трубки у цветка клевера около сантиметра, хоботок же у пчелы редко превосходит 7 мм. А вот у шмелей многих видов хоботок достигает 13, а то и 14 мм. Так что разведение шмелей — не забава, а серьезное государственное дело, об этом даже газета «Правда» писала. Не советовал бы браться за него для развлечения — равнодушные могут тут нанести только вред. Достаточно напомнить, что в «Красную книгу» уже занесено 14 видов шмелей (см. «Химию и жизнь» 1981 № 12). Если мои слова покажутся недостаточно убедительными, рекомендую прочесть книгу А. Халифмана «Шмели и термиты» (М., «Детская литература»,1972). Ну а с теми, кто хочет заняться разведением шмелей всерьез, готов поделиться опытом. Весной или ранним летом надо найти шмелиные гнезда. Зиму переживают только матки. Весной они закладывают гнезда, и семья возрождается заново. Первые матки вылетают в конце апреля, так что гнезда можно найти даже в мае. Однако брать их еще рано. Семья еще, как правило, слаба и состоит из матки да пятка шмель ко в. В домашних условиях вам, скорее всего, сохранить ее не удастся. Но уже в июне семьи разрастаются, шмельков становится 10, а то и 20. Вот на этой стадии их брать лучше всего — позже семья станет слишком большой, в ней появятся молодые матки (отличить их нетрудно — они больше, чем другие шмели, но от старых маток отличаются более яркой окраской). Впрочем, некоторые виды шмелей завершают формирование семьи позднее — в августе и даже сентябре. Шмели любят селиться в мышиных норках, в стогах сена, в соломе, под кровлями. Гнездо легко обнаруживается по шуму, ко- рый может пригодиться: для усыпления насекомых удобна углекислота — лучше всего использовать сифон (разумеется, пустой, но снаряженный баллончиком). Гнездо обычно шарообразное, сотка в нем со всех сторон закрыта утеплительным материалом. Если его осторожно открыть, можно найти матку — она гораздо крупнее прочих жителей гнезда. Разумеется, предварительно на гнездо полезно «посифонить» углекислым газом — насекомые уснут и кусаться не будут. Найдя матку, осторожно возьмите ее пинцетом за лапку и посадите в колбу. То же проделайте со шмельками, если только они не слишком молоды. Совсем уж юных — они цветом беловаты — лучше оставить в «гнезде. Старайтесь избегать прямых солнечных лучей: воск, из которого сделана сота, плавится очень легко. Не на пользу лучи и вашим пленникам — шмели могут перегреться в колбе. А посидеть там им некото- железа в магнетите. Проверьте это с учетом следующих фактов. Раствор гаусманита в разбавленной азотной кислоте образует осадок светло-песочного цвета при добавлении раствора сульфида натрия или аммония. Под влиянием щелочи выпадает белый осадок, при встряхивании на воздухе окрашивающийся в бурый цвет. Такой же бурый осадок получается, если на раствор в азотной кислоте действовать бромом или перекисью водорода. Растворение гаусманита в кислоте, однако, происходит неполностью — остается темно-серый осадок. Если его высушить и нагреть в пробирке с концентрированной соляной кислотой, получится хлор. Задание — то же, что и в первой задаче: определить степени окисления марганца и истинную формулу минерала. ЗАДАЧА 3. Известное соединение свинца — красный сурик — тоже обладает похожей формулой: РЬ 304. Если добавить к нему немного разбавленной азотной кислоты, снова останется нерастворимая часть (на этот раз она бурая). Если раствор разбавить дистиллированной водой, а потом отфильтровать, то окажется, что при действии некоторых реагентов из него легко осаждаются нерастворимые соли. С сульфат-ионом образуется соль белого цвета, с иодидом — желтая, а с сульфидом — черная. Осадок же, не растворившийся в кислоте, тоже выделяет хлор при нагревании с концентрированной соляной кислотой (тем, кто захочет проверить это экспериментально, следует помнить о необходимости делать такие опыты под тягой). А здесь какая истинная формула? (Решения — на стр. 77)
^ рое время придется — надо дождаться остальных членов семьи. Их можно ловить сачком или пинцетом: прилетев домой, они обязательно опустятся на то место,» где было гнездо. Не стоит и пытаться составить семью из случайно наловленных шмелей, они обязательно разлетятся — каждый привязан к своему родному семейству. Если нет уверенности, что собрана вся семейка, проживавшая в гнезде, надо пристроить его на старое место: остальные ее члены соберутся попозже, и их можно будет собрать наутро. Когда все в сборе, гнездо пора переносить в улей. Простейший улей — кубик из дощечек или фанеры со стороной около 20 см. В верхней части — леток, отверстие площадью около квадратного сантиметра. Крышку надо делать съемной. Улей лучше поместить под навесом, одну стенку можно сделать стеклянной, тогда станут возможны удивительно интересные наблюдения за жизнью мохнатой семьи. Полезно иметь в домике термометр — лучше всего, если температура в нем поддерживается в пределах 30—33е С. Улей можно держать и в помещении. Надо только сделать «шмеле- провод», выходящий из летка в окно. Для этого годится трубка или шланг подходящего диаметра. Помещая гнездо в улей, старайтесь класть его в точности так же, как оно лежало там, где было найдено. Закрыв соту утеплительным материалом, имейте также в виду, что леток должен быть свободен. Когда все готово, снова усыпите шмелей в колбе углекислотой и осторожно опрокиньте сосуд на соту. Аккуратно закройте соту утеплительным материалом, да и леток для начала заткните. Торжественный момент наступит утром. Если вынести улей и открыть его, то, разумеется, при условии, что все в порядке, вскоре из летка покажется первый шмелек. Развернется и, держась головой к летку, начнет медленно облетываться. Если вам посчастливилось это увидеть» значит, гнездо прижилось. Не надо думать, что на этом хлопоты кончаются. Наоборот, это только начало. Шмелиному семейству грозят самые разнообразные напасти. Его могут одолеть вредители. Может, наконец, погибнуть матка. Последний случай самый тяжелый. Спасти семейство может только другая матка. Соединять его с другим не всегда помогает: шмели могут и не ужиться. Лучше всего поймать молодую, не успевшую заложить свое гнездо матку того же вида, но и то не всегда она приживается. Иногда помогает такой прием: посадить сразу двух маток. Ульи надо проверять раз в три дня. Признаки болезни: белая паутина, чрезмерное уплотнение утеплительного материала. Если они появились, надо немедленно переменить весь этот материал, а старый уничтожить. То же самое — если появились гусеницы или моль. А враг номер один — это «кукушка». Не птица, а тоже насекомое, пчела-разбойница. Очень похожа на шмеля (мимикрия), однако щеточек и корзиночек на задних лапах не имеет. Ее надо уничтожить, иначе гнездо полезных насекомых превратится в рассадник их вредителей. Еще один совет: не располагайте рядом сильные и слабые гнезда. Шмели со своими собратьями не очень-то церемонятся, и те семьи, что послабее, могут погибнуть от во- роватости соседей, таскающих корм и другие припасы. В нашей стране живет около ста видов шмелей; по мере накопления опыта каждый знаток сам выбирает виды, наиболее жизнеспособные в домашних условиях (не тревожа, разумеется, те, что занесены в «Красную книгу»). К концу лета в гнездах появляются молодые матки. Чем их больше, тем лучше,— это главный показатель того, насколько хорошо жилось у вас насекомым. Вскоре после появления продолжательницы рода улетают на зимовку. Помните, они вернутся весной, и большинство будет стремиться построить гнездо поблизости от родного, материнского. Поэтому следующей весной надо загодя выставить ульи с утеплительным материалом — и начинать с нуля не придется. У «потомственных» домашних шмелей, кстати, и семьи самые сильные — до 50—70 душ в каждой. В конце сезона семьи полезно подкормить. Годится для этого 50%-ный сахарный сироп, но лучше, разумеется, натуральный шмелиный мед. Его можно выкачать из гнезд после их гибели. Выход невелик — всего несколько граммов, но для восстановления сил слабеющих семей на следующий год лучшего корма не придумаешь. Осенью весь утеплительный материал из ульев надо вынуть и рассортировать. Пригодный — оставить до следующей весны. Ульи вычистить. Зимовка маток — процесс не такой уж таинственный, за ним тоже можно наблюдать. Молодые матки прекрасно могут зимовать в пузырьке с землей, помещенном в холодное место. Человек может дружить не только с крупными четвероногими существами. Маленькие, порой кусачие мохнатые шмели могут стать друзьями не менее верными, чем лошадь или собака. А пользы всем нам они приносят, пожалуй, не меньше. Олег ГОРБАЧЕВ, школа № 17, гор. Мытищи- Московской обл.
окисления Какова валентность азота в молекуле аммиака? «Три»,— ответит любой из вас и будет прав. А как насчет азотистой кислоты? Тоже три... Но только какая-то другая это тройка. Ведь аммиак- то получается из азотистой кислоты при ее восстановлении. Стало все одинаково. В аммиаке — минус три! — припомнит кто-то из школьников, но его легко оконфузить. Ведь мера валентности — это число связей, которые данный атом образует с другими атомами. Что же получается: азот в составе ам*миака образует минус три связи? Причина конфуза простая: возникла путаница _,„.,.«■—■ ^и -■ i4s пс *-» реальных зарядах, которые тоже не определяются так просто — их удается рассчитать, и то не очень надежно, с помощью квантовой механики,— а об условных. Реальные, существующие в молекулах связи могут быть ковалентными, могут быть лишь слегка поляризованными. А степень окисления вычисляется на основе допущения, будто эта лентность отрицательной быть не может, а вот окислительное число, степень окисления — пожалуйста. Говоря о степени окисления, химики избегают употреблять слова «связь» или «валентность» — речь идет только о зарядах поляризация всегда доходит до конца и пара электронов, связывающая два атома, полностью переносится к одному из них, более электроотрицательному. Хорошо известно, что, например, сероводородная кислота очень слабая, на ионы диссоциирует плохо. Значит, связь меж- f+t а ■ималли j^tiLb ТОЛЬКО поляризована и едва ли заряд атома водорода равен целой единице. А вот определяя степень окисления, мы этой частностью пренебрегаем и пишем, будто в молекуле H2S дл я водорода она равна +1, а для серы —2. То же самое в молекуле воды, которая диссоциирует еще слабее: водород +1, кислород —2. Итак, степень окисления — величина условная, но от этого она не становится менее удобной. Другой пример — органические соединения. Никто не сомневается в том, что углерод четырехвалентен. Но как удобнее описать последовательные стадии окисления метана? С помощью этой незыблемой четверки — или по-другому: —4 —2 О сн4 -+ сн3он -+ нсно -* + 2 +А ^нсоон-^со2. Неорганические соединения тоже таят немало сюрпризов. С одного из таких сюрпризов — сравнения аммиака с азотистой кислотой — эта пометка начиналась. Но этот пример не единственный. И в воде, и в перекиси водорода кислород двухвалентен. А вот степень его окисления раз-' лична: в воде —2, а в перекиси —1. И попробуйте написать уравнение любой окислительно- восстановительной реакции, в ходе которой перекись превращается в воду, не учитывая это условное различие. Уравнения окислительно-восстановительных процессов — вот что не позволяет химикам забыть об этой старомодной величине. Как же определяется степень окисления в каждом конкретном случае? Возьмем ту же перекись водорода. Связь О—О, которая в ее молекуле несомненно существует, не полярна. И если ее поляризовать, неясно, в чью пользу должны отойти образующие ее электроны: атомы кислорода, участвующие в связи, совершенно равноценны. В отличие от нее, связь О—Н полярна, и притом электроны очевидным образом тяготеют к кислороду. Он же превосходит водород по электроотрицательности! На один атом водорода приходится один атом
кислорода. Стало быть, степень окисления кислорода —1. А может ли она стать положительной? Может, но только при одном условии: когда кислород связан со фтором (это единственный элемент, превосходящий кислород по электроотрицательности). Так что в оксиде фтора (он же фторид кислорода), имеющем формулу OF2, степень окисления кислорода + 2. В другом фториде кислорода 02F2 +1. С фтором дело обстоит проще: у него всегда —1. Так же просто с элементами первых трех групп (главных подгрупп) таблицы Менделеева, кроме бора: у них степень окисления всегда соответствует номеру группы, и притом не бывает отрицательной. Ну а у других элементов степень окисления надо каждый раз определять для конкретного соединения; можно лишь сказать, что чаще всего максимальная положительная ее величина равна номеру группы, а отрицательная — этому же номеру минус 8. Тот, кто научился правильно определять степень окисления, может считать, что половина дела при расстановке коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций сделана. С Д. ЛИТВИНОВ ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ Берегите цинк Взрослые химики постоянно думают об экономии сырья, реактивов и прочих материалов, расходуемых в цехе или лаборатории. Л почему юным химикам оставаться в стороне! Ведь в их маленьком хозяйстве тоже бывают отходы, которые бездумно выбрасываются. Эта заметка рассказывает об утилизации отходов, образующихся почти в каждой школьной или домашней лаборатории, и одновременно описывает интересный олыт по извлечению цинка — металла, который становится все более дефицитным. В лаборатории, когда требуется водород, часто пускают в ход аппарат Киппа. Что в него при этом загружают? Обычно цинк и разбавленную серную кислоту. Между ними при смешении происходит такая реакция: Zn + H2S04 = Zn S04 + H2f. В дело идет только один из ее продуктов — газообразный. А вот второй продукт, сернокислый цинк, как прввило, выбрасывается вместе с отработанным раствором. Зачем? Ведь его можно восстановить, снова получить металл и использовать цинк еще раз. Чисто химическими методами сделать это с сульфат-ионами, в результате чего на поверхности электрода образуется пленка нерастворимого сульфата двухвалентного свинца. Она к тому же не проводит ток. По этой причине на тех участках анода, которые пленкой зарасти не успели, плотность тока резко возрастает. Возрастает она и под пленкой нерастворимой соли. В результате в порах пленки идут такие реакции: РЬ2+— 2е — РЬ4+; РЬ4 + +2S0t-+2H20 -►- Pb02 + 2H2S04. Оксид свинца (IV) уже может проводить ток, и в то же время растворения свинца он не допускает. Получается, что анод пассивируется и на нем идет только электролиз воды — получается кислород и ионы водорода: 2Н20—4е -v 02ГЧ-4Н+. Катод. На отрицательно заряженном цинковом электроде будут разряжаться главным образом катионы цинка и отчасти ионы Н + . Поскольку концентрация сульфат-ионов при этом не меняется, в растворе по мере электролиза будет нарастать концентрация серной кислоты. Ее тоже можно повторно использовать в аппарате Киппа. Итак, успех процесса зависит от прочности пленки оксида свинца (IV) и от режима электролиза. Чтобы все шло как надо, следует поддерживать в растворе комнатную темпе- циниовый катод К обоим электродам припаяйте по куску медной проволоки и следите за тем, чтобы место спая со свинцовым анодом всегда было выше уровня электролита. В электрическую цепь включите амперметр на 3 А и вольтметр на 6 В. Оба прибора, естественно, должны предназначаться для постоянного тока. Для того чтобы поддерживать катодную плотность тока около 0,01 А/см2, вам, очевидно, хватит JNnn V*l\A/kJ-i£:r-Li
в школьной или домашней лаборатории трудно, но ведь существуют и электрохимические! У многих из вас есть выпрямители для электрифицированных игрушек, например железных дорог. Даже если вы выросли и играть вам несолидно, то разве нельзя пристроить к делу оборудование? Итак, берете выпрямитель (или аккумулятор), подключаете к нему два электрода — цинковый катод и свинцовый анод — и, погрузив их в раствор, включаете ток. Что происходит на каждом из электродов, лучше разобрать отдельно. Анод. В первый момент при включении тока свинец начинает растворяться и образуются ионы РЬ2+. Однако они тут же реагируют ратуру и следить, чтобы в него не попали ионы С1~ — под их воздействием оксидная пленка легко разрушается. Если в качестве источника тока используется трансформатор-выпрямитель FZ-1 (от железной дороги; делаются в ГДР), то удобным сосудом для электролиза может служить обыкновенная банка из-под варенья емкостью 0,75 л. В нее можно налить 0,5 л раствора цинковых остатков, взяв в качестве катода пластинку размером 3X1 см (ее можно вырезать из цинкового цилиндрика от старой батарейки КБС). Анод пригоден такой: кусок толстой @,5—0,8 см) свинцовой проволоки. Длина — около 10 см, примесь олова недопустима. Магнетит, гаусманит, сурик |см. стр. 72) ЗАДАЧА 1. Если соль железа образует синий осадок (берлинскую лазурь) с желтой кровяной солью, а также окрашивается в красный цвет при добавлении роданистого аммония, очевидно, что в ее составе есть Fe+3. С другой стороны, образование синего осадка — турнбулевой сини — с красной кровяной солью говорит о наличии и Fe+2. Одновременно и таким и другим один и тот же ион железа быть не может. Следовательно, в составе магнетита есть железо в обеих степенях окислений. Как же распределяются между ними атомы кислорода? Как правило, кислотным является тот оксид переходного металла, в котором представлена форма с большей степенью окисления. Поэтому можно предполагать, что кислород связан с атомами железа трехвалентного, образуя остатки железистой кислоты — феррит-ионы. Ион же двухвалентного железа образует с ними соль. Формула магнетита: феррит двухвалентного железа, Fe(Fe02J- ЗАДАЧА 2. Казалось бы, если брутто-формулы совпадают, должны оказаться одинаковыми и молекулярные. Однако это не обязательно. Легко догадаться, что растворившаяся в кислоте часть гаусманита содержит ион Мп+2: сульфид MnS действительно светло- песочный, а при добавлении щелочи Мп+2 выпадает в виде белого гидроксида Мп(ОНJ. И этот гидроксид на воздухе напряжения 3,5—3,8 В. Электролиз полезно время от времени прерывать минут на 10, обязательно вынимая электроды из электролита. Часа через два в растворе останется столько сернокислого цинка, что дальнейший электролиз станет нецелесообразным. Полученный цинк (взвесьте электрод и убедитесь, что прибыло на нем не так уж мало) и оставшийся раствор можно снова использовать для получения водорода. Раствор при этом полезно разбавить процентов на 20. Кстати, этим же методом в промышленности получают цинк из некоторых видов руды. Н. А. ПАРАВЯН окисляется до бурого Мп(ОНL. Это же соединение получается при действии других окислителей. А вот то, что осталось не растворенным в кислоте, содержит металл в степени окисления не +3, как в предыдущей задаче, а +4. Это — оксид Мп02- Следовательно, формула гаусманита не такая, как у магнетита: Мп2Мп04. А название — манганит марганца (II). ЗАДАЧА 3. Ну а сурик? Чему он соответствует по формуле — магнетиту или гаусманиту? Установив, что растворимая часть снова содержит металл со степенью окисления + 2, обратимся к осадку, не растворившемуся в кислоте. Легко убедиться, что это, как и в случае марганца, диоксид. Формула, стало быть, аналогична формуле гаусманита. Уравнения всех реакций юным химикам нетрудно написать самостоятельно. Е. А. КОГАН
Словарь науки Как называются Sn и РЬ? ляторов позволил экономить ежегодно 15—18 тысяч тонн дефицитного цветного металла. Журналист назвал его оловом. Стало быть, в Венгрии, в отличие от других стран, на автомобилях установлены не свинцовые, а оловянные аккумуляторы? Сведения из словарей. Чтобы избежать путаницы, выпишем из нескольких словарей в таблицу те слова, которые обозначают свинец и олово. Таким образом, на венгерском и на некоторых славянских языках металл РЬ обозначается словом, очень близким к русскому «олово». И на этих же языках название для Sn близко к «олову», но уже в германских языках. Ошибка переводчика. Химические аппараты, сделанные в Чехословакии, прекрасно себя зарекомендовали во многих странах. И когда на чешском языке появился обзор о металлах для технологического оборудования, его, естественно, решено было перевести. Закончив разделы о сталях (oceli) и алюминиевых сплавах (hlinikovy slitini), переводчик встретил знакомый термин olovo и добросовестно пересказал все, что касалось применения этого металла. Каково же было удивление читателей, узнавших, что при гальваническом хромировании в ЧССР используют аноды не из свинца, как во всем мире, а из олова... Ошибка журналиста. Корреспондент советской газеты брал интервью у венгерского руководителя, ведающего распределением топлива и запчастей для автомашин. В этом материале, весьма интересном и поучительном, упоминалось и такое достижение: сбор старых аккуму- Языковая группа Германская Балтийская Славянская Угро-финская Тюркская Язык немецкий голландский норвежский английский латышский русский польский чешский болгарский украинский венгерский эстонский турецкий Sn Zinn tin tinn tin alva олово супа cin калай Г циня 1 олово cin ingltstina kalay РЬ Blei lood bly lead svins свинец olow olowo олово свинець 6 lorn f scati na I plii kursun Комментарий. Суть его сводится к тому, что, будучи инженером-химиком, а не лингвистом, автор воздержится от филологического комментария. Однако, чтобы удовлетворить любопытство читателей, ниже будет приведено (с небольшими сокращениями) письмо покойного ныне Льва Васильевича Успенского, известного специалиста в области этимологии и автора превосходных популярных книг. Письмо это написано в 1968 г. (в ответ на мои вопросы) и прежде не публиковалось. Доктор технических наук А. В. ШРЕЙДЕР Л. В. УСПЕНСКИЙ — А. В. ШРЕИДЕРУ ...Могу сообщить Вам те этимологии названий металлов, которые являются общепринятыми. I. СВИНЕЦ. Балтийско-славянское слово, близкое к латышскому «svins», литовскому «svinas». Попытки связать с древнегреческим «кюанос» — синяя окись меди — признаются сомнительными, тем более что само это греческое слово расценивается как заимствованное из неизвестного языка. II. ОЛОВО. Общеславянское (болгарское «олово», сербскохорватское «олово», чешское «olovo», польское «olow» и т. д.). Связано с литовским «alvas», латышским «alva» (олово) и «alvs» (цинк), древнепрусским «alvis» (свинец). Полагают, что дальнейшие связи этих слов ведут к латинскому «albus» — белый; свинец и олово расценивались как «белые металлы». III. ЦИНК. Обыкновенно считается заимствованием из немецкого «Zink», в более древней форме — «Zinken». Заимствование это — и в чешском («zinek», «cink») и в польском («zynek», «cynk») языках. Впрочем, А. Преображенский выдвигает предположение, указывая на белорусское «цын», словинское «cin», чешское «cin» и польское «супа»*, что слово это, наоборот, могло быть заимст- * Для другого «белого металла» — олова. — А. Ш. TrcfeVh^ 78
вовано, со славянским же суффиксом «-к», германскими языками у славянских. М. Фасмер считает эту версию малоубедительной. Вот, собственно, и все, что Вам может сказать языковед... «Смешение» терминов и выражаемых ими понятий никого в языкознании не удивляет. То, что один и тот же корень или одна основа, разойдясь из некоего языка в языки младшие, могут в каждом из них означать совершенно разные предметы и понятия,— явление вполне обыкновенное. Основа «позор» у нас и у болгар имеет совершенно иное значение, нежели в других славянских языках. «Позорный» в русском — постыдный, в чешском — внимательный, в польском — внешний. Никак не приходится удивляться, если слово, означавшее в некоем языке какой-либо металл, в другом языке является обозначением другого, а тем более в каком-то отношении похожего, металла; это совершенно естественное положение. Навряд ли можно делать из этих лексических взаимоперекрытий какие-либо выводы о их материальной основе — считать, что «путаница» слов означает нечеткость понятий или что употребление того или иного слова для обозначения не «исходного», а некоего «другого» металла обязательно может свидетельствовать о том, который народ раньше, который позже ознакомился с этими металлами. Язык — дело достаточно зыбкое для прямого и безоговорочного решения таких вопросов. Вот, например, слово «пистолет». Довольно долго этимологи считали его произведенным от имени итальянского города Пистойи (латинское «pistoria» — пекарня, к пистолету — никакого отношения). А теперь романисты — в смысле знатоки романской филологии — возводят «пистолет» к чешскому «pistal» = русскому «пищаль». Так вот, если опереться на первую гипотезу, выйдет, что производство такого оружия шло с запада к востоку; если довериться второй гипотезе (более основательной), получится, что оно передавалось с востока Европы на запад. Поэтому, хотя языковыми данными иногда можно весьма убедительно проверить и подкрепить общие данные и стадии материальной культуры, но, на мой взгляд, весьма опасно строить теорию этой последней, исходя только из лингвистических наблюдений — везде, где нет полного отсутствия исторических, археологических и прочих свидетельств. С другой стороны, большая опасность — попытки неспециалистов подгонять факты языка к тому, что стало известно из деятельности иных наук. Вот, скажем, предположив или зная, что свинец и олово в допетровской Руси не производились, допускают, что слово «свинец» могло быть искажением слова «Zinn», так сказать, «при встречных перевозках» этих слов и металлов. Но ведь вот цитата: «Се быша мне дом Иоилев смешен и вси с медию и оловом чистыим и со свинцемь...» Знаете, откуда это? Из рукописи Упыря Лихого, попа — тысяча сорок седьмого года! Вряд ли к этому веку подойдут рассуждения относительно «встречной путаницы». И по-другому зазвучат утверждения лингвистов, не видящих ничего общего между славянским «свинец» и западным «zink». Первоначальной формой этого слова, по-видимому, было славяно-балтийское «евин», а «-ец» уже более поздняя суффиксальная привеска к нему, как «погреб» и «погребец», «оть» и «отец». Русское «лудить» (известное уже со дней Бориса Годунова) этимологи связывают отнюдь не с английским «lead», а со средневековым немецким «loden» (теперь «loten») — паять... Имеются ли для всего этого «рациональные объяснения»? Это понятие несколько иначе воспринимается в гуманитарных науках, нежели в точных. Я привел Вам те общие рассуждения, которые по вопросам об этих словах есть у лингвистов. Они, лингвисты, не находят в их истории ничего ни таинственного, ни противоречащего законам языка или языкового обмена, так же как не склонны расценивать применение термина «олово» для олова, а не для свинца как проявление «путаницы». Право любого языка — избирательно относиться к иноязычным словам и придавать им при заимствовании такое значение, какое ему покажется желательным. Могло же чешское «франта» (из «Франтишек», нечто вроде Петрушки, означающего «плут») получить у нас значение «щеголь». Может слова «хуба» у чехов значить «морда», «рыло», у поляков «хубка» — только древесный гриб, а у нас «губа», «губка» — и часть рта, и гриб, и животное. Это никак не вгонишь в представление о путанице: вопрос тут куда сложнее и много тоньше. Ну, чем богат, тем и рад...
Наш журнал уже рассказывал о ядерном семинаре физического факультета ЛГУ, и в частности о тех докладах, которые делаются на семинаре каждый год в первый понедельник апреля (см. «Химию и жизнь», 19В1, № !2, с. 98—100). Сообщение, которое мы публикуем в этом номере, было сделано на семинаре 3 апреля 197В г. День рождения ядерной спектроскопии Одно из определений ядерной спектроскопии гласит, что это область ядерной физики, изучающая ' спектры энергетических уровней ядер. Если принять это определение, то можно точно определить день рождения ядерной спектроскопии. Первая в истории науки схема уровней ядра и переходов между ними (рис. 1) была опубликована в 1922 г. двадцатишести летним сотрудником кембриджской лаборатории Резерфорда Чарлзом Друммондом Эл- лисом в статье «Спектры бета-лучей и их смысл», которая была напечатана в выпуске журнала «Proceedings of the Royal Soc iety», датированным первым апреля (т. А101, с. 1). В этой статье Эллис писал, что ядро как квантовая система должно иметь дискретный набор энергетических состояний, что излучение возникает при переходах между разными квантовыми состояниями ядра и что изучение этих энергетических уровней дает важную информацию о структуре и свойствах атомного ядра (подробнее об этой статье Эллиса см. работу М. Младженовича, опубликованную в «Вопросах истории естествознания и техники», 1980, № 3). Появление статьи Эллиса и можно, по-видимому, считать моментом рождения ядерной спектроскопии. Хотя идеи, лежащие в основе построения схемы уровней ядер, у Эллиса верны, а разности энергий уровней (то есть энергии наиболее интенсивных гамма-переходов) и энергия одного из возбужденных уровней указана автором правильно, энергии остальных трех уровней впоследствии оказались ошибочными; это видно из сравнения спектра Эллиса с рис. 2, где приведены современные данные. (Не потому ли, предвидя это, Эллис опубликовал свой спектр именно 1 апреля?) Кроме того, самое главное, в чем ошибался Эллис,— это его предположение (специально обсуждаемое в статье), что гамма-излучение радия-В 282Ро ,зг) соответствует переходам между уровнями материнского ядра, то есть что излучение происходит до распада этого ядра и, следовательно, схема уровней отражает его структуру. В том же 1922 г., несколько V, f .мв^ ццщ • X г*-* 1 402. 363 Ж ■9»П0 |0 1 Схема энергетических уровней радня-В, опубликованная Элл и сом 1 апреля 1922 г. Энергии наиболее интенсивных гамма-линий: Yi — 292 кэВ, у2 — 253 кэВ, уз — 348 кэВ, Y4 — 238 кэВ 2 Современная A978 г.) схема уровней 2||В1 (радня-В). Энергии тех же гамма-лнний: Yi — 295 кэВ, Y2 — 259 кэВ, Y3 — 352 кэВ, Y4 — 24° кэВ позже, Лиза Майтнер опубликовала работу, в которой показала, что гамма-излучение радия-В на самом деле соответствует переходам между уровнями дочернего ядра — радия-С B83Bi13|), возникающего после бета- распада радия -В; в этом дочернем ядре и происходит внутренняя конверсия, которая была использована Эл- лисом для получения информации об энергии переходов и уровней. Другими словами, на основании спектра гамма- излучения ядра с атомным номером Z следует строить спектр уровней не этого ядра, а ядра Z + 1 (при бета- минус-распаде) или Z — 2 (при альфа-распаде). Тем не менее, несмотря на это чрезвычайно существенное дополнение, дата рождения науки о спектрах ядерных уровней остается той же — 1 апреля 1922 года. В связи с этим следует, по-видимому, объявить 1 апреля Днем ядерного спектроскописта и считать его для научных сотрудников этой специальности нерабочим днем. Кандидат физико-математических наук М. А. ЛИСТЕНГАРТЕН
Есть ли разум в микромире? Вопрос, вынесенный в заголовок этой заметки, волновал в свое время немало умов. Наиболее известны, пожалуй, мнения на сей счет Валерия Брюсова и Дмитрия Ивановича Менделеева. Брюсову принадлежит строка: «Быть может, эти электроны — миры, где пять материков»,— а Менделееву — фраза: «Есть своя захватывающая прелесть в мысли о том, что малейшее в природе так же построено, как величайшее, но отсюда далеко до уверенности в том, что это так и есть на самом деле». В области научных и околонаучных фантазий проблема находилась вплоть до 1976 года, когда вышла книга «О природе материи» известного советского физика академика М. А. Маркова. Согласно сформулированным в этой книге представлениям, наша Вселенная извне может «выглядеть» как одна-един- ственная элементарная частица. Уже в следующем, 1977 году появилось первое предложение об экспериментальной про- Напоминаем читателям, что в этом разделе печатаются реферативные заметки о некоторых исследованиях, опубликованных в солидных научных изданиях, но относящихся к вещам, не вполне входящим а круг современных научных представлений. — Р«Д- верке тезиса о возможности существования в микромире разумной жизни. Это предложение было выдвинуто и обосновано в докладе Р. С. На к ма неона на семинаре в Институте физики полупроводников Сибирского отделения А Н СССР. В 1979 и повторно в 1980 году доклад был издан в Новосибирске в виде препринта под названием «О новой интерпретации статистического характера законов квантовой механики и корпускулярно-волнового дуализма и об экспериментах по ее проверке». Основной смысл работы вкратце сводится к следующему. Известно, что при переходе от макромира к микромиру наука встретилась с необычным поведением материи — статистическим, вероятностным характером причинно-следственных связей. Автор работы обращает внимание на то, что и в макромире существует обширная область, в которой проявляется статистический, вероятностный характер причинно- следственных связей,— это область деятельности разума. В работе проводится последовательная аналогия между поведением частицы и поведением разумного существа, человека. Случайный выбор при достаточно частом повторении сходных ситуаций обеспечивает человеческому обществу наиболее полный охват возможных путей к оптимальному решению и сводит к минимуму ошибки, связанные с неправильно выбранной тактикой поиска такого решения. Случайность выбора — это непременная и важнейшая характеристика разума как такового. Поэтому вероятностный характер законов движения частиц можно интерпретировать как проявление их разума. Почему, в таком случае, отсутствует контакт между нашим земным разумом и разумом микромира? Об одной причине в препринте сказано так: «Пришельцы на Землю из других миров вряд ли стали бы определять уровень интеллекта людей, погружая их в ванну, бросая с Пиэанской башни или сталкивая друг с другом в экспериментах на встречных пучках. Но именно так, с позиций силы, Неточность в дате В первом номере журнала «Химия и жизнь» за 1982 г. (стр. 62) допущена небольшая неточность: Евгений Константинович Завойский родился не 13 сентября, а 15 сентября по обращались мы до сих пор с частицами». Другая причина заключается в колоссальной разнице пространственных масштабов нашего мира и «их» миров. Масштабами же определяются способы обмена информацией. Мы общаемся между собой на частотах от 10'1 до 10е Гц, а в микромире общение возможно на частотах 1020— 1027 Гц. Предельные возможности техники ограничены сегодня частотой 10 Гц. Автор предлагает тем не менее способ, с помощью которого гипотезу о существовании разума частиц можно было бы проверить. Исходная посылка: толпа людей, двигаясь по ветвящемуся коридору, в левых ветвях которого слышен нечленораздельный гул, а в правых — членораздельная речь, в конце концов непременно разделится на неравночисленные потоки; постепенно все больше людей устремится туда, где они, по опыту, ожидают услышать речь. А вот предлагаемый эксперимент. Исходный пучок частиц пропускается через ветвящуюся систему, которая состоит из квантово-механиче- ских делителей (каждый делит его на одинаковые левый и правый пучки), из информационных ячеек (устанавливаются только на пути правых пучков) и компенсирующих ячеек (на пути левых пучков). По своему энергетическому воздействию (например, поглощающей способности) все ячейки одинаковы — состоят из одинакового числа слоев двух типов. Но в компенсирующих ячейках слои расположены хаотично, а в информационных — в таком порядке, чтобы в двоичном коде выражать какую-нибудь константу (например, постоянную тонкой структуры). Если частицы разумны, то, пройдя случайным образом несколько разветвлений, они заметят разницу между правыми и левыми каналами и начнут все в большем числе предпочитать каналы с информационными ячейками. Симметричность правых и левых пучков нарушится. И это будет сигналом о разумном микрокосмосе. Сведений о постановке подобных экспериментов препринт не содержит. старому стилю, или 28 сентября по новому. В документах последних лет всегда стояла дата 28 сентября. «Разнобой» в датах возник еще при жизни отца. Но хотелось бы их как-то «канонизировать». Н. Е. ЗАВОЙСКАЯ, Москва 81
- •*. Литературные страницы Родимые пятна Кир БУЛЫЧЕВ 7 Л f /i
Беда случилась часов в шесть вечера, но сначала никто не сообразил, что же произошло. Инопланетный корабль в лучах вечернего солнца казался облаком, лишенным четких форм, переливчатым и совершенно безопасным. Он отделился от облачной гряды и медленно поплыл над лесом, снижаясь к окраине городка, где вдоль пыльных улиц выстроились за палисадниками одноэтажные домики. Над последним, еще новым домом корабль-облако завис надолго, но это не вызвало ни в ком тревоги. Даже собака Тренога, существо на редкость злобное и сварливое, тявкнула раза два на облако, потом забралась в будку и задремала. В тот момент в доме находились Марья Степановна, ее дочь Леокадия и внучка Сашенька, которая была больна ангиной и капризничала. Семенский, муж Леокадии, еще не вернулся с работы. Очевидцы рассказывали: облако, повисев несколько минут над домом Семенских, вдруг обрушилось на него, окутало дом, как туманом, затем поднялось вновь, набирая скорость, пока не смешалось с прочими облаками и тучами. Дом исчез. Исчезли также палисадник, заросший сорняками, будка с Треногой и хозяйственные постройки. Осталось пустынное место, где не росло ни травинки, а также квадратная яма от фундамента. Примерно через пять минут пустоту на месте соседского дома увидела Прасковья Ильинична. Она не поверила собственным глазам, выбежала из дому, потом дошла до границы своего участка, заглянула через забор, но дальше двигаться не посмела, а вернулась в дом и разбудила мужа. Муж сперва отказался идти смотреть на соседский дом, но, видя, что Прасковья рыдает, выглянул в окно и послал жену за милицией. Старшина Пилипенко прибыл на место происшествия через десять минут. После исследования пустой площадки, вокруг которой уже собрался народ, старшина задал вопрос: — Кто последним видел здесь дом? Никто не смог в этом признаться, хотя многие подтвердили, что обычно здесь стоит дом Семенского, еще не вернувшегося со службы. Затем приехала скорая помощь, водитель которой подтвердил общее мнение, что дом Семенского должен стоять на этом месте. Старшина Пилипенко пребывал в растерянности, так как должен был принять меры, прежде чем докладывать начальству, но характера мер он не знал. Кто-то предложил оцепить пустую площадку веревкой, но площадка и без того была отгорожена забором. Тогда Пилипенко послал в райисполком за планом квартала. Семенский, который шел домой, не подозревая дурного, издали увидел густую толпу, но своего дома не увидел. Он сразу понял, что дом сгорел, что было наиболее вероятным объяснением. Это его так поразило, что он остановился посреди дороги. Тут его увидели, и толпа расступилась, открывая Семенскому проход к старшине Пилипенко, стоявшему посреди пустого участка. — Люди живы? — крикнул Семенский издали, не в силах сделать ни шагу. — Вы хозяин? — спросил Пилипенко. — А где дом? — крикнул Семенский. — Не бойтесь! — крикнул Пилипенко.— Пожара не было. Кто-то из присутствующих всхлипнул. Семенский вышел на пустое место, огляделся, не узнавая своего участка, и, куда бы он ни бросил взгляд, наталкивался на внимательные и печальные взгляды. — Люди где? — спросил он у старшины Пилипенко. — Какие люди? — Моя семья. Дочь, жена, теща Марья Степановна? Старшина Пилипенко обратил глаза к зрителям, и в толпе закивали. — Еще утром были,— сказал кто-то. — Может, уехали? — спросил старшина. — Его теща от дома никуда,— объяснили из толпы.— Страшного нрава и дикости женщина. — У меня и жена была,— сказал Семенский, присел на корточки и поковырял ногтем землю. — Там ничего нет,— сказал водитель скорой помощи.— Материк. Провалиться не могли. — А где дом? — спросил тогда Семенский у старшины. — По этому поводу меня и вызвали,— сказал старшина.— Но вы не волнуйтесь, разберемся. — Может, вам укол сделать?— спросил врач скорой помощи. — Зачем? — спросил Семенский.— Это уже не поможет. — Держись,— сказал водитель скорой помощи. — Утром я уходил, они здесь были,— сказал Семенский. — Леокадия ко мне днем забегала,— подтвердила одна из соседок.— За солью. Если бы что, она бы рассказала. 83
— Тут облако странное висело,— вспомнила другая соседка.— Я в небо смотрю, а оно висит. Вот, думаю, странное облако. — Почему не сообщили? — спросил строго старшина. — Куда сообщать? — удивилась соседка.— Об чем сообщать? Старшина не ответил. — Нет,— сказал Семенский.— Надо что-то делать. Что же вы стоите? Прибежал посланный из райисполкома. Принес план квартала. Стали смотреть, сверять план с действительностью. Оказалось, что дом Семенского на плане значился. Тогда старшина Пилипенко ушел в отделение доложить и испросить указаний. Семенский остался на участке, сказал, подождет, хотя соседи звали его к себе. Кто-то принес стул. Семенский сел на стул посредине пустого места. Соседи разошлись по домам, но часто подходили к окнам, выглядывали и говорили: — Сидит. Семенский думал. Он прожил на свете сорок один год, работал сантехником, зарабатывал прилично, почти не пил, значительных событий до того с ним не происходило, он их и не ждал. Пустота участка, даже какая-то подметенность, говорила за то, что дом убран надолго, может, навсегда. Соседи или недоброжелатели сделать это с корыстными целями не могли, теща при всей своей вредности и нелюбви к Семенскому не решилась бы на такой шаг. Да и Леокадия бы не позволила — новый дом, второй год как построен, в нем жить да жить... А вдруг они уже не вернутся? Эта мысль смутила и расстроила Семенского, и вот по какой причине: дело в том, что еще час назад он мечтал как раз об этом. Он подумал тогда, как хорошо бы придти домой, а на дверях бумажка: «Мы уехали к тете Анастасии в Мелитополь. Вернемся через два месяца». Или еще лучше: «Мы уехали в Бразилию. Жди через...». Вот было бы блаженство. Приходишь домой. Тренога не норовит тяпнуть тебя за пятку, теща не кричит на тебя за то, что ты ноги не вытер, жена не пилит, что премию маленькую дали, дочка не упрекает, что у нее нет велосипеда. Тишина, благодать... А вдруг есть какая-то высшая сила? И эта сила услышала его желание. И приняла меры. Как бы вняла его молитвам. Постой-ка, сказал себе Семенский. Получается, что я ликвидировал своих ближайших родственников посредством глупого желания. А им каково? Где они теперь? Может быть, пойти в милицию, все объяснить и потребовать себе наказания? Нет, сначала попробуем сами исправить. Соседи, глядевшие из окон, увидели, как Семенский сполз со стула, встал на колени и, обратив к небу лицо, начал шевелить губами. Он шептал: «Господи или какая там есть высшая сила! Я же не всерьез просил. Это была минутная слабость. Верни их, пожалуйста, и тещу, и жену, и дочку, и собаку Треногу!». Соседи не слышали, конечно, шепота, но понимали, что в поисках утешения Семенский обратился к небу, и некоторые сочувствовали ему. Они понимали, что нет ничего хуже, как вернуться с работы домой, в ожидании борща и телевизора, а вместо этого найти голый участок. Когда Семенский убедился, что ответа с неба ему не будет, он снова сел на стул и так просидел до самой ночи, раскаиваясь и вспоминая редкие добрые моменты своей жизни, а иногда принимался беззвучно плакать, раскачиваясь на стуле. Соседи по очереди приходили к нему, приглашали к себе, но он мотал головой. Без четверти двенадцать ночи на участок пришел старшина Пилипенко. Поняв, что добром Семенского не уговоришь, старшина препроводил его в отделение милиции, поместил в пустовавшую камеру предварительного заключения и дал две таблетки элениума. Потом накрыл Семенского поверх казенного одеяла своей шинелью и запер ^до утра, чтобы в расстройстве Семенский чего не натворил. Утром на голый участок начали ходить люди с других улиц. Посетило его городское начальство. Всем старшина Пилипенко показывал план квартала. Семенский снова сидел на стуле. «Вот теща Марья Степановна,— думал он,— она кажется злобной и сварливой. Но ведь она думает, как сделать лучше, в ней есть доброта, только скрывается она под грубой и неприятной оболочкой. И вообще в людях надо искать доброе. Даже в животных. Что из того, что Тренога бросается на своих? Она и на чужих лает, значит, и от нее есть польза. А что жена жадная и не очень умная женщина, что ж, другой он не заслужил, тоже мне красавец! Она по-своему его жалеет. Когда третьего дня теща бойкот затеяла, Леокадия ему тарелку супу налила, добровольно... Тут на двух «волгах» приехала комиссия из области. В комиссию входили два профессора, полковник и люди в темных костюмах, которым положено разгадывать тайны. Они долго рассматривали, брали пробы земли и воздуха, сомневались, расспрашивали Семенского, правда ли он вчера еще здесь жил? Семенский подтверждал, стоял на своем твердо, хотя в глубине души уже начал сомневаться, даже показывал им паспорт, в котором был штамп о браке, прописка и запись о дочери. Отойдя в сторону и совещаясь, гости из области несколько раз повторили слова «космический вариант», «неопознанные объекты», потом заспорили, а уезжая, вежливо попрощались с Семенским за руку и выразили сочувствие. Пилипенко остался на участке. С Семенским они уже сблизились, Пилипенко принес 84
Семенскому бутылку пива, потом стал рассказывать историю своей неудачной женитьбы. Семенский тоже рассказал о своей семье, но мягко, вспоминая только хорошее. Они так разговорились, что не заметили, как над участком повисло сизое облако, а потом начало медленно снижаться. Не исключено, что их пришибло бы, но сосед разглядел в облаке космический корабль и закричал из своего окна, чтобы они бежали в сторону. Они отбежали. Из корабля спутились дом, собачья конура, огород и хозяйственные постройки. Семенский и Пилипенко смогли вблизи разглядеть космический корабль, который поблескивал сквозь облако, и увидели, как осторожно разжимаются огромные металлические клешни, освобождая пленный дом. Дом чуть покачнулся и встал точно на положенное место. — Повезло,— сказал Пилипенко.— Могло и придавить. В мгновение ока улица заполнилась народом, хотя никто не осмелился подойти близко. Все наблюдали и ждали появления людей или хотя бы действий со стороны Семен- с кого. Семенский не сразу сдвинулся с места. А вдруг он откроет дверь, а там обнаружатся бездыханные тела. Семенский посмотрел на Пилипенко. Пилипенко ответил выразительным взглядом. Пилипенко, конечно, понимал, что ему как представителю власти следовало бы сделать первый шаг. Но ведь и милиционер остается в глубине души просто человеком и страшится неизвестности. Пилипенке легче было бы знать, что в доме скрывается особо опасный и вооруженный преступник, чем погибшие в небе невинные женщины и дети. И в этот страшный момент неизвестности из конуры выглянула собака Тренога, увидела хозяина и со всех ног бросилась к нему. Семенский отступил было, опасаясь злобного нападения, но собака ни о чем подобном и не помышляла. Мотая хвостом, она принялась ласкаться к Семенскому, прыгать на задних лапах, радуясь после разлуки. Семенский растрогался, осторожно погладил ее по курчавой макушке, а Пилипенко сказал: — Возможен благополучный исход. И он был прав. В тот же миг растворилось окошко, и оттуда выглянула Марья Степановна, полная женщина с выразительным, но обычно суровым лицом. — Коля, милый! Чего стоишь, заходи! Товарища милиционера приглашай. Семенский открыл рот, чтобы ответить, но ответить не смог, потому что никогда еще не слышал от тещи подобного приглашения. — Пошли,— сказал Пилипенко.— Зовут. Из двери выбежали Леокадия и дочка Сашенька. Они со всех ног подбежали к отцу, обхватили его руками принялись целовать и ласкать. — Как ты тут без нас! — воскликнула Леокадия. — Он ничего не ел! — крикнула теща из окна.— Я разжигаю плиту! А дочка Сашенька безмолвно прижалась к папиной ноге. Старшина Пилипенко сказал, что вообще-то ему надо снять с семьи Семенских показания по части таинственного отсутствия, но делать это он будет не сейчас, а завтра, чтобы не мешать семейной встрече. И ушел. Семенский, сопровождаемый подобревшей Треногой, вошел в дом и с первого взгляда поразился происшедшим в нем переменам. В доме было чисто. Хрустально, окончательно, невероятно. Куда исчезли жуткие следы деятельности тещи, которая имела обыкновение собирать по улицам барахло (а вдруг пригодится?). Где пыль, которую полгода не могла собраться вытереть ленивая Леокадия? Где ломаные игрушки Сашеньки, почему они не валяются под ногами? Но как следует разобраться Семенский не успел — теща расторопно накрывала на стол, поглядывая на него ласковыми глазами, которые так украшали ее прежде недоброе лицо. Сашенька добровольно и безропотно побежала мыть ручки, а Леокадия достала из буфета графинчик, сама поставила на стол, чтобы выпить за благополучное возвращение. — Как вы? — обрел, наконец, дар речи Семенский, усаживаясь за стол. — У нас все в порядке,— первой отозвалась Сашенька.— Мы очень по тебе скучали. А ты? — Я тоже,— сказал Семенский.— Я думал, что вас совсем унесло. — И почувствовал некоторое облегчение,— сказала теща с улыбкой.— Что греха таить, нелегко с нами приходилось. Семенский открыл рот, услышав такое странное признание от несгибаемой Марьи Степановны, и тут взгляд его упал на шею жены Леокадии. Что-то было не так. Потом понял: отсутствовало родимое пятно под ухом. — Леокадия,— сказал он тихо, потрясенный страшным подозрением.— Где пятно? Он показал пальцем на шею жены, и тревожные мысли побежали в его мозгу: это не его семья! Его семья не такая. Его дом не такой... Он машинально поднес ко рту ложку с борщом и понял, что и борщ не тот — такого вкусного борща ему в жизни не приходилось есть. Его семью подменили! 85
— A-a-a! — закричал Семенский, в ужасе вскакивая из-за стола. — Пустите меня! Это не вы! Никто не поднялся вслед за ним. Печальными взглядами семейство проводило его до дверей. В дверях Семенский остановился. — Возражайте! — закричал он.— Вы мои родственники или космические пришельцы, засланные, чтобы уничтожить нас изнутри? — Если ты о родимом пятне,— спокойно сказала Леокадия,— то мне его удалили, потому что со временем оно могло превратиться в злокачественное образование. — А мне аппендицит вырезали,— сообщила Сашенька.— И гланды. Хочешь посмотреть, папочка? Семенский вернулся в комнату и посмотрел в широко открытый ротик дочери. Ничего там не увидел, но это действие и теплая доверчивость ребенка немного развеяли тревогу. — А зачем? — спросил он.— Кто им позволил? — Ты садись, Коля, остынет,— сказала Марья Степановна.— Мы от тебя ничего не скроем. Семенский послушно ел борщ и наслаждался его вкусом после столь долгой и нервной голодовки. А Марья Степановна с помощью Леокадии рассказывала: — Мы сначала очень испугались. Даже плакали. Живем на Земле, ждем тебя с работы, а вдруг нас уносят в небо. Мы сначала даже не сообразили что к чему. — Но нам объяснили,— сказала Леокадия.— С нами лично имел беседу Поколвух. — Кто? — Поколвух, их начальник, очень культурный человек,— сказала Марья Степановна.— Он искренне полюбил Леокадию. — И я его полюбила,— сказала Леокадия. — Еще чего! — воскликнул Семенский.— Еще этого не хватало. — Папочка, не ревнуй,— сказала Сашенька.— Он зеленый, мне по плечо и на трех ножках. Это немного успокоило Семенского. Если его дочка — его дочка, а не обман, она врать не будет. — Они к нам прилетели,— сказала Марья Степановна,— для изучения нашей жизни. — Кто их звал? — сопротивлялся Семенский.— Что это за манеры? — Ученые они, понимаешь, папочка. Им очень интересно, как мы живем, к чему стремимся. — Сашенька права,— сказала Марья Степановна, снимая с плиты восхитительные котлеты.— Мы сначала сопротивлялись, а потом они с нами побеседовали, все объяснили. — И мы поняли,— сказала Сашенька. Собака Тренога вежливо тявкнула из-под стола. — Вопрос был принципиальный,— продолжала Марья Степановна.— Доросли ли люди до контактов с межзвездной цивилизацией? Или нет еще? Тогда они выбрали самый обычный дом в самом обычном городе и взяли нас на время, поглядеть... И очень сначала расстроились,— сказала Леокадия.—Ох, как много оказалось в нас всякой требухи, всяких родимых пятен, мещанства, суеверий, злобы и сварливости. — Особенно во мне,— улыбнулась Марья Степановна. — И во мне тоже,— призналась Леокадия. — Нам показали возможности, которые открываются перед человечеством в галактическом содружестве, показали счастливый мир общемировой дружбы и потом спросили, не возражаем ли мы, если они попробуют избавить нас от недостатков, как физических, так и моральных,— сказала теща. — Мы их сначала не поняли,— добавила Леокадия.— Мы думали, что в нас нет недостатков, что все недостатки в окружающих. Ох, подумал Семенский, как она гладко говорит. Может, это все-таки подставная жена? Но тут Леокадия кинула на него ласковый взгляд, какого не кидала со времен свадьбы, этот взгляд Семенский ни с чем бы не спутал, — Их интересовало,— сказала Марья Степановна,— можно ли нас от недостатков избавить? Наносные ли они? Или неисправимые? Если неисправимые, придется объявить на Земле карантин на тысячу лет. А если в основе своей люди не так уж злы и плохи, то еще, как бы сказать, не все потеряно. — И вы согласились? — Мы несли ответственность за всю планету,— серьезно сказала Марья Степановна. — Зато когда нас отпускали обратно, то жали нам руки и очень радовались, что теперь не надо карантина. Все исправимо. Ты кушай котлетку, кушай. Я там краткий курс всемирной кухни прошла, буду тебя баловать разносолами... Ночью, нежась в сладких объятиях жены, Семенский испытал большое чувство благодарности к зеленым исследователям. Правда, это чувство несколько уменьшилось, когда Леокадия шепнула ему: 86
— С завтрашнего дня будем с тобой, мой драгоценный, готовиться к институту. За нашей семьей налажено деликатное космическое наблюдение. Нам бы не хотелось гебя стыдиться... — Надеюсь, ты не обидишься за нашу прямоту,— сказала утром Марья Степановна. — Но человеку свойственно стремиться к прогрессу, к свершениям. — По большому счету,— закончила Сашенька, подняв пальчик. Давно не плакал Семенский. Даже потеряв семью, он не проронил ни слезинки. Но сейчас что-то горячее заструилось по его щекам. Семенский зарыдал. Семенский с душевным трепетом и глубокой радостью вступал в новую жизнь... Соседи и знакомые завидуют Семенским. Загляните к ним домой, пусть даже невзначай, не ко времени. Даже если в этот момент Семенский повторяет неправильные глаголы, Леокадия погружена в тайны интегрального исчисления, Марья Степановна пишет очередное эссе об охране животного мира, а Сашенька, закончив уроки, дышит по системе йогов. Даже в такой момент вам будут рады. Любой гость — награда для этой скромной семьи. Марья Степановна, с помощью родных, быстро приготовит скромное, но вкусное угощение, остальные будут развлекать вас интересным разговором об Эрмитаже, о новых археологических открытиях и моральном совершенствовании. И если вы не укоренившийся в отсталости человек, вы уйдете от Семенских душевно обогащенным, удовлетворенным и чуть подросшим. Сам Семенский за прошедшие полгода сильно изменился в лучшую сторону. Он пополнел, но не чересчур, от хорошей калорийной пищи и обязательных утренних пробежек рысцой. Во взгляде его присутствует светлая задумчивость, даже увлеченность. Семейное счастье, буквально обрушившееся на него с неба, требует ответных действий. Он отличный работник, передовик, после работы всегда успевает забежать в магазин, купить картофель или стиральную машину, уделить час, а то и больше общественной деятельности — и торопится домой, где его ждут занятия и добрые улыбки ненаглядных родственников. Вот именно в такой момент его и встретил недавно старшина Пилипенко. Семенский тяжело ступал по мостовой, потому что нес на голове телевизор «Горизонт» из починки, в правой руке сумку с бананами, в левой портфель, набитый научными монографиями. — Здравствуй, Коля,— сказал ему старшина.— Не трудно тебе? Может, помочь? — А кто будет бороться с трудностями? Кто будет закаляться? — спросил Семенский. — Ты прав,— вздохнул старшина.— Тебе сказочно повезло. Ведь могли другой дом захватить. И оставался бы ты со злобной тещей и отрицательной женой, как другие несчастливцы. — Могли,— сказал Коля и осторожно опустил на землю тяжелые сумки.— И все было бы как у людей. — Тебе, наверное, теперь на нас смотреть противно,— сказал старшина. — А я не смотрю,— сказал Семенский.— Некогда. — Может, пива выпьем? — спросил старшина. — Пиво вредно,— ответил Семенский. — Ты прав,— согласился старшина.— Вредно. Но я уж сменился. Приму кружку. И вдруг, к своему удивлению, старшина увидел, как глаза Семенского наполняются слезами. — Ты чего? — Ничего, все в норме... пройдет. Нервы... Ну хоть бы она разок тявкнула! — Ты о ком? — О собаке своей, о Треноге. Знаешь, Пилипенко, она со всей улицы бездомных котят собирает, к себе в конуру. И облизывает. — Смотри-ка... — А теща их шампунем импортным моет. А у жены ни одного родимого пятна не осталось! — Да, приходится соответствовать,— сказал Пилипенко. И не знал уже, радоваться за Семенского или... Вдруг телевизор на голове Семенского покачнулся, рухнул со всего размаха в пыль — Пилипенко его подхватить не успел — вдребезги. Семенский обратил тоскующий взор к небу, где висело одинокое вечернее облако, и спросил: — Наблюдаешь? — Ты чего? — удивился Пилипенко, который стоял в пыли на коленях, сгребая в кучу остатки телевизора.— Это же просто облако. — А вдруг не просто? Стояла вечерняя тишина, даже собаки молчали. И в этой тишине к небу несся усталый голос Семенского: — Может, возьмете их обратно, а? Хоть временно... 87
сг Кофеварка по-еревански Когда едешь по делам в другой город, осведомленные о поездке друзья, знакомые, родственники и соседи просят обычно привезти что-нибудь этакое, особенное, с местным колоритом. Отправляясь в Ереван, мы получили с десяток заказов, и все — на кофеварки. АЛЮМИНИЙ, ЗНАЙ СВОЕ МЕСТО! Есть множество испытанных способов приготовления кофе. Не оспаривая их достоинств и не обсуждая недостатков, рискнем выделить особо самую старую и самую представительную группу — кофе по-восточному. Для его приготовления, помимо воды и свежесмолотых зерен, требуется кофеварка особой формы — в виде усеченного конуса, с отогнутым носиком и достаточно длинной ручкой. Носик и ручка имеют очевидное назначение — чтобы не пролить напиток мимо чашки, чтобы не обжечь руку. Но так ли необходим конус? Мастера кофеварения настаивают на необходимости, аргументируя ее несложными физико-химическими соображениями: донышко сосуда должно быть широким, чтобы нагревание шло равномерно, а горлышко должно быть узким, чтобы уменьшилось, строго говоря, зеркало испарения, то есть, если попроще, чтобы поменьше улетало тех драгоценных веществ, которые придают кофе его несравненный аромат. Выполнить все названные требования совсем несложно, и в хозяйственных магазинах (как в Ереване, так и за его пределами) красуются алюминиевые сосуды требуемой формы для приготовления кофе по-восточному. Истинные ценители считают этот сосуд отдаленным подобием настоящей кофеварки. Такую оценку можно объяснить, наверное, различием теплофизических свойств металлов, которые идут на изготовление кухонной утвари: алюминий, скажем, не столь теплопроводен, как серебро, медь или мельхиор (который, кстати, есть та же медь, но с добавкой никеля). Но только ли в этом дело? Алюминий легок, и это очень хорошо, когда делают самолеты или кровати-раскладушки. Медь тяжела, и это просто замечательно, когда делают кофеварки. Тяжелый сосуд, темный, строгий, скупо украшенный чеканкой, создает соответствующий настрой, когда кофе варят, разливают в маленькие чашки и пьют не торопясь. Если это соображение вас не убедит, то, может быть, вы согласитесь, что чай из старинного медного самовара отчего-то вкуснее и ароматнее, чем из алюминиевого чайника, хотя вроде бы и там и тут — кипяток... 88
Про алюминиевые кофеварки довольно. А медные и мельхиоровые делают как будто только в Ереване. НЕТЕХНОЛОГИЧНЫЙ СРДЖЕП Мы упорно называем предмет нашего рассказа длинным словом «кофеварка», потому что более подходящего слова в нашем распоряжении нет. «Кофейник» — зто совсем другой предмет. Употреблять персидские или турецкие слова нет резона. А по-армянски конический сосуд с отогнутым носиком и длинной ручкой называется «срджеп», что в переводе и означает буквально: кофеварка. Смотреть, как делают вещи, всегда интересно. Пересказывать — не всегда. Кофеварка — не ракета, не интегральная схема, не искусственный алмаз. Это, честно говоря, маленькая медная кастрюлька. Но есть в ней самой, а следовательно, в ее технологии некоторые тонкости, которые — будем надеяться — покажутся любопытными не только нам. Делают кофеварки в тесноватых и не очень приспособленных для тонкого ремесла мастерских, находящихся во владении комбината Художественного фонда Армянской ССР. Переходя от одного рабочего места к другому, мы довольно быстро осознали справедливость вступительной фразы главного технолога комбината Герберта Геворко- вича Овакимяна: «Срджеп нетехнологичен». И вправду, как выдавить сосуд такой формы, как через узкое горлышко пролезть внутрь инструментом? Никак. И поэтому сначала выдавливают кофеварку наоборот — не сужающуюся кверху, а расширяющуюся. Это уже не фокус: вращающуюся медную или мельхиоровую заготовку просто прижимают к форме хорошим давилом с твердосплавным наконечником. А потом, понятное дело, переворачивают конус вверх ногами, с узкой части срезают образовавшееся там донышко, а к широкой нижней части припаивают донышко, сделанное отдельно. И все становится на свои места. Не задерживаясь на последующих этапах технологии (кое-что читатель узнает из рисунков и подписей к ним), обратим внимание на две тонкости, заслуживающие по меньшей мере особого упоминания. Тонкость первая. После того как медный или мельхиоровый корпус отформован, на него наносят чеканку. Обязательно вручную. Самым примитивным образом: мастер берет в одну руку чекан, в другую — молоток и бьет раз за разом, покрывая всю поверхность однообразным узором. Настолько однообразным, что кажется вполне естественным сделать и следующий шаг: заменить чеканку машинной накаткой, существенно увеличив производительность труда. Но отчего же тогда начальник цеха Алеша Сумбатович Дав- тян, как никто заинтересованный в росте названного показателя, отвергает вполне возможную накатку? Оттого, что она обезличивает вещи, лишает их индивидуальности, превращает кофеварку в кастрюлю. Как нельзя два раза ступить в одну и ту же воду, так нельзя нанести дважды один и тот же рисунок на срджеп. Сдвинется рука на долю миллиметра — и появится неправильность, неповторимая неправильность. И вот, несмотря на солидный тираж, измеряемый даже сотнями экземпляров, среди них нет ни одного, который в точности копировал бы другой. Неправильности всегда неповторимы. Технологические каноны, напротив, одинаково строги. И после сугубо художественной операции — чеканки неизменно проводится чисто индустриальная операция — отжиг. Удары чекана создают в кофеварке наклеп, внутренние напряжения. И чтобы изделие сохранило механическую прочность, чтобы не разлетелось в куски от случайного удара, наклеп снимают, отжигая кофеварку при 500-600° С и быстро охлаждая. Вторая тонкость. Вековая традиция, основанная на понятных современному человеку требованиях гигиены, требует лудить медную (и мельхиоровую) кофеварку изнутри, дабы избавить наш организм от возможного контакта с ядовитыми соединениями меди. Поскольку и с гигиенической, и с эстетической точки зрения совершенно безразлично, каким образом будет нанесено олово на медь, срджеп лудят современным надежным способом — электрохимическим. Покрытые чеканкой (а мельхиоровые — никелированные снаружи) кофеварки стоят рядком на теплой медной плите, будто в них варится кофе. На самом деле в них греется электролит лужения, а медная плита опять же для хорошей теплопередачи. Внутри каждой кофеварки, словно маленькие ложки,— оловянные анодики, которые охотно отдают свои частицы раствору, а тот, в свою очередь, кофеварке. Нескольких микрон полуды (для точности: 6—9) достаточно, чтобы пить кофе без солей меди. ХУДОЖЕСТВЕННАЯ СТОРОНА ВОПРОСА В ассортиментном кабинете, с которым нас познакомил главный художник комбината Григорий Ваганович Асоян, 89
среди многочисленных металлических, керамических, тканых и прочих изделий мы обнаружили, естественно, и дюжину кофеварок разных размеров и очертаний: от строго конических до почти шарообразных. Были тут и наборы, например «Ширак» — с подносом, в который полагается насыпать песок, чтобы варить кофе не на открытом пламени, а в мягком жаре песчаной бани. Не только в лаборатории требуется деликатный нагрев, но и в кулинарии, важной отраслью которой, без сомнения, остается приготовление кофе... Мастерскую одного из немногих создателей кофеварок, ереванского художника Юрия Алексеевича Бурова, мы посетили в тот час, когда полагается выпить чашку кофе (есть ли иные часы в Ереване, сказать не беремся). Попивая напиток, сваренный на наших глазах в экспериментальном срджепе, мы оглядывали мастерскую и осознавали, что она вполне заслуживает такого названия, ибо это было помещение для мастерового человека, с верстаком, муфельной печью и гальваническими ваннами, со скромным столом для рисования эскизов. Конструируя кофеварку, художник помнит и о благородстве формы, и о назначении, и о существовании техсовета. Узкое горлышко и широкое Дно кофеварки — это заданность. Вычурные украшения, скругления малых радиусов будут забракованы технологами. А в остальном ограничений вроде бы и нет. Но где, к чему приглядываться, из каких источников черпать вдохновение? Очевидно, в традиционных изделиях и национальных мотивах. Но сложность в том, что кофейная традиция в Армении не получила большого распространения в деревне — это скорее городская культура. Художник, приезжающий в армянское село на поиски сохранившихся предметов материальной культуры, может обнаружить медный луженый сосуд для варенья или для варки * млате J III •*&%%^r, жалтхе плтна
любимого национального блюда — хеша; кофеварку — вряд ли. Но формы, мотивы, орнаменты старинной утвари, пусть и несколько иного назначения, использовать не зазорно. В конце концов, мы говорим о художественной стороне вопроса... ДАЙТЕ ЛИСТ ТОЛЩИНОЙ В МИЛЛИМЕТР! Насмотревшись вдоволь на образцы, мы отправились в ереванские большие и малые магазины на поиски подходящих кофеварок для московских друзей и родственников. В те дни (за другие не поручимся) настоящего медного или мельхиорового срджепа на прилавках обнаружено не было. Предлагали заходить почаще — вдруг повезет. Также предлагали алюминиевые кастрюльки с широким дном и узким горлом, внешне очень напоминающие срджеп. льшпы dojiwrnkjom к псгти bcrnvfou Директор комбината Художественного фонда Армении Сурен Мартиро- сович Фархоян сообщил, что здесь выпускают ежегодно несколько десятков тысяч кофеварок, причем около сорока процентов уходит на экспорт. Действительно, в кабинете директора красовались картонные коробки с броской надписью «coffee cooker», что, по нашему разумению, тоже означает «кофеварка»... Армянские кофеварки, преимущественно мельхиоровые, охотно покупают в Японии и США; из европейских стран предпочтение срджепу отдает Венгрия. Это очень хорошо, даже замечательно, что люди разных стран имеют возможность пить кофе по-восточному из ереванских сосудов; но хотелось бы, чтобы и граждане нашей страны были не в обиде. Можно ли выпускать еще больше кофеварок? Можно, утверждает директор. Хотя художественную продукцию выпускают малыми сериями (иначе она перестанет быть таковой), модели время от времени обновляются, и к тому же, если окажется, I Ищу ecomSernemy/ou/ue QJW<fK t^fart эсиииилескяия, S слиси кислот
что такое-то изделие имеет повышенный спрос, серию не возбраняется и повторить. Помещения хотя и тесноваты, но и это не самое важное. А упирается все дело в металлический лист. Нет, в меди и в мельхиоре комбинату не отказывают. Но не всякий металл годится. Например, мельхиор желателен кольчугинский — он пластичен, податлив. Причем требуется металл листовой, толщиною в миллиметр. Такого листа и не хватает. А будь его вдоволь, хватило бы кофеварок и на иностранцев, и на соотечественников. Что и говорить, есть и более серьезные потребители медного и мельхиорового листа. Но много ли тонн надо на кофеварки? А выгода,— нам кажется, выгода есть. О ВЫГОДЕ В Армении утверждают, что настоящий кофе, с благородным ароматом, кремовой пенкой и бодрящими свойствами можно сварить только в хорошем срджепе. Готовы присоединиться к этому мнению на основе свежих ереванских впечатлений. В этом городе живут кофейные авторитеты, которые пьют свой любимый напиток по любому поводу Варка кофе по-еревански Заметка написана на основе личных впечатлений и не претендует не полноту. ПРИНЦИП: берется, независимо от обстоятельств, много кофе и не слишком много воды. Скажем, чайная ложка порошка на маленькую (кофейную) чашку. Колебания в ту или другую сторону, в зависимости от кофей- быть вкуса, здоровья допустимы. ПРЕДПОСЫЛКИ: ные зерна должны очень мелко смолоты непосредственно перед варкой, вода предпочтительна столь же мягкая, как в Армении. При отсутствии таковой используется вода из ближайшего водопроводного крана. МЕТОД: смолотый кофе засыпают в хорошую кофеварку — например, в такую, о которой рассказывалось и без повода. Каждая чашка — это не утоление жажды и даже не удовлетворение какой-то физиологической потребности; нет, это прежде всего общение, дружеская беседа, деловой разговор со взаимной симпатией. Чашка кофе сближает. Вот в чем выгоде кофейной традиции, кофейной культуры, на которую не влияет ни мода на разные напитки и яства, ни временная конъюнктура на мировом рынке, ни виды на урожай в Бразилии. Можно поссориться, распивая бутылку водки. Но поссориться за чашкой кофе?.. Может быть, это и не имеет прямого отношения к кофе и кофеваркам, но все-таки — не для руководства к действию, а для размышлений — отметим следующий факт. В каждом крупном городе, как это ни печально, есть по меньшей мере один медвытрезвитель. В Ереване, пристрастном к кофе, вытрезвителя нет. Это не упущение городских властей. Просто в нем нет надобности. М. КРИВИЧ, о. ольгин, специальные корреспонденты €<Химии и жизни» выше,— добавляют сахар по желанию и потребности, заливают холодной водой почти доверху (до узкой горловины) и ставят на слабый огонь, на горячие угли, в разогретый песок. Первый вариант доступнее, второй и третий доставляют несравненно большее удовольствие если не пьющим, то готовящим. Когда содержимое достаточно нагреется, его однократно, коротко и энергично перемешивают; после этого на поверхности образуется светлая пенка, нарушать целостность которой — очевидное варварство. Нагрев прекращают в то мгновение, когда пенка приподымается, свидетельствуя О вскипании жидкости. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ: в маленькие чашки, по числу участвующих в кофейном действе, раскладывают (по возможности равномерно) пенку с поверхности и доливают напиток, сообразуясь с емкостью кофеварки и запросами присутствующих. УПОТРЕБЛЕНИЕ: спокойно, неторопливо, желательно за приятной беседой. В том и отличие чашки кофе от таблетки кофеина, запитой несколькими глотками воды... проч., 92
Для созерцания и вкушения Странные названия у некоторых растений — у жимолости хотя бы. Одни считают, что это искаженное «зимолист», но далеко не всякая жимолость сохраняет зимой листья. Другие полагают, что тут перестановка, а раньше было «жиломость», то есть некое жилистое вьющееся растение, — но далеко не всякая жимолость вьется... Пока филологи вносят в этот вопрос ясность, скажем то, что известно достоверно: это прекрасное декоративное растение, часто используемое для озеленения и знакомое, вероятно, едва ли не каждому. Кусты жимолости красивы, морозостойки, рано цветут и дают плоды — сочные ягоды. И вот на этом последнем, обстоятельстве давайте поставим акцент. Любая энциклопедия сообщает, что у некоторых видов жимолости плоды съедобны, но так, походя, между делом, а главное внимание — изяществу листа или приятности запаха. Между тем на Камчатке или, к примеру, на Алтае ягоды жимолости не только созерцают, но и вкушают. Может быть, есть смысл делать то же и в других краях? В Центральном ботаническом саду АН Белорусской ССР изучили три съедобных вида жимолости — из тех, что хорошо чувствуют себя в средних широтах: жимолость съедобную, алтайскую и голубую. И выяснили, что ягоды созревают уже в июне; что они сами по себе, а также в виде варенья действуют жаропонижающе, как малина; что в соке есть антисептические вещества, полезные при воспалениях горла и полости рта; наконец, что кисло-сладкие ягоды недурны на вкус и напоминают голубику. Словом, стоит подумать о том, чтобы выращивать жимолость не только для украшения... Журнал «Растительные ресурсы» A981, т. XVII, вып. 4) приводит сведения о биохимическом составе зрелых ягод съедобной жимолости. Чего в них только нет: глюкоза и фруктоза, витамин С в достатке, катехины, антоцианы и тритерпеновые кислоты. И растут ягоды не как-нибудь неприметно, а на благородных декоративных кустах. Вот чего нет — так это традиции. Но лет сто назад и помидорной традиции не было. О. ЛЕОНИДОВ Десять тысяч литров с гектара В то время, когда казалось, будто нефти на Земле — моря разливанные, и в голову не приходило сеять или сажать что-либо растительное ради топлива. Ну разве (в какой-то мере) деревья. Но что такое дровяные печи по сравнению с прожорливыми автомобилями? Теперь иное дело, другой подход: сколько бы ни оставалось нефти в недрах, рано или поздно она иссякнет, а плоды, листья, початки и корнеплоды можно выращивать вновь и вновь, год за годом. Правда, нужна пахотная земля и нужен труд, но ничто не дается задаром... И вот уже в разных странах объявляются программы по замене хотя бы части бензина топливом растительного происхождения, обычно спиртом (этиловым или метиловым), полученным микробиологическим путем. Где-то делают ставку на сахарный тростник, где-то на кукурузу или земляную грушу. И во многих странах полным ходом идут селекционные работы с целью вывести такие сорта растений, которые давали бы после переработки максимальное количество топлива. Сообщение о серьезном успехе в этом направлении пришло из Австралии: там создан новый сорт картофеля (специально для топлива), позволяющий получить с гектара до десяти тысяч литров спирта. Однако радость несколько омрачается тем, что, как выяснилось, этот сорт легко поражается распространенным вирусным заболеванием — курчавостью листьев — и для других краев практически непригоден. Так что селекционные работы продолжаются, и не только с картофелем. Журнал «*The Furrow» A981, т. 86, № 5) утверждает, в частности, что большие надежды возлагаются на гибрид сахарной и кормовой свеклы. А тем временем строят новые предприятия для выработки топливного спирта из обычного сырья, ничем особо не примечательного. Например, в штате Айдахо (США) готовят к пуску завод, который будет перерабатывать нестандартный картофель любых сортов. Основной продукт — топливо; отходы — корм для скота, выращиваемого на близлежащих фермах. А навоз с этих ферм будет превращен в метан для снабжения завода энергией. Экономить так экономить... Г. МАРКОВ 93
Разумные динозавры? 65 миллионов лет назад на нашей планете вымерли гигантские ящеры — динозавры. О причинах их исчезновения до сих пор идут споры. А канадский палеонтолог Д. Рассел заинтересовался совсем другой проблемой. Предположим, что динозавры не вымерли. Не могли бы они тогда, продолжая постепенно развиваться, дойти до такой стадии эволюции, на которой появляется разум? Как сообщает журнал «New Scientist» (т. 92, № 1282), рассуждения Рассела основаны на том, что, чем разумнее живое существо, тем у него, как правило, больше отношение среднего веса головного мозга к среднему весу тела. Если принять за единицу, скажем, не слишком смышленых дождевых червей или насекомых, то для самых глупых млекопитающих этот показатель составит около 20, а для человека — примерно 350. Рассел прикинул, каким было это соотношение у динозавров. Самой толковой их разновидностью оказались стенонихозавры — хищные ящеры сравнительно небольшого размера, метра полгора длиной и около 40 кг весом. По относительному весу мозга они стояли где-то на уровне самых отсталых нынешних млекопитающих вроде опоссума — для ящера это вовсе не так плохо. Рассел полагает, что, если бы динозавры не вымерли, они вполне могли бы и еще поумнеть. Он даже попытался представить себе, как выглядел бы разумный динозавр. Получилось чудище довольно жуткого вида: прямоходящее, с трехпалыми руками, голой лягушачьей кожей и большой круглой головой, как у Фантомаса, только без ушей. И огромные змеиные, с вертикальными щелями-зрачками, глаза. Все-таки, пожалуй, хорошо, что они вымерли. А может быть, и не так уж хорошо? Как-никак, были бы братья по разуму... А. ДМИТРИЕВ Пишут, что. ...разрабатывается аккумулятор, все детали которого изготовлены из органических материалов («Chemical and Engineering News», 1981, т. 59, № 41, с. 34)... ...в женском и коровьем молоке обнаружены следы морфина («Science Digest», 1981, т. 120, № 10, с. 149)... ...на изготовление деталей космического корабля «Колумбия» было израсходовано около 41 кг золота (ТАСС, Женева, 20 января 1982 г.)... ...кремовая конфетная масса является упруго-вязко-пластичным материалом, к которому применима теория вязкоупругости Больцмана («Известия вузов. Пищевая технология», 1981, № 5, с. 71)... ...создан робот-домохозяйка («Newsweek», 1981, т. 98, № 20, с. 3)... ...наждачная бумага, покрытая слоем золота, отражает инфракрасные лучи («Science News», 1981, т. 120, № 18, с. 283). ...в возрасте 30 лет постоянно храпят во сне 10% мужчин и 5% женщин, а в 60 лет — 60% мужчин и 40% женщин («New Scientist», 1981, т. 92, № 1278, с. 367)... 94
Не шутите с мужчинами Для чего мы шутим? В чем заключается притягательная сила юмора? Почему юмор высоко ценился во все времена и выделился в особый литературный жанр? Скорее всего шутка помогает людям легче переносить невзгоды, меньше нервничать. Или, выражаясь современным языком, легче переносить стрессовые ситуации. Но это — всего лишь умозрительное предположение. А нельзя ли его проверить no-научному, с помощью строгих экспериментов? Например, по успокаивающему действию юмористических произведений на рассерженных людей. Такие эксперименты были выполнены при участии группы студентов-добровольцев — извечных «подопытных кроликов» исследователей-психологов. Испытуемым предложили быстро написать сочинение на заданную тему, предупредив, что за плохую работу их будут наказывать безопасными, но неприятными ударами электрического тока по принципу: чем ниже оценка, тем больше число ударов. Но когда задание было выполнено, то половину студентов без всякого разбора предельно сильно наказали, а половину не наказали никак. Естественно, что невинно пострадавшие были рассержены столь вопиющей несправедливостью. Чтобы определить степень рассерженности обиженных студентов, им предложили затем самим выступить в роли судей и оценивать сочинения своих коллег, назначая за ошибки ту «меру наказания», какую они сочтут необходимой. Как и следовало ожидать, наказанные несправедливо заметно занижали оценки, как бы стараясь излить свою злость. Но потом в опыт внесли небольшое изменение. Перед тем как несправедливо обиженным поручить роль судей, им давали прочесть по отрывку и з юмористического произведения. Расчет был прост: если юмор действительно способен умерять гнев, то, посмеявшись, студенты вновь обретут чувство справедливости. Результат последнего опыта оказался совершенно неожиданным: на испытуемых- студентов юмор не произвел практически никакого впечатления, в то время как испытуемые-студентки сразу же сменили гнев на милость и честно оценивали работу своих коллег. Так, что, вопреки совету Козьмы Пруткова не шутить с женщинами, следует дать другой совет: не шутите с мужчинами... Э. РУТМАН
Редакционная коллегия: Л. Я. ПАЛЕЮ, Воронеж: Тритиевая вода получается в ядерных реакциях, изготовить ее в химической лаборатории принц ипиаль- но невозможно. К- АЛЕКСАНДРОВУ, Усть-Каменогорск: Алюминиевые квасцы (общая формула R2S04 * AI2(S04b - 24Н20) используют, в частности, для остановки кровотечения при порезах, а безводные квасцы — как средство от пота; искать их лучше всего в аптеках. М. А. ЗОЛОТАРЕВУ, Пенза: Выражение «атом элемента кислорода» неверно уже потому, что оно неопределенно, а вот «атом кислорода-18» — это вполне точно. Г. А. ВИХРОВОЙ, Ленинградская обл.: За время существования «Химии и жизни» у нас было напечатано около двух десятков статей и заметок про омагниченную воду, но ни в одной из них журнал не давал рекомендаций по употреблению такой воды для питья. И. В. ЕЛЬСКОМУ, Москва: Действующее начало «Зоокумари- на», препарата против домашних грызунов, — 1-D-оксикумари- нил-3)- 1-фенилбутанон-З. Ф. Я. ЧУДАКОВУ, Свердловск: Если срок годности того или иного препарата закончился, то это еще не означает, будто средство пришло в негодность (хотя возможно и такое); на всякий случай, интересующий вас «Бустилат» рекомендуют хранить не более 12, а «Карболат» — 18 месяцев. Б. А. ВОЛЧЕК, Кривой Рог: Если ни струбциной, ни каким-либо зажимом невозможно крепко сжать склеиваемые куски стекла, то придется стиснуть их руками и подержать, пока клеевая пленка хоть немного не подсохнет. A. ДУБОВУ, Ярославль: Для снятия статического заряда с грампластинок во Всесоюзной фирме «Мелодия» посоветовали специальный аэрозоль или антистатическую салфетку для ухода за пластинками, однако в московском магазине этой же фирмы сказали, что названные средства в последнее время были в продаже лишь однажды... B. Г БОНДАРЕН КО, Харьков: Долго стоявшая заварка действительно темнеет, но крепче от этого не становится — просто некоторые органические вещества в ней окисляются, заметно ухудшая вкус чая. C. КАТКОВОЙ. Краснодарский край: Когда сгущенку варят прямо в банке, то осторожности ради накрывают кастрюлю с водой хорошо подогнанной крышкой — неровен час из-за скрытого дефекта шва банка лопнет. И. С-НУ, Ереван: И правильно сделали, что отговорили брата глотать алюминиевый порошок, — роста так не прибавить, а повредить здоровью можно. СЕРГЕЮ К., Ленинград: Если вы полагаете, что сумели экспериментально опровергнуть один из важнейших химических принципов, то надо идти в бой с открытым забралом, а вы даже не подписались... И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор)» П. Ф. Баденков, К М. Жаворонков, В. Е. Жвирблис (зав. отделом хим. наук), М. К Колосов, Л. А. Костандов, В. С. Лгобаров (главный художник), Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, В. М. Соболев, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: М. А. Гуревич, Н. В. Ефремов, Ю. И. Зварнч, А. Д. Иорданский, A. А. Лебединский (художественный редактор), О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), B. Р. Полищук, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), В. К. Черникова Номер оформили художники: Г. Ш. Басыров, Р. Г. Бикмухаметова, М. М. Златковский, М. Ю. Мелик-Пашаева Е. С. Поливанов, B. Г. Сорокин, C. А. Чайкун Корректоры Л. С. Зенович, Л. А. Котова Сдано в набор 12.02.198? г Подписано в печать 15.03.1982 г. Т-024268. Бумага 70 XI08 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,4 Усл. кр. отт. 8687 тыс. Уч.-изд. л. 11.7. Бум. л. 3,0. Тираж 365 000 экз. Цена 65 коп. Заказ 338 АДРЕС РЕДАКЦИИ 117333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны для справок: 135-90-20, 135-52-29 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союэполиграфпром» Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Чехов Московской обл. © Издательство «Наука», «Химия и жизнь», 1982
Про свеклу Представим себе тарелку только что сваренного бооща и, отвлекшись (насколько это возможно) от вида, благоухания и предполагаемого вкуса, поразмыслим немного о том, откуда у борща такая популярность, сравнимая, впрочем, с популярностью винегрета. Ответ будет таким: благодаря свекле, доступной для борща и винегрета круглый год. И в самом деле, что ей, толстошкурой, сделается! Надо очень постараться, чтобы привести ее в несъедобный вид — скажем, заморозить или ударить, но как следует. Разрежьте как-нибудь свеклу и взгляните на кольца, образованные взаимопроникающими слоями растительных клеток. На нынешнем научном жаргоне такой материал назвали бы композитным, что само по себе предполагает завидную прочность и устойчивость. Легко в хранении — тяжело в разгрызании. По лежкостн свекла стоит в одном ряду с брюквой и редькой и, подобно ,названным корнеплодам, в сыром виде и в нерастертом состоянии редко кому по зубам (хотя, говорят, есть любители). К счастью, будучи сваренной, она заметно смягчается. Но в таком случае каждый, кто наслышан об особой пользе сырых овощей, вправе спросить: не губим ли мы в свекле все ценное, приводя ее в удобный для разгрызания вид? Не губим. В том-то и дело, что вареная свекла, в отличие от многих других овощей, сохраняет главные свои полезные свойства. Вопрос в том, что это за свойства. Витамина С, например, в свекле не так уж много. А витамины группы В или, скажем, минеральные соли не очень-то чутки к нагреванию. Между прочим, минеральные вещества свеклы в основном щелочной природы, что при нашем, увы, преимущественно кислотном писании — немалое благо. Но даже н не в этом главное. Есть группа биологически активных веществ, называемых бетаинами, это метилированные производные аминокислот. Одно из таких веществ называется просто бетаином; поскольку свекла по-латыни 8eta, нетрудно догадаться, откуда взялось название н где впервые нашли такое вещество. Так вот, свекольный бетаин способствует усвоению белков и снижению артериального давления, он тормсзит атеросклероз и — что особенно важно — регулирует жировой обмен. Говоря точнее, препятствует ожирению (особенно ожирению печени). Словом, вещество полезное во всех отношениях; оно присутствует и в корнеплоде, и в листьях свеклы, а при нагревании практически не разрушается. Так что едите ли вы наваристый зимний борщ или нежную весеннюю ботвинью — все едино: бетаин ваш. Нет, не зря свекле с давннх пор приписывали целебные свойства — они есть у нее в самом деле. А бетаины служат и сырьем для фармацевтов. Но одно дело лекарства, другое — винегрет илн борщ, с которых мы начали, предложив, если помните, отвлечься от благоухания и вкуса ради познания нескольких научных истин. Теперь самое время вернуться от рассуждений к практической деятельности, то есть взять в руку ложку или вилку. Приятного аппетита.
Реликтовый эндемик С некоторых пор сообщения очевидцев о встречах с драконами, наядами и другими химерами перестали считаться достоверными. Последняя книга, в которой были собраны такие сообщения — «История животных» Конрада Геснера — вышла в XVI веке, и новые поколения зоологов уже скептически относились к помещенным в этом труде изображениям и словесным описаниям диковинных существ. Однако в последние десятилетия, пользуясь надежным компасом сравнительной анатомии, удается в ряде случаев воссоздать не только внешний облик исчезнувшего животного, но и строение его внутренних органов. Еще более впечатляют результаты натурных наблюдений, которые время от времени приводят к обнаружению существ, считавшихся вымершими и даже легендарными. Наиболее сенсационными со- быти ям и такого рода были открытие кистеперой рыбы латимерии и ящеров-драконов на индонезийском острове Комодо. Подобные неожиданности могут встретиться наблюдательному натуралисту не только в глубинах океанов в чаще тропических лесов, но и в любом уголке родного края. Вот свежий пример — о нем сообщил в редакцию известный иллюстратор трудов по зоологии художник-натуралист Н. Н. Кондаков. Прошлым летом он делал зарисовки с натуры личинок . (головастиков) амфибий — для иллюстраций к книге о биологии земноводных. Возле Загорска, на реке Воре, под колесом старой водяной мельницы он обнаружил небольшой заросший бочажок, где сама природа создала условия для процветания многочисленной водной фауны. И вот, за работой, художник обратил внимание на следующее: среди головастиков изредка (приблизительно 1:10 000) попадались экземпляры крупнее обычных и по своей морфологии разительно отличав- ш иес я от них. С дел ав тща- тельные зарисовки (в натуральных размерах) и возвратившись в Москву, художник не нашел сведений о встретившихся ему существах ни в одном определителе земноводных, что можно объяснить крайней ограниченностью ареала их распространения и малочисленностью популяций. Представленные здесь рисунки по эскизам Н. Н. Кондакова наводят на мысль, что встречен реликтовый эндемичный вид некогда многочисленного семейства (возможно, даже отряда), более крупные представители которого послужили фактическим основанием для легенд о полурыбах-полуженщинах. По праву первооткрывателя Н. Н. Кондаков предлагает назвать вид «Rusalotch- ka Zagorskaja». Он считает необходимым внести русалочку загорскую в Красную книгу и каждую встречу с русалочками незамедлительно фиксировать в местном отделении Общества охраны природы. С этим трудно не согласиться. Очаровательный реликтовый эндемик должен быть сохранен во что бы то ни стало! Ш Издательство «Наука» «ХЯмия и жизнь» Sk 4 1982 г.? 96 с. Индекс 71050 Цена 65 коп.