Text
                    ISSN 0130-5972
ХИМИЯИЖИЗНЬ
научно-популярный журнал
академии наук ссср
6
1981


V ' f
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ Ежемесячный иаучно пгпупярны . ^ri*\ ч< м .* н^г- ГССР '/фО Издается е 1965 года № 6 иЮНк 1981 Экономика, производство Интервью Проблемы и методы современной наукн Ресурсы Проблемы и методы современной науки Бопезнн и пекарства Земля и ее обитатели В зарубежных пабораторнях Живые лаборатории Из дальних лоездок Происшествия Технология н лрнрода Полезные советы Страницы истории Фантастика А. Салуцкий. «ПРОБА ВПЕРЕД». ЗАМЕТКИ ОБ АТОММАШЕ Ф. Ф. Султанов. ПОД СОЛНЦЕМ ГОРЯЧИМ... М. Б. Евгеньев. ТЕПЛОВОЙ ШОК И РАБОТА ГЕНОВ Ю. Ф. Макогон. ТВЕРДОЕ ЛЕТУЧЕЕ ИСКОПАЕМОЕ Ф. А. Жуков. САПРОПЕЛЬ — ЧУДО НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ М. Д. Решетова. ТРИ ПАРАДОКСА ЖЕЛЕЗНОГО СЭНДВИЧА А. Холмская. НЕОБЫКНОВЕННОЕ СВОЙСТВО ОБЫКНОВЕННЫХ МЕТАЛЛОВ В. К. Подымов. НЕОБХОДИМОСТЬ РАВНОВЕСИЯ В. Харченко. ЖАБЫ Л. Мишина. ГОЛУБИНЫЕ'БЕСЕДЫ Г. В. Сележинский. ЖАСМИНЫ Е. Д. Терлецкий. ГОД НАЗАД, ВО ВЬЕТНАМЕ В. Горлач. СЛУЧАЙ В СИВУЧЬЕЙ БУХТЕ В. С. Чукин. ПРО ЛОДОЧНЫЙ МОТОР В. Бучин, Л. Максимов. ЗАСЛОН ОТ КОМАРОВ И. Л. Кнунянц. ЛАБОРАТОРИЯ У КОРОВЬЕГО БРОДА М. Г. Фадеева. ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ В. Варламов. НАВАЖДЕНИЕ, ИЛИ К ВОПРОСУ О СУЕВЕРИЯХ М. Батарцев. СУДЬБА ТЕПЛОРОДА 2 9 14 20 26 32 37 42 48 54 58 61 66 67 69 78 84 88 92 ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ 8 БАНК ОТХОДОВ ИНФОРМАЦИЯ ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! НОВОСТИ ОТОВСЮДУ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 25 29f 53, 70 30 56 72 82 93 94 96 НА ОБЛОЖКЕ — рисунок Г. Басырова к статье «Под солнцем горячим...» НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — «Бегунья», римская копия с греческого оригинала V века до н. э. Греческие атлеты славились отменным телосложением. Наши читатели, которые хотели бы с помощью физических упражнений улучшить свою осанку и самочувствие, могут найти соответствующие советы в статье «Для повышения работоспособ-
;•-?"'• ^ub * *' т + t -^*г «*>±*."*\ Ч в.
«Проба вперед» В атомном машиностроении трехлетний цикл изготовления крупного реактора считается обычным, традиционным. Иными словами, огромная энергетическая установка, включающая ядерный реактор, парогенераторы, системы биологической защиты, загрузки ядерного горючего, его транспортировки внутри атомной электростанции, его хранения и т. д., создается в течение трех лет. По сетевому производственному графику, имеющему на Волгодонском заводе «Атоммаш» силу закона, на изготовление корпуса реактора отводится девятнадцать месяцев, или 576 суток. Поступающую на завод почти стотонную кованую заготовку обдирают на гигантском токарно-карусе льном станке до пятого-шестого класса чистоты поверхности, затем она проходит ультразвуковой акустический контроль, подвергается первой термообработке — для снятия внутренних напряжений, потом, чтобы снять слой окалины, ее вновь обдирают... Это самые первые звенья технологической цепи, которая, повторим, растянута во времени более чем на полтора года. Однако здесь закладывается важнейший принцип «Атом- маша» — принцип чисто технологический, но имеющий, как нам кажется, и символическое значение. Заготовки для обечайки реактора делают с определенным припуском по высоте. На одной из первоначальных стадий производства этот припуск, часть поковки — тяжеленное стальное кольцо — срезают. Но не отправляют на переплав. Все 576 суток срезанное кольцо идет по технологической цепочке впереди корпуса реактора; оно проходит все бесчисленные механические, термические, химические операции, анализы, пробы, проверки, которые вслед за ним пройдет обечайка. Лишь после того как кольцо-разведчик благополучно минует очередной этап, к этому этапу допускают само изделие — корпус реактора. Такой технологический принцип называют «проба вперед». А символичен он потому, что «Атоммаш» — первый, единственный, уникальный — в полном смысле этих слов, сам есть «проба вперед». МАСШТАБЫ «Атоммаш» в восемь раз больше завода в США, на котором собирают реакторы, в десять раз больше атомно-машино- строительных предприятий, построенных недавно в Швеции и Испании. Главный корпус Волгодонского завода поднялся ввысь на сорок метров, под его крышей могут разместиться семь футбольных полей, иными словами, он всемеро больше Олимпийского крытого стадиона на проспекте Мира в Москве. Такие размеры впечатляют, но есть заводы с большими производственными площадями, например ВАЗ и КамАЗ. Есть и перекрытия повыше атомма- шевских — крыши авиационных ангаров, навес над платформами Киевского вокзала в столице. И все же специалисты утверждают, что в Волгодонске смонтирован невиданный в истории промышленного строительства корпус. Почему? По каждой из подкрановых балок главного корпуса, которые расположены на тридцатиметровой высоте, без опаски можно было бы пропустить тяжеловесный железнодорожный состав. Под крышей завода поезда, конечно, ходить не будут, но будет ходить мостовой кран грузоподъемностью 1200 тонн. Как объект промышленного строительства «Атоммаш» уникален еще и потому, что возведен всего за два года. Здесь были использованы новейшие методы крупноблочного монтажа: специально сконструированные и построенные для Волгодонского завода высотные краны устанавливали конструкции весом до 130 тонн и площадью до тысячи квадратных метров. Гигантский завод задуман и построен, разумеется, не как памятник промышленной архитектуры. И главное в его масштабах не высота пролетов и не Г 3
Специально изготовленные для « Атоммаша» высотные краны монтировали конструкции весом до 130 тонн грузоподъемность опор. Главное — производительность: полная проектная мощность «Атоммаша» — В изделий в год. А изделия эти — ядерные реакторы на миллион киловатт, или, как их называют коротко, «миллионники». Значит, за год волгодонский завод будет выпускать комплекты оборудования для АЭС общей мощностью 8.v миллионов киловатт. Напомним для сравнения, что Обнинская электростанция, открывшая в 1954 году эпоху атомной энергетики, имеет мощность 5 тысяч киловатт, а гигант гидроэнергетики Красноярская ГЭС — 6 миллионов киловатт. И еще одна уникальная черта «Атоммаша». Его продукцию — реактор в сборе — не увезти ни по железной дороге, ни автомобильным транспортом. Эта черта и предопределила выбор места для «Атоммаша» — на берегу Цимлянского водохранилища. На специальном судне реакторы будут доставлять в нужные пункты Европейской части страны — через Волго-Балт. А потом через Северный Ледовитый океан и вниз по рекам — в Сибирь. А через Черное море — к любому континенту. ПОТОК На «Атоммаше» производство восьми реакторов в год — поточное. Это тоже «проба вперед», ибо впервые в мире огромные установки пропускают по технологической цепочке подобно автомобилю на сборочном конвейере. Обечайки, из которых сваривается стальная колба «миллионника», почти 5 метров в поперечнике, высотой 15 метров. Они проходят упоминавшиеся уже многочисленные обработки на станках с числовым программным управлением (многие из этих станков изготовлены специально для «Атоммаша» и имеют заводской порядковый номер 001), в термокамерах, на сварочных машинах, где наплавляют антикоррозионное покрытие. Разумеется, движутся обечайки не по конвейеру, переносит их с операции на операцию мостовой кран. (Случается это, понятное дело, не каждый день — только для установки детали на станке порою не хватает смены. А в огромных цеховых пролетах, расчерченных наподобие взлетных полос аэродромов, снуют юркие машинки-пылесосы: станки с числовым программным управлением чрезвычайно чувствительны к пыли. Здесь, как на улицах большого города, есть подземные переходы: люди из административно-бытовых корпусов вы-
ходят прямо к своим агрегатам и станкам, минуя «проезжую часть».) Поточный метод производства, принцип технологической линии заставил дублировать уникальное оборудование; например, на «Атоммаше» пришлось установить не один, а три линейных ускорителя для контроля сварки гамма-лучами, а каждый из них — камера с пятиэтажный дом, да еще с тысячетонными воротами. Однако поток выгоден — он резко сокращает транспортные операции. Дело в том, что на заводах с традиционной, «участковой» технологией стотонные обечайки с механической обработки на термообработку, с термообработки на сварку и т. д., грубо говоря, петляют по пролетам с участка на участок. А одно такое путешествие — с участка на участок — занимает порой неделю. В итоге из трехлетнего производствен- Строители «Атоммаша» ного цикла добрый год, как считают, уходит на транспортные операции. Коллектив «Атоммаша» завершил изготовление корпуса первого реактора к XXVI съезду партии, на полгода раньше трехлетнего срока. Это результат самоотверженного труда рабочих и инженеров, применения передовых методов труда и во многом — результат сокращения времени на транспортировке деталей. Сейчас на атоммашевском потоке полным ходом идет работа по изготовлению второго, третьего и четвертого комплектов реакторного оборудования. А первый волгодонский «миллионник» будет установлен в конце этого года на строящейся между Одессой и Николаевым Южно-Украинской АЭС. «МАКСИМАЛЬНАЯ ПРОЕКТНАЯ АВАРИЯ» Рабочее давление внутри реактора 160 атмосфер, температура на поверх-
Планерка ности корпуса 362 градуса, плюс ядерное излучение, непрерывно воздействующее на металл. Не удивительно, что толщина обечайки корпуса сорок сантиметров. Но если в этой стальной броне появится. незначительный дефект — раковина или трещина, возникнет угроза (или скажем несколько мягче — вероятность) аварии. Проектировщики ядерных реакторов оперируют понятием «максимальная проектная авария». Что это значит? Это мгновенный разрыв спрятанных в корпусе трубопроводов самого большого диаметра. Но даже в случае «максимальной проектной аварии» стальная колба реактора, хранящая ядерное горючее — упакованную в циркониево-ниобиевые цилиндры двуокись урана, должна выстоять, удержать мгновенно возросшее давление, дать возможность автоматике погасить реакцию деления, защитить людей и окружающую среду от радиоактивной опасности. Итак, реактор спроектирован на «максимальную проектную аварию». И к тому же он должен сохранять свою работоспособность, надежность, безопасность три десятилетия — таков проектный срок его работы без капитального ремонта. Поэтому из трехлетнего производственного цикла один год уходит на контроль качества. В самом конце потока, близ ворот главного корпуса, через которые приземистая самоходная «телега» на гусеничном ходу будет вывозить готовые реакторы, состоится последняя проверка. Здесь оборудованы три подземных (двадцатиметровой глубины) кессона для гидравлических испытаний реакторов на прочность — горячим би- дистиллятом, под давлением. • И еще метод выходного контроля. Каждый Волгодонским реактор получит так называемый акустический паспорт — результаты ультразвукового прослушивания корпуса. Через определенные промежутки времени работающую ядерную энергоустановку будут «про- звучивать» вновь и вновь, чтобы определить, нет ли отклонений от акустического паспорта, не снизилась ли прочность и надежность конструкции, готов ли реактор во всеоружии встретить «максимальную проектную аварию». С РАСЧЕТОМ НА СЛЕДУЮЩИЙ ВЕК Пущенные в наши дни заводы, оборудованные по последнему слову тех- 6
ники, мы нередко называем предприятиями XXI века. При этом мы всего лишь стремимся подчеркнуть совершенство станков и другого оборудования и выражаем надежду на то, что построенный сегодня завод не станет техническим анахронизмом в следующем столетии. А какой будет техника 20—25 лет спустя, об этом можно только гадать. Разумеется, «Атоммаш» поработает и в следующем столетии. Но какой будет его продукция? Главный инженер завода С. А. Елецкий показывал корреспонденту расточный станок с рабочим столом длиной 49 метров и шириной 10 метров. При этом он заметил, что такие, естественно, уникальные станки проектировались с вертикальной пятиметровой стойкой, но по заказу «Атоммаша» их оборудовали еще одной стойкой — восьмиметровой, хотя такая высота сейчас и не нужна, нет пока таких деталей. На установленном и работающем уже оборудовании можно изготовлять детали и узлы диаметром до 9 метров и весом до 500 тонн, а обечайка «миллионника», как, наверное, помнит читатель, около 5 метров в поперечнике и весит всего (!) сто тонн. И балки под мостовые краны заложены с большим запасом. Зачем все это? «Затем, — отвечает С. А. Елецкий, — чтобы в будущем обрабатывать корпуса еще более мощных реакторов. Уже сейчас, например, завод готовится к производству реакторов на быстрых нейтронах БН-1600. 1600 — это мощность в мегаваттах, более чем в полтора раза мощнее «миллионника». Наверное, на рубеже столетий атомной энергетике уже понадобятся «пяти- миллионники». И они будут созданы, в этом нет сомнений. Конечно, такие агрегаты не станут просто пятикратно увеличенной копией сегодняшнего Волгодонского реактора — гиганта по теперешним меркам. Какие научно-технические принципы найдут воплощение в «пятимиллионнике», сейчас сказать трудно, а то и невозможно. Но волго- донский завод готов выпускать и такие, пока неведомые даже физикам и конструкторам реакторы, ибо построен с запасом на XXI век. Так что сегодняшняя его мощность — это по сути дела тоже «проба вперед». А. САЛУЦНИЙ Фото А. Хрупова
Ген иммуноглобулина в бактериальной клетке Иммуноглобулины, или антитела, вырабатываемые лимфатической системой, служат естественным барьером организма в борьбе с инфекцией. Лимфоциты способны синтезировать огромный ассортимент специфических антител, их число приближается к 10fi—107. Известно, что молекула иммуноглобулина состоит из двух одинаковых легких и двух одинаковых тяжелых полипептидных цепей. Казалось бы, в соответствии с постулатом молекулярной биологии «один ген — одна полипептидная цепь», в клетке должно быть очень много генов антител. Однако природа распорядилась иначе: гены иммуноглобулинов формируются всего из трех элементов, обозначенных буквами V, С и J, где V — вариабельная, С — константная и J — соединительная части гена. Имеется по крайней мере 200—300 вариантов V-фрагментов и по несколько вариантов С- и J-участков для генов легких и тяжелых цепей. Возможны самые разнообразные сочетания этих фрагментов, что и делает набор антител столь богатым. Недавно группа сотрудников Института молекулярной биологии АН СССР, руководимая доктором биологических наук О. Л. Поляновским, провела ферментативный синтез С-фрагментов гена одной из цепей иммуноглобулина мыши («Доклады АН СССР», 1981, т. 257, № 6). Синтезированный фрагмент был встроен в плазм иду кишечной палочки. (Напомним, что плазмида — это небольшая циклическая ДНК, ее используют в генной инженерии как переносчик нужной информации из одного организма в другой.) Гибридная плазмида, несущая кусочек чужой ДНК, сохранила способность проникать в клетки кишечной палочки и размножаться в них, давая множество копий в одной клетке. Постепенно из нескольких сот бактериальных клонов были отобраны три, каждый из которых содержал гибридные плазмиды со вставками различной длины. Были проанализированы нуклеотидные последовательности этих вставок. Оказалось, что в одном из клонов встроенная ДНК полностью соответствует части последовательности аминокислот в С-фрагменте легкой цепи иммуноглобулина мыши. Теперь, пользуясь обычными методами выращивания бактерий, можно получать этот фрагмент гена в значительном количестве — миллиграммы, а если понадобится, — десятки миллиграмм. Если учесть, что изначально синтезировалась вставка весом 0,05 микрограмма, то воспроизведение ее по сравнению с исходным количетвом будет достигать 104— 106. К тому же выращивать бактериальную массу и получать гибридные плазмиды можно многократно. Проделанная работа дет иммунологам возможность продолжить изучение генов антител высших организмов и человека на достаточно большом исходном материале, а также вести дальнейшую разработку их синтеза методами генной инженерии. 8 П. ЛЕОНТЬЕВ
T=5355£> ^^<=ь^3, **AMU Под солнцем горячим... Корр. Одни люди хорошо переносят жару, другие терпеть ее не могут. Мы, например, избегаем посещать вашу прекрасную республику летом. Однако коренные жители Туркмении, Узбекистана, Таджикистана и в сорокаградусную жару чувствуют себя неплохо. Наш первый вопрос вытекает из житейских наблюдений: коль скоро местные жители приспособились к жаркому климату, то зачем нужен новый раздел медицинской и физиологической науки, зачем особый институт? Пустыни и полупустыни занимают немалую часть территории нашей страны. Их освоение сулит большие экономические выгоды, однако его сдерживают трудные климатические условия. Многие научные учреждения работают над комплексной проблемой взаимоотношений человека и пустыни; возглавляет эту программу Институт физиологии и экспериментальной патологии аридной зоны Академии наук Туркменской ССР. На вопросы корреспондентов «Химии и жизни» М. Кривича и О. Ольгина отвечает заведующий лабораторией физиологии терморегуляции этого института, главный ученый секретарь Президиума АН Туркменской ССР Фуат Файзрахманович СУЛТАНОВ. Ваша исходная посылка неверна. Физиологическими исследованиями установлено, что человек может адаптироваться к холодному климату, но к жаре он до конца так и не привыкает. Понижение температуры тела на 15— 16 градусов еще не смертельно, а при повышении на каких-то 5—6 градусов уже' начинают свертываться белки; на медицинских термометрах отметки выше 42 градусов нет... Действительно, многие поколения жителей Средней Азии, других жарких и засушливых районов мира накопили опыт приспособления к экстремальным климатическим условиям. Кстати, дело не ограничивается летней жарой, есть и дополнительные сложности: характерные .для континентального климата перепады температур, особенности 9
бактериально-вирусного окружения, микроэлементный состав почв и воды, присущий нашим краям насыщенный световой режим. Однако традиционная одежда, особое жилье, веками выработанный уклад жизни — все это позволяет приспособиться к неблагоприятным условиям аридной зоны. Такая адаптация предполагает размеренную, неторопливую жизнь, неспешную, а то и вялую по жаре работу. Человек мерно орудует мотыгой, устав, уйдет в тень, сядет под дерево, снимет баранью шапку — тельпек, оботрет лоб, выпьет зеленого чаю... Так работали еще в прошлом веке. На машинной уборке хлопка, на современной стройке, на нефтепромыслах или в геологической разведке такой ритм жизни, как вы понимаете, не годится. Но разве землю обрабатывали мотыгой в пустыне? Скорее — в оазисах... Разумеется. Более того, многие из жителей оазисов вообще в пустыне не бывают. Но если и вблизи водоемов, среди зелени нелегко, то что же говорить о барханах? Впрочем, в барханах жара переносится легче, чем в городе, и дышится наверное лучше. Но вступают в действие психогенные факторы: пески, безлюдье... Между тем миграция из оазисов в пустыню — реальный факт, с которым необходимо считаться. О Сибири говорят: половина природных ресурсов страны и лишь десятая часть населения. Подобная ситуация у нас в республике, только наша Сибирь, край, который предстоит освоить, — это Каракумы. Если коренным жителям, из оазисов, нелегко приспособиться к пустыне, то каково приезжим — рабочим, специалистам? Тяжело, особенно на первых порах. Новичок выпивает в сутки до 10 литров воды. В очень жаркие дни производительность труда может упасть на 40 процентов. Даже у привыкших к пустыне людей изменяется психологическая оценка обстановки, они неадекватно оценивают и собственное состояние, хуже перерабатывают информацию, слабее ориентируются в производственной обстановке. За всем этим — сложные изменения в организме. Изучить их, найти способы ослабить или устранить вредные воздействия — таковы задачи нашего института. Итак, проблему в целом можно сформулировать как «человек и жара»? Нет, шире. Вы когда приехали в Ашхабад? Вчера? Значит, уже в дождь при десяти градусах. А позавчера было сухо и плюс тридцать. Такие резкие колебания характерны для аридной зоны. Отсюда столь частые метеоневрозы, гипертонические кризы, обострения хронических заболеваний. Кстати, у нас по статистике летом, в самую жару, сердечно-сосудистых катастроф меньше, чем зимой... И еще: изучение физиологии и патологических изменений в организме при высокой температуре (как принято говорить, в условиях гипертермии) важно и для многих производств, в том числе химических и металлургических. Например, у стеклоплавильных печей температура достигает порой 60 градусов, а на шелкомотальных фабриках, в цехах, где выпаривают коконы, высокая температура сочетается с высокой влажностью. Так что мы не замыкаемся исключительно на пустыне. Чтобы оценить реакцию организма иа высокую температуру среды, необходим системный подход, надо рассматривать не столько единичные эффекты, сколько новые отношения, которые складываются в организме. Высокая температура оказывает на человека по меньшей мере тройственное воздействие. Первая реакция чисто поведенческая — реакция избегания... Это нам понятно: поскорее в дом с кондиционером и холодильником, особенно если там пиво или минеральная вода. Хорошо, когда рядом есть такой дом, да еще с холодильником. Но когда человек лишен возможности реализовать свою естественную реакцию на жару, начинается моторное возбуждение, возникает доминанта на теплоотдачу. Вторая группа реакций иа гипертермию — это стресс, особенно характерный для приезжих, ие привыкших еще к нашим климатическим условиям. Конечно, стресс — лишь временная мера, дающая организму возможность перестроить связи между системами, подтянуть резервы для защиты от перегревания. Содержание катехоламинов и глюкокортикоидов резко возрастает, ткани при этом лучше сопротивляются внешним повреждающим факторам. Однако за такую защиту организму приходится расплачиваться довольно дорогой ценой. Клеточное преобразование энергии уже не столь эффективно, расщепление белков, напротив, нарастает и кровь загружается продуктами белкового распада. Побочные эффекты накапливаются, и если организм не защищается каким-либо образом от перегревания, если стрессовое 10
В камере с регулируемой температурой идет тренировка на велоэргометре — для адаптации к пустынному зною Фото Ш. Хасанова напряжение затягивается, то возможны и патологические изменения. Наконец, третья группа — специфические реакции теплоотдачи, поддержания теплового баланса. Надо иметь в виду, что организм отдает тепло в окружающую среду в два этапа. Сначала кровь переносит его из внутренних, теплопродуцирующих органов к коже. Затем тепло рассеивается — конвекцией, излучением или испарением влаги. Медики различают внутреннюю температуру тела, как говорят, температуру «ядра», и кожных покровов, «оболочки». Вторую, естественно, измерить несложно, даже в нескольких точках, чтобы затем вывести среднее значение. Температура «ядра» проще всего измеряется в прямой кишке, на глубине 10—12 сантиметров, но и такая процедура создает определенные методические трудности, особенно при массовых обследованиях... Так вот, повышение температуры среды приводит к дополнительному нагреву кожи, а значит, уменьшается перепад температур между «ядром» и «оболочкой». Чтобы и теперь поддерживать тепловой баланс, организм вынужден усиливать кровоток: если при 28°С он составляет 0,16 литра в минуту на квадратный метр поверхности тела, то при 40°С — уже 2,6 литра, в пятнадцать с лишним раз больше! И это, надо полагать, еще раз свидетельствует об огромных приспособительных возможностях человека. * Несомненно. Но за любую адаптацию надо расплачиваться; вопрос в том, какова цена. В данном случае в жертву кожному кровотоку приносится кровоток во внутренних органах. Печень, почки, органы пищеварения оказываются в неблагоприятных условиях. Изменяется характер всасывания воды и пищи в кишечнике, замедляется ферментативный синтез в печени, уменьшается ее способность обезвреживать токсины. Недостаток кислорода вызывает тканевую гипоксию. Чтобы поддерживать достаточный минутный объем сердца, организм прибегает к наименее эффективному способу — сердце начинает сокращаться все чаще. Словом, увеличение теплоотдачи через кожу стоит очень дорого, организм балансирует на опасной грани, и если человек должен выполнять физическую работу, которая, естественно, еще усиливает кровоток в мышцах, то тепловой обморок — далеко не худшее завершение событий. Невеселая, однако, картина... Можно сказать, мрачная. Но такое случается лишь при воздействии экстремально высоких температур на человека, не прошедшего акклиматизацию. Исследования, проведенные в нашем институте, показали, что всего лишь двухнедельная акклиматизация по разработанной нами методике позволяет жителю, скажем, центрального района страны уверенно приспособиться к условиям аридной зоны. Без всяких ось мо роков. Мы применяем тренировку тепловой нагрузкой. Например, на велоэргометре, в специальной Камере с регулируемой температурой. И только под наблюдением врача. Первую тренировку, как правило, переносят неважно, вторую и третью стараются избежать — естественная реакция. Но к концу недели наступает обычно перелом. Люди охотно идут в термокамеру, многие говорят, что получают удовольствие, как от сауны... Принцип акклиматизации не нов, но нам удалось подобрать наименьшую температуру и минимальное время тре- 11
нировки. Результаты проверены в реальных условиях — подготовленные по нашей методике специалисты работают на метеостанциях, на строительстве газопроводов. Почти у всех реакция на высокую температуру была адекватной, адаптация к жаре — быстрой. Тем не менее замечу, что лучше все-таки, -если специалисты приезжают на работу в южные республики не в разгар лета, когда адаптация требует дополнительных усилий. Весна и осень предпочтительнее. А как тогда с вашим исходным тезисом — о том, что к жаре привыкнуть нельзя? Привыкнуть — нет, но приспособиться можно. Никому не удается избежать специфических реакций организма на перегрев, да и стрессовых реакций тоже. Акклиматизация же позволяет выработать защиту, снижающую нагрузку на организм, и в первую очередь на сердечно-сосудистую систему. Пожалуй, самый эффективный из защитных механизмов — это потоотделение. Человек может иногда выделять в сутки до 10—12 литров пота. А каждый литр испарившейся влаги уносит с поверхности кожи около 560 килокалорий. Вот где огромный резерв поддержания теплового баланса. Но и в этом случае надо помнить о цене защитной реакции. Доставка влаги к потовым железам требует усиленного кровотока. Объем внеклеточной воды в тканях уменьшается. Казалось бы, если человек может пить, сколько ему хочется, то и проблем нет: потери легко возмещаются. Не знаю, знакомо ли вам ощущение, когда вода уже в горле стоит, а пить по-прежнему хочется. Спросите поживших в пустыне — подтвердят. Отчего же так? Да оттого, что кровоток во внутренних органах ослаблен, кишечник не успевает всасывать воду и при обилии воды возникает дегидратация. Выходит, что и потение обходится организму недешево. Так что же — потеть нли ие потеть? Можно подумать, что у вас есть выбор... Человек не волен нажать или не нажать на спусковой крючок защитных реакций. Среди физиологов бытовало мнение, что люди, привыкшие к жаре, потеют мало, а то и вовсе перестают потеть. Но это мнение ошибочно. Скажем, в области лба после адаптации действительно выделяется меньше пота, зато гораздо интенсивнее потеют те участки тела, где сосуды подходят близко к коже, — кисти рук, стопа, шея. Неточность физиологических представлений могла исказить стратегию приспособления к жаре. Основная задача акклиматизации сводится к тому, Чтобы приучить организм к наивыгоднейшей скорости и раннему началу потоотделительной реакции. Только так можно поддержать достаточный температурный градиент между «ядром» и «оболочкой». Но есть люди, которые, как их ни приучай, все равно не научатся лотеть как следует... Конечно, есть. Люди адаптируются к жаре, в общих чертах, двояко. У одних мобилизуется прежде всего гемодинамика — ив результате возрастает нагрузка на сердечно-сосудистую систему. У других же в большей степени активируется выделение пота, что вызывает некоторые сдвиги в водно-солевом обмене. Правда, после адаптации реакции этих двух типов сближаются, но все же при отборе кандидатов, при профессиональной ориентации я отдал бы предпочтение второму типу приспособления, людям, рано и обильно потеющим. Цена адаптации для них ниже. Обильный пот предполагает обильное пнтье. Однако приходится слышать, что слишком много воды тоже не на пользу. Так как же — если жарко, то пить или не пить? Здоровому человеку — пить. Без каких- либо ограничений. Хотя бы для того, чтобы попытки воздержаться от питья не вызвали дополнительной психологической напряженности. Но, если вы помните, мы говорили о том, что преодолеть дегидратацию, просто заполняя желудок водой, не всегда удается. Вопрос не в том, пить или не пить, а в том, что пить. Далеко не случайно, что в наших краях пьют много зеленого чая, легкого тонизирующего напитка, хорошо утоляющего жажду. А в старые времена, когда чай был неизвестен, готовили отвар верблюжьей колючки; впрочем, им не пренебрегают и сейчас. Многие из приезжих — промысловики, строители, пограничники — оценили по достоинству полезные свойства отвара. В нашем институте на основе зеленого чая, верблюжьей колючки, а также горной мяты, лакрицы, кофеина и еще нескольких компонентов создан тонизирующий прохладительный напиток для жарких районов, получивший название «Саглык» («Здоровье»). Опытные партии изготовлены, напиток одобрен и утвержден, даже этикетки подготовлены. А с массовым выпуском — беда. 12
Кто-то должен собирать колючку, мяту и другие составляющие. Раньше это брали на себя научные сотрудники института. Фабричное производство им, боюсь, колючкой не обеспечить, да и несколько другие функции у научных работников. Предлагают выбросить из рецептуры мяту, колючку, и дело с концом. Но тогда получится напиток, каких десятки. Надо ли было подключать к работе академический институт, чтобы в конце концов создать еще один лимонад? Пить тонизирующий напнток — практическая рекомендация, вытекающая из физиологических н медицинских исследований. Нельзя ли несколько слов о других рекомендациях? Пожалуйста. При температуре от 25 до 50°С существенно повышается энергетическая стоимость работы: она требует больших усилий. Когда температура приближается к 40—45°С, слабеет реакция на световые и звуковые раздражители, отчасти нарушается координация движений. В таких условиях работа средней тяжести должна быть приравнена к тяжелой. Это обстоятельство требует определенных социальных и экономических шагов. Например, необходимо пересматривать нормы выработки, продолжительность отпуска. В некоторых пустынных районах по рекомендации института уже введена надбавка к зарплате за тяжелые условия труда. Другая практическая рекомендация касается режима рабочего дня. Некоторым городским предприятиям — тем, где есть для того условия, — предложено устраивать два получасовых перерыва, с тем чтобы работники отдыхали в помещениях с кондиционированным воздухом. Еще более эффективно раннее начало рабочего дня, пока сохраняется ночная прохлада, продолжительный перерыв днем, в самое пекло, и второй цикл работы, ближе к вечеру, — словом, то, что в некоторых странах называют сиестой. Несколько строительных отрядов управлени я «Ка- ракумстрой» переведены на такой режим работы. Производительность труда выросла на 15—17 процентов, самочувствие людей улучшилось, заболеваний стало меньше. Предпринимались попытки организовать сиесту и в городах, но пока без особого успеха: ведь на новый режим надо перевести не только цех или завод, но и детские сады, школы, магазины... Видимо, расписание работы и занятий должно быть в принципе единым для города в целом. Такого рода эксперимент предполагается провести в одном из городов республики. Есть рекомендации и по защитной одежде — для строителей, нефтяников, шоферов. Мы предложили просторную одежду из легкой хлопчатобу мажной или льняной ткани. К сожалению, швейники сшили опытную партию одежды не из того материала... А надо ли изобретать уже изобретенное? Есть же традиционный костюм жителя пустыни: баранья шапка, халат, парусиновые сапоги. Непохоже, чтобы туркмены спешили обзавестись панамами. Еще и еще раз: традиционный костюм хорош для неторопливой работы, для старого уклада жизни. В тельпеке и ватном халате на стройке или нефтепромысле работать очень трудно. Если уж зашла речь о головных уборах, то замечу, что мы измеряли температуру под меховым тельпеком и под полотняной панамой. Когда воздух прогрет до 37 градусов, то есть не выше температуры тела, то панама лучше — она легко вентилируется, отражает значительную часть солнечных лучей. Но при сильной жаре предпочтителен те ль пек. Он работает как термостат, долго сохраняя исходную температуру, в то время как голова под панамой нагревается все сильнее. Но рано или поздно надо идти в тень чинары, снимать тельпек, отирать лоб, пить зеленый чай... Долгие и не лишенные приятности процедуры, на которые при нынешнем ритме жизни просто нет времени. Можно по этому поводу сокрушаться, можно, напротив, радоваться, но во всяком случае надо считаться с фактом. Нынешний ритм требует и новой одежды, и новой техники — скажем, тракторов и грузовиков с кондиционерами... И этого тоже. Подводя итог, скажу привычную, но оттого не менее верную фразу: чтобы освоить богатства пустыни, нужен комплекс медицинских, социальных, организационных, технических, экономических дел. И памятуя об особенностях климата и возможностях человеческого организма, осваивать пустыню надо планомерно и продуманно. 13
Тепловой шок и работа генов Доктор биологических неук М. Б. ЕВГЕНЬЕВ На жаре люди потеют. У собак и у некоторых других животных ситуация иная, у них испарение избыточной влаги происходит в основном с языка. А как же насекомые? Ведь им тоже приходится попадать в такие условия, когда температура резко отличается от оптимальной, то есть значительно превышает 25—26°С. Один знакомый зоолог рассказывал, как, занимаясь в Туркмении ловлей пресмыкающихся, ои с удивлением заметил, что если в выжженной солнцем, безжизненной пустыне бросить на песок арбузную корку или огрызок яблока, то через несколько минут на них как бы ниоткуда налетают маленькие элегантные мушки — дрозофилы. Это естественно, скажут экологически образованные читатели, везде есть жизнь, и в любой местности есть какие-то складки, бугорки и прочие укрытия (как говорят специалисты, «микрониши»), где мухи и другая мелкая живность могут найти теиь и перенести невыносимую жару. Так-то оно так, но в раскаленной пустыне и в тени температура может подниматься значительно выше оптимальной. Значит, у мух и у других насекомых должны быть свои адаптивные, приспособительные системы, позволяющие им переживать резкие перепады температуры. Действительно, у пустынных животных обнаружено немало особенностей в строении, привычках, биоритмах, приспосабливающих их к среде обитания. Этим морфологическим и физиологическим особенностям пустынных животных посвящены многочисленные специальные книги и статьи, здесь же речь пойдет не о них. В последние годы достигнут поразительный прогресс в понимании молекулярных механизмов, спасающих клетку и, следовательно, организм от резкого перегрева — при так называемом тепловом шоке. Именно эти молекулярные процессы, происходящие в клетке в ответ на тепловой шок, и служат предметом настоящей статьи. ГИГАНТСКИЕ ХРОМОСОМЫ У МАЛЕНЬКИХ МУШЕК Сейчас уже все, наверное, знают, что в клетках организма находятся хромосомы, несущие наследственную информа- 14
1 Если выделить слюнную железу из личинки дрозофилы, окрасить ее специальным красителем и поместить между двумя стеклами, то под микроскопом можно увидеть гигантские хромосомы. Эти хромосомы состоят из сильно окрашенных дисков, более светлых междисковых промежутков и крупных вздутий — пуфов. Несколько таких больших пуфов отчетливо выделяются здесь на снимке Увеличение — около 1500 цию, закодированную в ДНК. Известно также, что клетки разных органов и тканей содержат одинаковое число хромосом, характерное для данного вида животных или растений. Все это так, но, как и у «сякого правила, здесь есть исключения. В некоторых случаях клетка отказывается делиться обычным способом. Хромосомы ее, как положено, удваиваются, но образовавшиеся при делении идентичные наборы не расходятся к противоположным полюсам клетки, а остаются в исходном ядре. Более того, иногда хромосомы, принадлежащие к одной паре, сближаются и переплетаются между собой. Это сближение бывает настолько тесным, что даже под микроскопом, при большом увеличении, трудно разглядеть, что это не одна, а две структуры. Представьте, что прошло подряд восемь делений, и все образовавшиеся хромосомы остались прижатыми друг к другу. Получится, что каждая хромосомная пара состоит теперь из 1024 элементарных нитей. Именно так образуются гигантские, многонитчатые хромосомы в клетках слюнных желез личинки дрозофилы. Поскольку ДНК в исходных хромосомах уложена неодинаково, то в местах с более плотной упаковкой на многонитчатой хромосоме видны отдельные диски (фото 1). Сейчас точно известно, что в каждом диске содержится по гену. А в некоторых из них, особенно толстых, может быть и не один ген, а несколько. Еще первые исследователи, обнаружившие почти 50 лет назад у личинок дрозофилы огромные многожильные хромосомы, заметили, что иногда на месте дисков видны крупные вздутия, или пуфы. Позже выяснилось, что в пуфах происходит интенсивный синтез РНК, то есть именно здесь считывается наследственная информация с ДНК. А это значит, что, наблюдая в микроскоп хромосомы слюнных желез, можно непосредственно видеть, какие гены в данный момент работают, а какие нет. КАК ОТКРЫЛИ БЕЛКИ ТЕПЛОВОГО ШОКА Пуфы могут возникать под действием повышенной температуры — первым это заметил итальянский цитогенетик Ф. Ритосса в 1962 г. Дальше выяснилось, что при тепловом шоке не только об- 15
разуются новые крупные пуфы, но и резко уменьшаются в размерах, даже исчезают все другие, существовавшие ранее (фото 2). Надо сказать, что это открытие не привлекло особого внимания. Генетический аппарат клетки чрезвычайно чувствителен к внешней среде. Новые пуфы появляются под влиянием гормонов, витаминов, солей тяжелых металлов... Понятно, что столь резкое воздействие, как повышение температуры, не остается незамеченным клеткой и вызывает перестройку работы генетического аппарата. Прошло 15 лет после открытия Ритос- сы, и вдруг две лаборатории одновременно сообщили, что при тепловом шоке начинают вырабатываться несколько новых характерных белков. Тут же было высказано предположение, что это — приспособительная реакция, спасающая клетку от действия высокой температуры. Предположение подтвердилось: когда клетки мухи подвергали тепловому удару и одновременно подавляли в них синтез РНК (РНК необходима для выработки белков), клетки как одна гибли. Логично было думать, что столь важные белки должны вырабатываться во всех органах и тканях, на любой стадии развития организма. Так оно и 2 Личинка дрозофилы получила тепловой удар. В ее хромосомах сразу образовались новые пуфы. Остальные пуфы резко уменьшились в размерах Увеличение — около 2000 оказалось. Белки теплового шока (БТШ) быстро появляются в ответ иа действие повышенной температуры независимо ни от стадии развития дрозофилы, ни от того, какой орган взят для анализа. Открытие БТШ вызвало буквально лавину исследовательских работ. Многие ведущие генетики и биохимики выбрали систему теплового шока в качестве модели для изучения работы генетического аппарата. Действительно, эта модель удивительно удобна — ведь можно с легкостью и не прибегая к чуждым для организма химическим агентам, действуя только температурой, включать и выключать по желанию известные гены. И, что самое главное, эти гены «звучат» на фоне практически полного молчания остального генома (фото 3). Уже при температуре 35 — 37°С почти все гены в хромосомах мух прекращают свою работу, а заодно останавливается сборка соответствующих белков в цитоплазме. Поэтому сравнительно легко выделить в чистом виде РНК, необходимую для сборки БТШ, да и сами белки теплового шока. Прежде всего, однако, необходимо было доказать, что в генах, включающихся при повышении температуры (в гигантских хромосомах образуется девять новых пуфов), действительно закодирована информация о приспособительных белках. Бросалось в глаза противоречие: новых пуфов образуется девять,а БТШ выделено только семь. Выходит, что здесь нарушено правило: один ген — один белок?
'■*./ i *..• *. Hi ?*K a В пуфах, возникших после теплового шока, активно вырабатывается РНК. Молекулы РНК быстро переходят в цитоплазму, и на них собираются белки теплового шока. Синтез РНК можно увидеть под микроскопом, если поместить слюнную железу дрозофилы в раствор с радиоактивно меченными основаниями, из которых строится РНК Увеличение — около 300 Снимки 1—3 выполнены автором статьи на оптическом микроскопе ПОЧЕМУ ПУФОВ БОЛЬШЕ, ЧЕМ БЕЛКОВ! Первые свидетельства о том, что в пуфах, образующихся при тепловом шоке, на самом деле записана информация о выработке БТШ, были получены в экспериментах по гибридизации нуклеиновых кислот. Если взять какую-нибудь РНК, пометить ее радиоактивным изотопом и поместить на препарат хромосом, то РНК «узнает в лицо» и свяжется, то есть гибридизуется, с тем геном, с той последовательностью в ДНК, которая служила матрицей при ее синтезе. После гибридизации препарат покрывают специальной эмульсией. Поскольку РНК мечена радиоактивным изотопом, то над тем участком хромосомы, над тем геном, с которым связалась РНК, после обычного фотографического проявления в эмульсии будут видны под микроскопом зерна восстановленного серебра. Так, не проводя сложных скрещиваний, можно точно определить расположение генов в хромосомах. Именно такую процедуру проделали с РНК, выработанной в клетке в ответ на повышение температуры. Практически вся эта РНК гибридизовалась с хромосомами там, где образуются пуфы теплового шока! Значит, сведения, необходимые для сборки БТШ, хранятся действительно здесь. Теперь важно было выяснить, какой пуф «отвечает» за синтез того или иного конкретного белка. Тут помочь могли микрохирургические операции на хромосомах, техникой которых генетики овладели уже давно. Если удалить один диск, превращающей йся в пуф с повышением температуры, то при тепловом шоке должно образовываться уже не семь белков, а всего шесть. Руководствуясь этой логикой, американский генетик Д. Иш-Горовиц вывел мух, у которых в хромосомах не хватало именно такого диска. Каково же было его удивление, когда он убедился, что в спектре вырабатываемых белков абсолютно ни чего не изменилось! Но может быть, один и тот же белок закодирован (продублирован) сразу в двух пуфах? Только так можно было объяснить результат опыта. Был удален второй диск, расположенный по соседству с вырезанным, и экспериментатор получил блестящее подтверждение своей гипотезы. Клетки, из хромосом которых удалены оба диска, при повышении температуры, как и ожидалось, вырабатывали не семь, а лишь шесть БТШ. В последние годы удалось точно установить, в каком пуфе образуется та или иная РНК. Более того, используя искусственные бесклеточные системы для синтеза белка, биохимики показали, какая фракция РНК кодирует тот или иной БТШ. Таким образом, совместные усилия цитологов, биохимиков и генетиков позволили проследить весь путь от включения генов теплового шока до выработки соответствующих белков. Теперь можно было заняться новой работой: выяснить, как регулируется работа этих генов и разобраться в том, как именно спасают клетку от гибели белки, синтезируемые при повышенной температуре. КАК РЕГУЛИРУЕТСЯ РАБОТА ГЕНОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА Ясно, что не только в пустыне Сахаре или в Центральной Африке, но и в Подмосковье мухам и другим насекомым часто приходится испытывать тепловой удар. Резкий подъем температуры влияет прежде всего на дыхательный аппарат клетки, а длительное перегревание может привести организм к гибели. Чтобы этого не случилось, и нужна. 17
-ч*"*. т № ъ* *< *тт Вот как выглядит голова мушкн дрозофилы, излюбленного объекта генетиков, многократно увеличенная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Именно на этих мухах изучают действие теплового шока на работу генов Фотография выполнена А. Шахбазяном очевидно, система особых генов. Ясно, что она должна быть очень оперативна и включаться сразу же после теплового удара. Так оно и оказалось — уже спустя несколько минут образуются новые пуфы и начинается интенсивнейший синтез БТШ. Что же запускает этот процесс? Опыты показали, что ингибиторы белкового синтеза ие могут помешать включению генов теплового шока, то есть для запуска этих генов не нужно синтезировать специальные белки. Значит, в клетках дрозофилы всегда есть какое- то регуляторное вещество, способное при тепловом шоке активизироваться и вызывать образование пуфов? Прямые данные о существовании такого регуляториого вещества и о его возможной связи с митохондриями (особыми органами, исполняющими роль энергостаиций в клетке) были получены в остроумных опытах Я. Си на (Япония). Син выделил митохондрии из клеток дрозофилы. Оказалось, что 18
если нагреть эти митохондрии до 37°С, а потом ввести их в виде экстракта в цитоплазму нормальных клеток слюнных желез, то в этих клетках возникнут типичные пуфы теплового шока. Но раз в клетке есть регул я торное вещество, то должен быть и ген (или гены), который контролирует синтез этого вещества. Как найти этот ген? На этот вопрос искали ответ у нас в лаборатории молекулярной организации хромосом в Институте молекулярной биологии АН СССР. Так как работа генов теплового шока спасает клетку от гибели, то любая поломка этой системы должна иметь самые тяжелые последствия. Собрав целую коллекцию мутантных линий мух, не способных по разным причинам жить при повышенной температуре, мы начали искать среди них те, у которых эта их особенность объясняется неправильной работой именно генов теплового шока. Нам сильно повезло, мы обнаружили такую мутацию. Если выделить слюнные железы или какой-то другой орган у мутантных особей и перенести в термостат с температурой 35—37°, то есть подвергнуть клетки тепловому шоку, то в мутантных клетках хотя и будет идти синтез БТШ, но интенсивность его в десятки раз снизится по сравнению с нормальными клетками. Интересно, что в мутантных клетках синтез этих белков нарушен в разной степени: некоторые вовсе не синтезируются, другие вырабатываются, но в очень небольших количествах по сравнению с нормой. Следовательно, мы наткнулись на ген, отвечающий за включение и нормальную работу всей системы теплового шока. Пока не ясно, на каком этапе мутация этого гена расстраивает реакцию клеток на тепловой шок. Возможно, что-то портится в самом синтезе РНК, возможно, нарушается транспорт РНК из ядра в цитоплазму. А может быть, мутация, не затрагивая считывание генов, мешает нормальной сборке БТШ в цитоплазме. Работы, которые идут сейчас у нас в лаборатории, помогут выяснить, когда, на какой стадии мутация ломает нормальное поведение клетки. ЭВОЛЮЦИЯ И ФУНКЦИИ ГЕНОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА К сожалению, мы мало пока знаем о том, как белки, появляющиеся в клетках дрозофилы после повышения температуры, спасают их от гибели. В последнее время появились сведения, что БТШ способны мигрировать из цитоплазмы, где они синтезируются, в ядро. Более того, совсем недавно группа исследователей из Чикагского университета показала, что белки теплового шока у дрозофилы не только быстро переходят в ядро, но и связываются с хромосомами. Замечательно, что они распределяются вдоль хромосомы в строго определенных местах — именно там, где шел активный синтез РНК до теплового шока. Полагают, что БТШ как бы прикрывают собой, защищают от высокой температуры только что работавшие гены, возможно, для того, чтобы они смогли быстро восстановить свою активность, когда невзгоды кончатся. Молекулярная структура генов, обслуживающих собственное хозяйство клетки (то есть ее деление, дыхание), весьма консервативна. Ясно, что мухам всегда приходилось перегреваться и система генов теплового шока также очень древняя. А если это так, то БТШ должны быть обнаружены не только у дрозофилы, но и у других видов мух. Так оно и оказалось — у всех изученных видов двукрылых весьма сходный набор БТШ. И гены теплового шока, как показывают наши опыты, не сильно отличаются у разных видов мух. Хорошо, скажете вы, у мух при повышении температуры образуются новые БТШ, а у других организмов как? В последние два-три года в печати появились сообщения, что открыты БТШ у столь отдаленных организмов, как кукуруза и дрожжи.Более того, есть предварительные данные о синтезе таких белков даже в клетках те локровных при повышении температуры до 43—45°С. Пока не ясно, однако, есть ли какое-нибудь сходство на молекулярном уровне между БТШ у столь эволюционно различных организмов. Тут приходит на ум рискованное рассуждение. Если регуляторное вещество, включающее систему генов теплового шока, и впрямь как-то связано с митохондриями, то становится понятным, почему эта система столь широко распространена и столь консервативна в эволюции. Ведь митохондрии, которые, возможно, являются симбионтами в клетках высших форм, встречаются на всех уровнях животного и растительного мира и также весьма консервативны... Так это или не так — ответят дальнейшие эксперименты. Пока что совместные усилия ученых разных специальностей при исследовании реакции на тепловой шок помогли лучше понять работу генетического аппарата клетки. А заодно и объяснили, почему мухи не потеют. 19
Твердое летучее ископаемое Доктор технических неук Ю. Ф. МАКОГОН Углеводороды нефти и природного газа представляют собой не только основу современной энергетики, но и основу современной промышленности органического синтеза. Поэтому стремительное сокращение запасов невозобновляемого сырья чревато не только энергетическим кризисом, но и кризисом всей хозяйственной структуры современного общества, уже не способного обходиться без многочисленных продуктов химии. Что касается энергетических ресурсов, то их недостаток можно в принципе восполнить атомной, солнечной и геотермальной энергией, энергией ветра, морских приливов и т. д.; особенно много надежд возлагается сейчас на освоение энергии термоядерного синтеза. А вот как химическое сырье природные углеводороды пока что практически незаменимы. В самом деле, перевод химической промышленности на другой вид сырья (например, даже на уголь, не говоря уж о целлюлозе) потребует коренной перестройки всей сложившейся системы технологии. В связи с этим вполне понятны широко ведущиеся поиски новых, нетрадиционных источников традиционных углеводородов: в качестве таковых предлагается, например, использовать нефтесодержа- щие сланцы, битумы, газ, содержащийся в угольных пластах. При этом перспективность того или иного источника углеводородного сырья определяется не столько техникой, сколько экономикой. В этом смысле далеко не все нетрадиционные месторождения природных углеводородов так перспективны, как может показаться на первый взгляд; одним из счастливых исключений оказываются месторождения твердых гидратов природных газов, хранящие, по современным данным, только на территории нашей страны более 57 триллионов кубометров углеводородов. Более ста лет назад прозвучал знаменитый менделеевский призыв относиться к нефти не как к топливу, а как к бесценному химическому сырью. Что же заставляет человечество и поныне «топить ассигнациями»? Первобытный человек подобно всем другим живым существам расходовал лишь минимум энергии, необходимой для поддержания жизнедеятельности. За время существования вида Homo sapiens этот биологически минимальный уровень потребления энергии возрос совсем незначительно и составляет теперь около 3000 килокалорий в день, или миллиона килокалорий в год, что эквивалентно энергии, выделяемой при сжигании примерно 125 литров нефти. Но с тех пор как человек научился дот бывать огонь, общий удельный расход энергии начал стремительно расти не в соответствии с ростом биологических потребностей, а с развитием технических возможностей и повышением требований людей к комфорту. В результате к началу века потребление технической энергии превысило биологически необходимый уровень в 5,5 раза, в 1978 году человечество тратило энергии в 15,4 раза больше, чем ему необходимо как биологическому виду, а по прогнозам специалистов, к началу XXI столетия энергопотребление человечества превысит биологически минимальный уровень в 23—25 раз. В доисторические же времена этой энергии хватило бы для того, чтобы поддерживать существование 150 миллиардов людей. Чего же удивительного в том, что запасы энергетических ресурсов стремительно уменьшаются? Потенциальные ресурсы традиционных источников энергии в нефтяном эквиваленте A килограмм=10 тыс. ккал) 20
оцениваются сегодня так: нефти осталось еще 1,4 • 1012 тонн, природного газа — 7,75 0" тонн, углеводородного конденсата — 1,4 • 101 тонн, каменного угля — 3 • 1015 тонн. Причем, несмотря на явное преобладание запасов угля, примерно две трети мирового производства энергии обеспечивается сжиганием нефти и газа. В связи с этим открытие советскими учеными способности природных газов при определенных условиях соединяться с водой, давая крупные залежи твердых гидратов, из которых газ может быть получен в свободном состоянии, представляет собой крупное достижение*. В кристаллических гидратах один объем воды связывает от 70 до 300 объемов газа — в гидратах газ как бы сжат в сотни раз. Вместе с тем упругость газов и паров воды над газгидратом значительно ниже, чем упругость тех же веществ в свободном состоянии, даже ниже температуры их замерзания. Поэтому в малых космических телах (например, в ледяных ядрах комет) вода и газы находятся скорее всего именно в связанном, гидрат- ном состоянии. Считается, что Земля сформировалась из холодного газопылевого облака. Среди частиц, входивших в состав этого облака, могли содержаться не только обычные минеральные соединения, но также кристаллики гидратов углекислоты, метана и других газов. По мере гравитационного уплотнения вещества температура внутри планеты возрастала, гидраты разлагались на воду и свободные газы, которые постепенно отжимались от центра Земли к ее поверхности. Так, по-видимому, постепенно сформировались гидросфера и первичная атмосфера нашей планеты. За время существования Земли масса и состав ее гидросферы и особенно атмосферы неоднократно изменялись. Причиной этих изменений служили процессы, связанные с возникновением и развитием жизни. Но жизнь вряд ли могла бы возникнуть и завоевать себе место под солнцем, если бы не стабилизирующее действие различных физико- *Открытие академика А. А. Трофиму на, члена- корреспондента АН СССР Н. В. Черского, доктора технических наук Ф. А. Требина, кандидата технических наук Ю. Ф. Макогона и кандидата геолого- минералогических наук В. Г. Васильева с приоритетом от 25 июля 1961 года внесено в Государственный реестр открытий СССР под № 75 в следующей формулировке: €<Экспериментально установлено ранее неизвестное свойство природных газов образовывать в земной коре при определенных термодинамических условиях (температура до 295 К, давление до 250 ат) залежи в твердом газ- гидратном состоянии». химических факторов, поддерживавших на поверхности Земли более или менее постоянные условия. К числу подобных факторов обычно относят только воды Мирового океана, способные запасать и отдавать огромные количества энергии и тем самым сглаживать колебания температуры. Однако такое стабилизирующее влияние Мирового океана не распространяется на континентальные зоны материков, а здесь температурные колебания могли сглаживаться в результате гидра- тообразования. В самом деле, при понижении температуры, вызывающем образование газгидратов, на каждый килограмм образующегося гидрата выделяется более 100 ккал, а при повышении температуры гидрат разлагается, поглощая такое же количество энергии. Последнее крупное похолодание на Земле, сопровождавшееся повсеместным образованием месторождений гидратов природных газов,— как в недрах материковой части земной коры, так и на дне Мирового океана,— началось около 11 миллионов лет назад, достигло максимума примерно через 5,5 миллионов лет и продолжается до настоящего времени. За это время в земных толщах образовались огромные скопления газ- гидратов. Но поистине неисчислимы те запасы газгидратов, что хранятся под водой, они в десятки раз превышают все разведанные в мире месторождения свободного газа. В настоящее время на четверти территории суши и на девяти десятых акватории Мирового океана термодинамические условия благоприятствуют накоплению и сохранению природных газгидратов. На материках зоны гидратообразова- ния находятся главным образом в районах вечной мерзлоты: в нашей стране эти зоны расположены на Северо-Востоке; на Северо-Американском континенте — на севере Канады и на Аляске; газгидра- ты обнаружены и в недрах Антарктиды. Совершенно неисчисли мы ресурсы газгидратов, хранящихся в донных осадках акватории Мирового океана. Дело в том, что средняя температура воды на глубине в один километр не превышает 5°С, а на глубинах в два километра и более температура не превышает 2°С для любого района Мирового океана; в приполярных же зонах температура близка к 0°С на любой глубине и в любое время года. Соответственно в тропических районах гидраты газов могут возникать и накапливаться начиная с глубины 300 м, а в полярных районах — с глубины всего 100 м. При этом мощность пород, насыщенных гидратами, может 21
Мировые энергетические ресурсы (в нефтяном эквиваленте) Виды ресурсов, млрд. т Нефть Природный газ Уголь Гидроэнергия Ядерная энергия Прочие виды энергии 1900 г. 0,021 0,007 0,504 0,014 — 0,35 1920 г. 0,098 0,021 0,938 0,021 — 0,42 1940 г. 0,315 0,084 1,316 0,049 — 0,42 I960 г. 0,959 0,441 1,463 0,196 — 0,425 1970 г. 2,149 1,029 1,596 0,322 0,021 0,455 19В0 г. 3,12 1,3 1,98 0,41 0,16 0,5 1990 г. 3—3,5 3—4 2—2,5 0,5 1—2 0,5 2000 г. 4 6—7 2—3 0,7 1—1,5 0,8 Всего Население Земли, млрд. человек 0,896 1,498 2,254 3,549 5,572 7,47 10—13 14,5-17 1,617 1,811 2,295 2,982 3,635 4,5 5,7 7,4 Удельное энергопотребление в тоннах нефти в год на одного человека 0,554 0,827 0,982 1,190 1,533 1,66 1,8—2,0 2,0—2,3 достигать 100—400 метров, а максимум запасов приходится либо на зону сочленения шельфа с материковым склоном (для экваториальных районов), либо на зоны сочленения материковой зоны вечной мерзлоты с арктическим шельфом (для районов Северного Ледовитого океана). Газгидраты насыщают и цементируют морские осадки начиная всего с нескольких десятков сантиметров от поверхности дна. Интересно, что под скоплениями гидратов могут находиться крупные залежи свободного газа, а также нефти. С этой точки зрения весьма перспективны районы северного побережья Азии и Америки. Как удается обнаруживать подземные залежи газгидратов, какими методами можно добывать из ни.х свободный газ, который так нужен и энергетике, и промышленности органического синтеза? На материках газгидратные залежи обнаруживаются сравнением электрического сопротивления пород, насыщенных свободным газом, его гидратом, водой и нефтью, а в придонных осадках морей и океанов — путем измерения скорости прохождения сейсмоакустических волн (эта скорость почти вдвое выше в гидра- тонасыщенных пластах, чем в пластах, насыщенных свободным газом). Таким образом удается измерить площадь и глубину залегания газгидратной залежи, определить гидрато- и газонасыщенность пластов, подсчитать запасы газа. После обнаружения геофизическими методами разведка газгидратных залежей продолжается бурением с отбором и изучением кернов пород из продуктивных пластов. Впрочем, найти новое месторождение и оценить его запасы — это только начало. Ведь найдя месторождение и подсчитав его запасы, нужно предложить реальный метод использования сокровищ подземной кладовой. Действительно, как можно добыть, газ из его гидрата? И будет ли этот процесс выгоден в сравнении с существующими способами разработки месторождений свободного углеводородного сырья? Теоретически наиболее доступные методы высвобождения свободного газа из газгидратных залежей могут заключаться в нагревании газгидрата выше температуры его разложения, понижении давления ниже давления разложения или во введении в газгидратный пласт веществ, способствующих разложению гидратов — спиртов, электролитов, различных других растворителей. Однако практика диктует теории свои условия: чтобы добыть газ из гидратного месторождения путем подогрева, нужно сжечь около 6% добытого углеводорода, что непозволительно много. Более эффективен способ разложения газгидратов в пластах путем закачки в пласт спирта с одновременным понижением давления. Этот способ был успешно испытан при разработке газгидратной залежи близ Норильска — на Мессохоят- ском месторождении газовых гидратов. 22
Что же касается самых богатых подводных газгидратных месторождений, то их освоение пока еще остается проблематичным, поскольку в этом случае экономика пасует перед техникой: ведь прежде чем добыть со дна Мирового океана газ, нужно создать либо метод добычи твердого газгидрата с большой глубины, либо метод подводного получения свободного газа. Неисчислимые подводные залежи твердого газа еще ждут освоения. Что вы знаете и чего не знаете о гидратах газов ТЕПЛЫЙ ЛЕД Примерно полвека назад природный газ начали транспортировать на большие расстояния по трубам под давлением в несколько десятков атмосфер. При проектировании и строительстве этих газопроводов все, кажется, было учтено, все проекты были тщательно технически обоснованы. Но сразу же после начала эксплуатации на газопроводах стали систематически происходить аварии: трубы то и дело чем-то закупоривались и переставали пропускать газ. Когда трубы в закупоренных местах вскрывали, то там находили плотные комки 'рыхлого льда. Газ был влажным, в нем содержались водяные пары, которые, конечно, могли замерзнуть. Но в том-то и загадка, что этот «лед» возникал при плюсовой температуре. Более того, его поведение было само по себе достаточно необычным: при понижении давления до атмосферного он быстро таял, выделяя природный газ... Оказалось, что «лед», образующийся в трубопроводах при повышенном давлении и плюсовой температуре, представляет собой кристаллическое соединение природного газа с водой — так называемый газовый гидрат. ЖЕЛТО-ЗЕЛЕНЫЕ КРИСТАЛЛЫ ГЭМФРИ ДЭВИ В 1811 году знаменитый химик сэр Гэмфри Дэви, пропуская газообразный хлор через ледяную воду, получил желто-зеленые кристаллы, которые оказались соединением хлора с водой — гидратом хлора. Впоследствии было обнаруже+ю, что ги д- раты способны давать, например, углекислый и сернистый газы, закись азота, ацетилен, метан, этан, пропан и другие углеводороды; способность давать гидраты оказалась присущей различным летучим жидкостям — брому, хлористому этилу, хлороформу. Были получены гидраты азота и кислорода и даже гидраты аргоиа, криптона и ксенона, которые долгое время считались единственными соединениями инертных газов. ГОСТИ В КЛЕТКАХ Первую догадку о строении соединений газов с водой высказал в 1938 году советский ученый Б. А. Никитин: он предположил, что эти вещества следует считать твердыми растворами. Впоследствии газовые гидраты стали относить к так называемым соединениям включения, называемым также клатратами. Клатраты интересны тем. что вещест- во-«хозяин» (в случае газ гидратов — вода) образует кристаллическую решетку, во внутренних полостях которой располагаются молекулы- «гости». При этом замечательная особенность газовых клатратов заключается в том, что при условиях, когда гидрат стабилен, кристаллическая решетка оказывается термодинамически неустойчивой и сама по себе существовать не может: лишь моле- кулы-«гости». размещенные в клетках, предоставленных им веществом-«хозяином». стабилизируют всю систему. Тщательное изучение газовых гидратов позволило установить, что они могут иметь кристаллическую структуру двух типов. Первая структура относится к типу хлористого цезия. В этом случае элементарная ячейка кристалла газгидрата строится из 46 молекул воды и имеет 8 внутренних полостей, доступных для размещения молекул газа (рис. 1); однако эти полости неравноценны — две из иих несколько меньше шести остальных. Если максимальный размер молекулы газа лежит в пределах 0.59—0.52 нм. то заполняются только большие полости, и при заполнении всех этих полостей на одну молекулу газа будет приходиться 7.66 молекул воды. Если диаметр молекулы газа меньше 0,52 нм. то заполняются и большие, и малые полости и газгидрат содержит на каждую молекулу газа по 5.75 молекул воды. Если же диаметр молекулы газа превышает 0,59 нм (размер больших полостей), то газгидрат с этой структурой не образуется. Вторая структура относится к типу алмаза, и в этом случае все соотношения меняются. Элементарная ячейка такого типа строится из 136 молекул воды и содержит уже 24 полости, из них 16 малых и 8 больших (рис. 2). В зависимости от размеров молекулы-«гостя» гидрат может содержать в расчете на каждую молекулу газа от 17 до 5,67 молекул воды. Но если диаметр молекулы превышает 0,69 нм (размер больших полостей), то газгидрат не образуется вовсе. ГИДРАТЫ И ЦЕОЛИТЫ Цеолиты — это кристаллические вещества, относящиеся к классу алюмосиликатов. Они замечательны тем, что в их кристаллической решетке есть полости, которые способны принимать «гостей», также строго соответствующих размерам свободных «клеток». Формально структура цеолитов чрезвычайно похожа на структуру газовых гидратов, и их иногда даже относят к одному типу соединений. Однако между гидратами и цеолитами есть, конечно, 23
щщ^~~*~тт Л # \^>Vf ф 4a L- v £ Кристаллическая решетка газового гидрата ткпа хлористого цезня 2 Кристаллическая решетка газового гидрата типа алмаза существенные различия. Кристаллическая решетка цеолитов в отличие от решетки гидратов термодинамически стабильна сама по себе; поэтому из «клеток» цеолита «гостей» можно изгнать и заменить другими, не разрушая каркас, что невозможно в случае гидратов. В «клетках» цеолитов может разместиться сразу по нескольку молекул «гостей», а вот в каждой «клетке» гидрата может находиться только один «гость» — всякое взаимодействие между соседями исключено. УСЛОВИЯ ЗАКЛЮЧЕНИЯ Чтобы заключить молекулу газа в «клетку», еще недостаточно согласовать размеры молекулы «гостя» и свободной полости кристаллической решетки «хозяина»: чтобы образовалось устойчи вое соединение, нужны еще определенные условия — определенные температура и давление. Чем выше давление и ниже температура, тем охотнее образуется гид- Арат; с понижением давления и повышением температуры газ гидрат самопроизвольно разлагается на свободный газ и жидкую воду. Именно последнее явление и наблюдалось при вскрытии газопроводов, закупоренных «теплым льдом». Так, природный газ, сжатый до 7,48 ат, образует гидрат при 1,1 °С, а если повысить давление газа до 54,4 ат, то гидрат образуется уже при 15,5°С; влажная смесь углеводородов, образующаяся при пиролизе бензина, становится твердым гидратом при давлении 50 ат и температуре 13,7°С, и это приходится учитывать на нефтехимических предприятиях. МЕРЫ ПРОФИЛАКТИКИ Чтобы предупредить образование твердого гидрата газа, проще поступить одним из двух способов: снизить давление или повысить температуру. Однако на предприятиях нефтехимии, где условия жестко задаются технологическим режимом, таким способом невозможно бороться с образованием гидратов. В этом случае используется один из двух обходных приемов. Во-первых, если удалить из газа воду, то гидрату просто не из чего будет возникать. Во-вторых, в систему можно ввести третий компонент, препятствующий образованию гидрата: таким веществом может служить, например, метиловый спирт (любопытно, что в небольших количествах тот же спирт ускоряет гидратообразова- ние) или некоторые электролиты — растворы хлоридов лития, калия, натрия и кальция. Такие вещества называют ингибиторами гидратообра- зования. ГИДРАТЫ-ОПРЕСНИТЕЛИ Газовые гидраты ие всегда вредны. Например, способность газов давать с водой твердые соединения можно использовать для опреснения морской воды. Дело в том, что при образовании гидрата из раствора соли в твердую гид ратную фазу переходят только молекулы воды; если образовавшийся твердый гидрат промыть, а затем разложить, то в результате получится пресная вода. В частности, для опреснения морской воды можно использовать способность к гидратообразованию углеводородов (например, пропана) и их галогенпроиз- водных, так называемых фре- онов — веществ типа тех, что используются в аэрозольных баллончиках. 24
СЕПАРАТОР ГАЗОВ Отделить один газ от другого — задача не всегда простая, а иногда почти технически неразрешимая. Скажем, разделение смеси азота и гелия (такая смесь получается из природного газа) обычными методами (например, ректификацией сжиженных газов) требует очень больших затрат энергии; но эту же задачу можно решить, используя способность одного из газов (в данном случае азота) давать гидрат. Интересно, что с помощью гидратообразования удается разделять даже стабильные изотопы и получать, скажем, тяжелую воду. ХРАНИЛИЩА ГАЗОВ При образовании гидрата объем системы резко, порой в сотни раз, уменьшается. Это явление можно использовать для того, чтобы хранить газы, не строя дорогостоящих газгольдеров, а связывая их с водой — подобно тому, как они связываются с водой в природных условиях. Заметим, что если газ гидрат разложить в замкнутом объеме, то давление в системе значительно повышается. Например, при разложении гидрата этана можно достичь давления 4000 ат чисто физико-химическим путем, без всякого компрессора. КАК РАССЕЯТЬ ТУМАН Туман порой не только неприятен, но и опасен — например, если он плотным слоем покрывает взлетно- посадочную полосу аэродрома. Впрочем, когда капельки тумана переохлаждены, бороться с ним не так сложно — достаточно ввести в туман вещества, способствующие образованию зародышей ледяных кристалликов. А что делать, если температура воздуха выше нуля и капельки тумана не могут закристаллизоваться? В этом случае в туман можно ввести распыленный гид- ратообразователь — например, сжиженный пропан,— который способен давать с водой гидрат. При испарении капелек жидкого пропана температура понижается настолько, что образуются зародышевые кристаллики гидрата, способные затем собирать влагу. В результате туман рассеивается. ГИДРАТЫ В ОПЕРАЦИОННОЙ Почему такие вещества, как хлороформ, диэтиловый эфир, закись азота или циклопропан, вызывают у чело- ве ка си ль ны й обе збо ли ва- ющий эффект? Предполагают, что, попадая в головной мозг, они образуют в кровеносных сосудах микрокристаллики гидратов, которые нарушают прохождение нервных импульсов. Анестезия газами-гидрато- образователями привлекательна тем, что наступает быстро, может продолжаться сколько необходимо, но быстро проходит после того, как подача газа прекращается. Кроме того, такая анестезия дает минимум вредных последствий. Доктор химических наук С. Ш. БЫК ЧТО ЧИТАТЬ О ГАЗОВЫХ ГИДРАТАХ С. Ш. Бык, В. И'Фомина. Успехи химии, 1968, т. 37, вып. 6, с. 1097. Ю. Ф. Макогон. Гидраты природных газов. М., «Недра», 1974. С.Ш.Бык, Ю. Ф. М а к о г о н , В. И. Фомина. Газовые гидраты. М., «Химия», 1980. ПРИНИМАЕМ В НЕОГРАНИЧЕННОМ КОЛИЧЕСТВЕ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ВЫШЕДШИЕ ИЗ УПОТРЕБЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ТЕРМОПЛАСТОВ (размерами не более 600X600X600). Московское производственное объединение по изготовлению тары и упаковочных изделий «Метаплоппастмасс», 111020 Москва, 2-я Синичкина ул.. 9а, тел. 360-49-69. ИЩЕМ ОТХОДЫ — СЫРЬЕ ДЛЯ СВАРОЧНЫХ ФЛЮСОВ В связи с тем что производство сварочных флюсов становится все труднее обеспечивать сырьем, необходимо изучить возможность замены некоторых дефицитных материалов отходами и побочными продуктами различных производств, в том числе горнодобывающих и горнообогатительных предприятий. В качестве сырья для сварочных флюсов могут найти применение отходы, содержащие СаСОэ, МдСОэ, Mo03f МпО, Ti02f Zr02i Nb205, А|203, Сг203г В2Оэ, NiO, V205f BaO, CaOf MgOf Si02r K2Of Na20, F~, F". Особый интерес представляют побочные продукты и отходы, образующиеся в районах Донбасса и Урала. Заинтересованные организации могут обратиться по адресу: 252650, Киев-5, ул. Боженко, 11, ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени Институт электросварки имени Е. О. Патока, отд. 15, тел. 61-50-81. Заместитель директора Института электросварки имени Е. О. Патона академик АН УССР В. К. ЛЕБЕДЕВ 25
Сапропель— чудо Нечерноземья «Земля кормилица, но и она есть просит». Иногда эти справедливые слова забывают. Например, в Псковской области обычно удобряют лишь пашню, да и то не всегда обильно. Сенокосы же и пастбища, которые здесь составляют половину сельскохозяйственных угодий, подкармливать не принято. А плохо удобренный луг дает мало кормов: хороший урожай зерновых можно получить при внесении на гектар восьми тонн навоза, а травы требуют не менее 20 тонн. Порой неудобренные земли не оправдывают затрат труда, их попросту запускают, они зарастают кустарником и становятся непригодными для сельскохозяйственного использования. Давным-давно известно, что самое полноценное органическое ул обре- ние — это навоз, который не только содержит все элементы пищи для растений, но и улучшает физические свойства почвы. Однако с переводом скота на бесподстилочное содержание былого накопления навоза нет. Порой руководители хозяйств стремятся недостаток органики восполнить минеральными туками. Но основные виды азотных удобрений, которые сейчас вырабатывает химическая промышленность, — кислые. Внося их на за кисленные, подзолистые поля, мы, сами того не желая, еще больше подкисляем землю и тем самым снижаем плодородие не только кислых, но и нейтральных почв. Применение неоправданно высоких доз минеральных туков пагубно сказывается на полезных почвенных бактериях, червях, насекомых, ухудшает структуру почвы. И поэтому все чаще раздаются голоса тех специалистов, кто считает, что на бедных гумусом подзолистых почвах поднять урожай можно только при совместном внесении органических и минеральных удобрений. МЕСТНЫЕ РЕЗЕРВЫ На Псковщине более 3700 озер, много прудов, на пять с половиной тысяч километров протянулись реки. И почти всюду на дне водоемов скопился донный ил — 26
сапропель. Сапропель не только богат органикой, зачастую он понижает кислотность почвы, способствует переводу ее питательных веществ в легкоусвояемые для растений соединения. Огромная ценность сапропелем была выявлена и использована еще в древнем Египте, Вавилоне и Индии. Там испокон веку речным и озерным илом подкармливали поля. У нас за илы принялись около ста лет назад, но частная собственность на землю и отсутствие специальной техники помешали победному шествию сапропеля на подзолистые поля России. А с появлением минеральных удобрений о сапропеле почему-то почти забыли. Свежий сапропель — это маслянистая на ощупь масса, то жидкая вроде сметаны, то плотная, как масло, хорошо режущаяся ножом. Его основа формируется из отмерших растительных и животных водных организмов. Окраска этого пресноводного ила различна: то черная или коричневая, то темно-оливковая или зеленовато-желтая. Сапропели, богатые известью, самые светлые, они хорошо нейтрализуют кислые почвы. В отличие от торфа сапропели сохнут медленно, но, высохнув, становятся столь крепкими, что, даже размолотые в порошок, не размокают. После промораживания сапропель теряет вязкость и рассыпается в пыль. Химические анализы свидетельствуют, что сапропели вобрали в себя все необходимое для растений: азот, калий, фосфор, макро- и микроэлементы (серу, железо, медь, цинк, марганец, кобальт...). Кроме того, в речных илах есть витамины и даже биостимуляторы. Конечно, состав сапропелем далеко не одинаков. Например, профессор Ф. А. Соловьев, обследовавший 29 озер Псковской области, пришел к выводу, что на дне 20 озер лежат сапропели с зольностью ниже 40%, а это позволяет употребить их для подкормки животных. А вот что объединяет все сапропели: в них нет болезнетворных организмов, более того, в них погибают возбудители сибирской язвы, бруцеллеза, паратифа, ибо в пресноводных илах обитают микроорганизмы, выделяющие антибиотики. В годы Великой Отечественной войны я работал директором совхоза «Варяго- во» Ярославской области, где на сапропеле и кое-каких отходах пищевой промышленности мы выращивали свиней. Молодняк получался крупный,, крепкий, устойчивый к заболеваниям. Ныне в некоторых хозяйствах ведут такой эксперимент: сапропель гранулируют в смеси с травяной мукой, хвоей и другими компонентами и скармливают животным. В Новосибирской области его сушат, размалывают и обогащают комбикорма. А сотрудники Латвийской сельскохозяйственной академии разработали способ получения гранулированного полевого удобрения (сапро- вит). Одна тонна сапропелевых гранул дает прибавку в 3,4 тонны картофеля с гектара. ИЗВЕСТКОВАНИЕ И УДОБРЕНИЕ САПРОПЕЛЕМ В Нечерноземной зоне более 80 процентов пахотных земель кислые, а значит, малоплодородные. «Химия и жизнь» (№ 11, 1980) справедливо писала, что ни благоприятный климат, ни обилие питательных веществ для растений, ни тщательная обработка полей не помогут получить высокий урожай, если кислотность почвы далека от оптимальной. К сожалению, известкование подвигается медленно, и не только потому, что не хватает извести, но еще и из-за нехватки соответствующих механизмов. А между тем масштабы и качество известкования можно быстро увеличить с помощью местных ресурсов, если внести в почву известковые сапропели, которые к тому же снабдят землю органикой. В Псковской области первая попытка использования сапропеля для известкования и удобрения полей была предпринята в 1954 году в совхозе «Родина», когда совхозу передали истощенные земли экономически слабых колхозов. Более тысячи гектаров надо было удобрить под силосные культуры, картофель, корнеплоды, а удобрений не хватало. Тут-то в излучине реки Великой и были разведаны огромные залежи донного ила. «Золотой жилрй» окрестили это место. «С утра и до позднего вечера вывозили на поля сапропель. Механизмов в то время не было, работали ведрами, лопатами, вилами. Вывозили на лошадях»,— вспоминает Анна Егоровна Осипова, звеньевая совхоза. Земля щедро отозвалась на этот труд. Каждый гектар сработал тогда за три обычных. Более того, участки, удобренные сапропелем, несколько лет кряду давали отменные урожаи. А вот сведения для тех, кто любит точные цифры. На Псковской государственной опытной сельскохозяйственной станции в опытах А. Т. Игнатьевой A973 г.) при внесении 60 тонн сапропеля на гектар пашни было собрано на 31 % больше картофеля, чем на контроле. На биологической станции Псковского педагогического института урожай овса от внесения сапропеля F0 тонн на га) 27
составил в среднем за два года 52 центнера с гектара. По сообщению директора Волгоградской опытно-мелиоративной станции В. Г. Абраменко, с помощью сапропелевых удобрений там на опытных делянках при орошении получают до 83 центнеров озимой пшеницы, по 800 центнеров зеленой массы кукурузы и столько же помидоров с гектара («Сельская жизнь», 15 апреля 1978 г.). Сапропель не только повышает урожай, но и улучшает его качество. Вот данные, опубликованные сотрудниками Ленинградского сельскохозяйственного института: в картофеле, выращенном при удобрении сапропелем из озера Самро, белка было на 73, а крахмала на 257 килограммов больше, нежели в картофеле с соседнего контрольного гектара. А аскорбиновой кислоты (витамина С) в картошке стало на 2,4% больше. Но ценность сапропеля не только в этом. В жаркую весну от корневой гнили часто погибают посевы зерновых. Спасти рожь или пшеницу можно, если вовремя внести в почву навоз или сапропель. Они ускорят прорастание грибницы паразита. Грибы пошли в рост, а питаться им нечем — еще нет корней злаков, и вредоносные грибы гибнут раньше, чем семена культурных растений дадут первые ростки. И еще об одном свойстве сапропеля. Немалый вред сельскохозяйственным культурам наносит проволочный червь — костяник. Например, вгрызаясь в клубень картофеля, он поражает весь плод, и ничем его не удается выжить. Так вот, внесение больших доз сапропеля губительно для этого вредителя. ЗАГОТОВКА САПРОПЕЛЯ Еще недавно на Псковщине сапропель лишь кое-где добывали средствами малой механизации, а то и вручную для восстановления плодородия приусадебных участков или для минеральной подкормки животных. Но настоящий поток сапропеля на поля, пожалуй, начался на территории колхоза «Красный боец», где протекает река Каменка. Сапропеля в ней больше, чем воды; толщина залежей 3—5 метров. Обладая гигантским запасом естественного удобрения, колхоз покупал туки на стороне, и обходилось это недешево. Но вот на помощь хлеборобам пришел речной плавучий кран. Чтобы добытый сапропель не уплывал обратно в реку, соорудили земляной вал. Тонна удобрения обошлась колхозу около рубля, гораздо дешевле навоза. Зимой тракторами и автомашинами сапропель вывозили на поля. Ныне предприятие «Псков-Пристань» принимает заявки на добычу и транспортировку удобрения на плавучих баржах в любую точку, расположенную на берегу реки или озера. Недавно в озере Оршо геологи торфоразведки выявили 12 миллионов кубометров сапропеля. На озере смонтировали плавучую землесосную установку. Пульпа (сапропель плюс вода) со дна озера идет в отстойники, откуда стекает вода. За зиму сапропель подмораживается. В отстойных водах по отношению к озерной воде содержание азота повышено в 3—8 раз, кальция — в 1,5—4 раза, калия — в 1,5 раза, а содержание фосфора достигает 1,4 мг/л. рН воды имеет нейтральную или слабощелочную реакцию. Все это превращает, казалось бы, никчемную отстойную воду в питательный раствор. Поэтому гидромеханизированная добыча сапропеля, помимо концентрирования, позволяет создать вдоль трассы пульповода поливные высокоурожайные овощные или иные плантации. ДВОЙНАЯ ВЫГОДА Возле села Be лье Пушкиногорского района Псковской области еще недавно плескалось озеро Чадо. В водах его добывали много рыбы. А теперь озеро заросло, превратилось в топкое болото. Такая же судьба ожидает огромное Вельское озеро. Да и не только его: по данным областной рыбинспекции, за последние 15 лет с лица Псковской земли исчезли 32 рыбных озера. Исчезли потому, что человек не пришел к ним на помощь. Освобождая водоем от избытка сапропеля и водной растительности, мы выгадываем вдвойне: спасаем и водоем, и его обитателей от гибели и получаем великолепное удобрение. В СССР многие сотни тысяч озер, огромное количество других водоемов, на дне которых не тронуты залежи сапропеля. Только в озерах Псковской области около пяти миллиардов кубометров сапропеля. Сапропелем изобилуют Белоруссия, Прибалтика, Северо- Запад, Карелия, Тюменская область- Общие же запасы донных отложений в СССР определяются гигантской цифрой — более 250 миллиардов кубометров. Донным илом можно сотни лет обильно удобрять не только пашню Нечерноземья, но и луга и пастбища. Если же учесть, что сапропель — возоб- 28
новимыи ресурс, то его запасы прямо- таки неисчерпаемы. Сапропель способен на многое, в том числе пригоден он и для спасения почвы от эрозии. Свежий речной ил обладает неплохой способностью сцепления с другими телами, даже с Деревом или железом. Это его свойство проявляет всю свою силу при влажности ила около 87%. О силе сцепления свидетельствует такой факт: высушенный шарик сапропеля пролежал в воде около года и не размок. Кроме того, в отличие от синтетических полимерных веществ, рекомендуемых для склеивания почвенных частиц, сапропель нисколько не вредит растениям. Но, как говорят, и на солнце есть пятна. Так и в нашем случае: от неумеренного применения очень влажного, непроветренного сапропеля получают противоречивые результаты. Отдача же увеличивается в течение последующих двух-трех лет. Например, в опытах Б. Я. Вимба на полях Латвийской сельскохозяйственной академии в первый год при внесении 40 тонн сапропеля на гектар (влажность 80%) было получено 285 центнеров картофеля, при навозных удобрениях B5 тонн на гектар) — 324 центнера. Зато на следующий год урожай составил соответственно 336 и 323 центнера. Большую пользу для практиков могут сослужить рекомендации специалистов Ленинградского сельскохозяйственного института, где четко сказано, сколько сапропеля и как именно нужно вносить на поля для тех или иных культур, скажем, для картофеля или ячменя. И, конечно же, самые точные советы с учетом местных условий могут (и должны) дать специалисты агрохимической службы. Если посмотреть на карту сапропелевых залежей, выпущенную Институтом географии Академии наук СССР, мы увидим, что огромные районы страны покрыты кружками таких месторождений. И большая часть кружков сгрудилась как раз там, где в удобрениях особая нужда,— в Нечерноземной зоне РСФСР. Добыть сапропель из рек и озер и направить на поля — это значит в кратчайший срок поднять урожаи. Ф. А. ЖУКОВ ЧТО ЧИТАТЬ О ПРИМЕНЕНИИ САПРОПЕЛЯ 1. Проблемы использования сапропелей в народном хозяйстве. Сборник статей. Минск, «Наука и техника», 1976. 2. И . Галеньчик. Организовать разработку сапропелей. «Земледелие», 1975, № 1. 3. А. Куртнков. Местные удобрения на сельскохозяйственные угодья. «Корма», 1976, № 2. L 1 ,*■ Ai J hJ ,, , I ] и НОВЫЕ КНИГИ Издательство «Н в у к в»: Антропогенные факторы в истории рвзвития современных экосистем. 18 л. 2 р. 70 и. Барановсквя И. А. Немвтоды растений и почвы [афелен- хоидиды и сейнуриды). 20 л. зР. Биогидрохимия северозападной части Индийского океане. 12 л. 1 р. 80 к. Двойной слой и электродная кинетике. 26 л. 3 р. 10 к. Линдемвн Г. В. Естественно растущий вяз мелколистный [биологическая хврвктерис- тика в саяэи с его использованием в культуре|. 7,5 л. 1 р. 20 к. Матемвтические модели в экологии и генетике. 15 л. 2 р. 30 к. Методы исследования органического веществе в окевне. 20 л. 3 р. 60 к. Повышение устойчивости защитных насвждений полупустыни. 12 л. 1 р. 80 к. Полякове Г. А.г Малышева Т. В., Флеров А. А. Антропогенное влияние нв сосновые песв Подмосковья. 9 л. 1 р. 40 к. Проблемы управления в технике, экономике, биологии. 15 л. 2 р. 30 к. Сборка предбиопогических структур. 25 л. 4 р. 30 к. Симонов П. В. Эмоционвль- ный мозг. 20 л. 2 р. 40 к. Столетие со дня рождения вкадемика К. И. Скрябина. Материалы торжественного заседания и научной конференции. 20 л. 3 р. 50 к. Иэдвтепьство «Химия»: Бакнелп. Ударопрочные плвс- тики. 24 л. 1 р. 90 к. Васипенок Ю. И. Предупреждение ствтической электризации полимеров. 15 л. 75 к. Кери Ф., Свндберг Р. Углубленный курс оргвнической химии. Книга вторая. Реакции и синтезы. 45 л. 3 р. 80 к. Протодьяконов И. О., Мвр- цупевич Н. А.г Марков А. В. Явления переноса в процессах химической технологии. 17 л. 2 р. Русанов А. И.г Левичев С. А., Жвров В. Т. Поверхностное разделение веществ: теория и методы. 20 л. 2. р. 30 к. Справочник по электрохимии. 32 л. 1 р. 90 к. Технике защиты окружающей среды. Учебник для вузов. 30 л. 1 р. 30 к. Торочешников Н. С, Родионов А. Н.г Кепьцев Н. В., Клушин В. Н.г Ужов В. Н.г Вапьдберг А. Ю.г Мягков Б. И., Решидов И. К. Очистка промышленных газов от пыли. 25 л. 1 р. 50 к. Химические добавки к полимерам. 26 л. 1 р. 60 к. Якименко Л. М. Электрохимические процессы в химической промышленности: производство водорода, кислороде» хпора и щелочей. 20 л. 3 р. 10 к. 29
Hi Чугун нз плазмотрона В Швеции разработана плазменная технология выплавки чугуна, получившая название «плазмамелт». Железорудные концентраты предварительно восстанавливаются (на 50—60 %) в кипящем слое при 700—800°С. Затем концентрат поступает в плазмотрон (плазменно-дуговую печь), где температура достигает 3000—5000°. В печь вводят флюсы и угольную пыль или мазут. Отходящие газы (СО и Н2) проходят через слой кокса и после очистки вновь используются для предварительного восстанов- Технология плазмамелта состоит из двух главных операций: предварительного восстановления железорудных концентратов (А) и выплавки чугуна (Б) ления железорудных концентратов. Преимущества плазменной технологии очевидны. Для восстановления руды используется угольная пыль или мазут. Поэтому отпадает надобность в специальных коксовых установках. Чугун из плазмотрона получается более высокой чистоты, чем в традиционном доменном процессе, его не нужно освобождать от серы. И что особенно важно — это экологическая чистота плазменной технологии. Наконец, плазмамелт становится рентабельным при годовой производительности установки 250 тыс. т, а от домны для рентабельности требуется гигантская производительность — 2 млн. т в год. Плазменную переработку железной руды можно вести в перестроенной доменной печи, а капиталовложения при этом существенно ниже затрат на строительство новой доменной печи. Исследования, проведенные фирмой, которая разработала новый процесс, показали, что после перестройки втрое увеличивается производительность домны, потребление энергии снижается на 25%, издержки производства сокращаются на 20%. Плазмамелт можно применить также для получения губчатого железа, для плавки лома, для извлечения свинца и цинка из летучей золы. Г. АНДРЕЕВА «Бюллетень иностранной коммерческой информации», № 96, U августа 1980 Недостатки соляной, достоинства серной На многих металлургических заводах для удаления окалины с поверхности горячекатаных стальных полос в травильных агрегатах применяют соляную кислоту, которая, как известно, очень летуча и чрезвычайно агрессивна. Нужны дорогие травильные и промывочные ванны, совершенная вентиляция, тщательная изоляция травильных отделений от других производственных участков. Однако принимаемые меры не всегда надежно защищают работающих от вредного воздействия хлористого водорода. Таков главный недостаток технологии. К этому надо добавить сложность регенерации соляной кислоты, трудности сбыта окиси железа, которая образуется при регенерации, загрязнение окружающей среды. На Череповецком металлургическом заводе от соля- нокислотного травления отказались и начали использовать для этой цели серную кислоту B0%-ный раствор, температура 95°С). Степень очистки металла от окалины в серной кислоте ничуть не ниже, чем в соляной. Зато улучшились условия труда и экономические показатели травильных участков: во-первых, серная кислота дешевле соляной, а во-вторых, в 2—3 раза уменьшился расход электроэнергии, пара, сжатого воздуха, воды. Кандидат технических наук И. И. ПОТАПОВ «Защита металлов», 1980, № 6 Главное — безопасность В № 1 «Химии и жизни» за этот год под рубрикой «Технологи, внимание!» напечатана рекомендация «Как сэкономить этанол». Автор заметки кандидат технических наук А. С. Семенов предла-
гает ликвидировать отходы натрия и калия с помощью реакции с водой под слоем бензина. Такая экономия кажется мне нецелесообразной. И вот почему. Речь идет о гашении двух граммов щелочного металла. Для этого достаточно 100 мл этилового спирта. А убытки от возможного пожара могут быть несравненно больше. Способ уничтожения отходов щелочных металлов в этаноле выбран давно и широко используется, поскольку он самый безопасный. Предложенный же А. С. Семеновым метод даже при соблюдении всех мер предосторожности, как мне кажется, не обеспечивает полностью безопасное гашение. Например, всплывающие кусочки металла могут вызвать взрыв смеси бензиновых паров, водорода и воздуха в колбе и обратном холодильнике. Особенно опасно следовать этой рекомендации тем, кто не имеет достаточного опыта работы с щелочными металлами. Этанол экономить можно по-другому: регенерировать из раствора этилатов спирт, заменять этанол менее дефицитными растворителями, например изопропиловым спиртом, и т. д. Главное все-таки — не грошовая эко- но мия, а бе эопасность работы. Кандидат химических наук С. С. ТИТОВ Строится дирижабль Строится подъемный кран — дирижабль длиной 45 м и диаметром 18,9 м. Каркас дирижабля сделан из алюминиевых труб, заполняемая гелием оболочка — из дакрона, покрытого полиуретаном. Кран сможет нести полезную нагрузку 2 тонны и развивать при этом скорость 80 км/час. При порывах ветра устойчивость дирижабля такая же, как у вертолета, зато стоимость перевозки грузов (например, на лесоразработках) в 4 раза ниже. «Aviation Week and Space Technology", т. 113, 1980, № 20, с. 71 Стойкое покрытие Новое покрытие для антикоррозионной защиты лопаток турбин представляет собой сплав кобальта, хрома, алюминия и иттрия. Наносится оно плазменным напылением с последующей термообработкой. При испытаниях покрытие в течение 40 000 часов выдержало воздействие продуктов сгорания топлива, нагретых до 900°С. "Chemical and Engineering News", т. 58, 1980, № 36, с. 36 Что можно прочитать в журналах О задачах химической промышленности в области охраны окружающей среды («Химическая промышленность», 1981, № 1, с. 8—12). О новом материале для химического машиностроения — угленаполненном полиэтилене («Пластические массы», 1980, № 2, с. 15, 16). Об эффе ктивном те плои зо- ляционном материале сото- си ли поре («Строительные материалы», 1981, № 1, с. 20, 21). О магнитных свойствах сплавов железа и алюминия в твердом и жидком состояниях («Украинский химический журнал», 1981, № 1, с. 55—59). О химической стойкости легких бетонов на жидком стекле («Бетон и железобетон», 1980, № 12, с. 14, 15). О синтезе стеклокристалли- ческих материалов на основе мартеновского шлака («Стекло и керамика», 1981, № 1, с. 9, 10). Об оловоорганических полимерах и их применении в противообрастающих покрытиях («Лакокрасочная промышленность», 1980, № 6, с. 61, 62). О комплексном использовании отходов обогащения углей («Кокс и химия», 1980, № 12, с. 12—14). О веществах, сдерживающих растекание нефти по поверхности водоема («Водные ресурсы», 1981, № 1, с. 156— 163). Об электрохимических анализаторах кислорода («Рыбное хозяйство», 1981, № 1, с. 48. 49). О биоритмах и профилактике производственного травматизма («Пластические массы», 1981, № 1, с. 43, 44). О пиролизе в реакционном змеевике с кольцевым зазором («Химическая технология», 1981, № 1, с. 17, 18). О совершенствовании бумагоделательных машин («Pulp and Paper International", 1980, № 1, с. 49—51). Об оптическом толщиномере для полимерных пленок («Mechanical Engineering", 1979, № 12, с. 58). О получении метана из сточных вод (ВНИИТЭИсельхоз, 1980, № 69). О вертолетных винтах из стеклопластика ("Design News", т. 36, 1980, № 15, с. 15). О новых кормах для свиней ("Milling Feed and Fertiliser", т. 163, 1980, № 11, с. 11). О крупнейшей в мире свин- цово-кислотной батарее («Newsweek», 1980, т. 96, № 17, с. 4). О вакуумном контейнере для перевозки мяса, фруктов и цветов («New Scientist», 1980, т. 87, № 1210, с. 204). О кормлении дойных коров («Farmers Weekly», 1980, т. 93, № 10, с. 83). О новом методе посола сыров — инъекцией («Молочная промышленность», 1981, № 3, с. 13—15). 31
* ' V Три парадокса железного сэндвича Кандидат химических наук М. Д. РЕШЕТОВА Летом этого года исполняется 30 лет со дня рождения ферроцена — первого представителя соединений, называемых сэндвичевыми. Это образное название дано не случайно: в подобных соединениях атом металла (железа в случае ферроцена) зажат между двумя плоскими циклическими молекулами. 30 лет — срок в науке немалый. За это время опубликованы тысячи работ, посвященных изучению свойств ферроцена, его производных и аналогов, исследования в этой области продолжаются и поныне. И хотя структура ферроцена внешне проста, в действительности это соединение таит в себе множество поразительных противоречий, раскрытие которых способствовало и способствует появлению новых и пересмотру некоторых устоявшихся представлений в органической химии. И не только органической. Появившись на свет, ферроцен дал начало новому1 классу веществ, находящихся на грани органической и неорганической химии, связал эти области столь тесно, что не всегда ясно, какими проблемами должны заниматься неорганики, а какими — органики. К тому же в последние годы ферроцен, его производные и аналоги стали находить все более широкое практическое приложение. Вначале же интерес к ферроцену был чисто научным. Химики подробно и всесторонне изучали его свойства, расщепляли молекулу ферроцена на части и снова собирали, восхищаясь результатами. Еще бы! Ведь еще сами первооткрыватели обратили внимание на ПЕРВЫЙ ПАРАДОКС ФЕРРОЦЕНА впервые в нашей стране уникальность ферроцена отметил и оценил академик А. Н. Несмеянов, бывший в те годы президентом Академии наук СССР. С присущей ему решительностью и никогда не угасавшим интересом к исследованию загадок и парадоксов науки А. Н. Несмеянов возглавил вначале не очень многочисленную группу энтузиастов и в 1953 году повел ее на штурм родившегося чуда. Спустя же всего несколько лет зарубежные коллеги полушутливо- полувсерьез назвали Несмеянова «мистером ферроценом» русской химии... Но в чем же заключается первый парадокс ферроцена? До открытия этого вещества считалось, что связь углерод—металл, как правило, крайне неустойчива, что она легко и быстро разрывается под действием кислорода и влаги, даже если те присутствуют лишь в виде следов. Этот вывод был сделан на основании изучения свойств органических производных щелочных и щелочноземельных металлов, а также органических соединений некоторых других элементов. Что же касается переходных металлов, к которым принадлежит железо, то для них почти не удавалось получать каких-либо органических производных определенного состава и строения. Однако летом 1951 года произошли два не очень заметных на первый взгляд события: две группы авторов почти одновременно, но независимо друг от друга послали статьи о результатах своих исследований в редакции двух научных журналов. Описываемые в этих статьях реакции были разными, но в результате этих реакций было получено одно и то же вещество — дициклопентадиенилжелезо. В одной статье было сказано, что циклопентадиен реагирует с металлическим железом, образуя железоорга- ническое соединение C5H6+Fe-^(CsH5JFe. Схема опыта была предельно проста: пары циклопентадиена пропускали через нагретую до 300° С трубку, наполненную железными опилками; в результате реакции в трубке появлялся красный кристаллический налет, внешне напоминающий окись железа. (Впоследствии химики будут вспоминать: на нефтеперерабатывающих заводах давно замечали, что подобный налет образуется в железных трубах, когда по ним при высокой температуре пропускают нефтяные фракции, содержащие циклопентадиен. 32
Но инженеры лишь досадовали на необходимость дополнительной очистки оборудования.) В другой статье описывалась реакция циклопентадиенилмагнийбромида с безводным хлоридом железа. Вообще говоря, авторы хотели получить таким образом продукт сдваивания молекул цикло- пентадиена, но реакция неожиданно дала иной результат: C5H5MgBr+FeC!2—(C5H5JFe. Так на свет появился ферроцен — органическое соединение, содержащее только металл, углерод и водород, которое по всем канонам металлоорга ни ческой химии должно быть нестабильным. Нестабильность ферроцена отражала и первая структурная формула, которую ему вначале приписали, исходя из способов получения. Однако в действительности ферроцен оказался на редкость устойчивым веществом: он не только не изменялся при хранении на воздухе, но оказался устойчивым даже при кипячении в воде, успешно сопротивлялся воздействию многих агрессивных химических реагентов и вообще оказался одним из самых устойчивых металлоорганических соединений. Первое время этим наблюдениям просто не верили — настолько факты противоречили всему предыдущему химическому опыту. Видимо, загадка крылась в необычной структуре нового вещества. И вот что вскоре удалось установить. Да, в ферроцене есть связь металл — углерод. Но какая это связь! В ферроцене атом железа соединен не с двумя атомами углерода, а сразу со всеми десятью. Причем железо, будучи соединенным с органическим углеродом, сохраняет свои свойства — легко окисляется и столь же легко восстанавливается, причем обе формы одинаково устойчивы: Необычными оказались и свойства органической части молекулы ферроцена. Куда девалась способность ненасыщенного циклопентадиена к реакциям присоединения по двойным связям! Химики с удивлением обнаружили, что ферроцен имеет много общего с ароматическими соединениями, так как способен к легкому замещению атомов водорода в циклопентадиенильных кольцах, превосходя в этом отношении бензол. За это ему было присвоено звание суперароматической системы. Не менее интересными оказались и свойства ферроцена, отличающие его от бензола и других ароматических соединений. В качестве примера можно привести открытую в 1963 году реакцию обмена циклопентадиенильных колец в ферроцене и его производных на нейтральные ароматические молекулы с образованием катиона арен-циклопента- диенилжелеза: От экспериментаторов не отставали и теоретики. Они разобрали молекулу ферроцена по орбиталям, все их обсчитали.и пересчитали, снова соединили в единое целое и доложили синтетикам, ну основании каких законов квантовой химии способен к стабильному существованию столь странный объект. Впрочем, тут не обошлось без курьеза: расчеты, выполненные различными авторами с использованием разных исходных посылок, дали одинаковые величины распределения зарядов в молекуле, только знаки этих зарядов оказались противоположными... Но вот вопрос: наука наукой, а зачем нам, собственно говоря, нужен этот ферроцен? И вот по мере того, как чисто научная сторона дела все больше и больше прояснялась, стали появляться данные о возможностях практического применения ферроцена. Наконец, затянувшийся индукционный период кончился, сведения о приклад- 2 Химия и жизнь № 6 зз
ных возможностях «железного сэндвича» приобрели лавинообразный характер и стали предметами не только отдельных статей и патентов, но и специальных монографий. И вот тут ферроцен снова удивил всех, проявив свою двойственную натуру, ибо теперь пришлось разгадывать ВТОРОЙ ПАРАДОКС ФЕРРОЦЕНА Вначале интерес к ферроцену со стороны практиков, проявившийся вскоре после его открытия, был связан с его возможными антидетонационными свойствами: в те годы в памяти специалистов по топливам для двигателей внутреннего сгорания еще были свежи результаты использования в качестве антидетонатора пентакарбонила железа Fe (CO)v Однако образование оксидов железа при сгорании пентакарбонила и связанный с этим повышенный износ двигателя перевесили положительный эффект и привели после многих лет работы к прекращению исследований в этом направлении. С ферроценом произошла та же история, но закончилась она более благополучно: сейчас в прикладной химии сформировалось особое направление, посвященное изучению ферроцена как регулятора процессов горения. Дело в том, что ферроцен, как оказалось, обладает не только антидетонационными свойствами: он повышает термическую и термоокислительную стабильность дизельных топлив и сма- зочно-охлаждающих жидкостей, используемых при холодной обработке металлов; катализирует процессы термического разложения перхлоратов; повышает полноту сгорания дизельных и реактивных топлив, в результате чего увеличивается мощность двигателей; уменьшает содержание вредных примесей (угарного газа, оксидов азота, бензпирена) в выхлопных газах при работе двигателей внутреннего сгорания. Добавление ферроцена существенно повышает эффективность самовоспламеняющихся присадок на основе дымящей азотной кислоты. Но двойственная природа ферроцена толкает его на противоречивые поступки. Ферроцен и его соединения служат эффективными добавками, снижающими дымообразование при горении полимерных материалов, и тем самым значительно повышает полноту их сгорания. Например, добавление ферроцена к полиэтилену, полиэфирам, полиуретанам примерно в 10 раз снижает количество образующейся при горении сажи. Присутствие ферроцена в полистирольных заливочных формах позволяет получать отливки металла с хорошей поверхностью, не покрытой копотью. И в то же время это соединение, введенное в некоторые полимерные композиции (на основе полиэфиров, полинитрилов, поликарбонатов), понижает их горючесть. Вообще говоря, для снижения горючести полимерных материалов в них обычно вводят атомы галогенов, в основном хлора. Чем больше хлора содержит полимер, тем ниже горючесть композиции. Однако значительные количества хлора (а иногда его приходится вводить до 20%) приводят к существенному ухудшению физико-механических свойств готового изделия. Добавка же всего 0,05% ферроцена позволяет значительно (иногда в десять раз) снизить количество необходимого хлора. Так, хлорированный полистирол, содержащий менее 2% хлора, полностью сгорает при поджигании; такой же полистирол, но содержащий ферроцен или его производные, сразу же перестает гореть после удаления пламени. Аналогично в присутствии ферроцена значительно повышается огнестойкость поливинил хлорида, полиэтилена, полиметил- метакрилата, причем эффективность ферроцена как пламягасящей добавки в 10 раз превышает аналогичное действие трехокиси сурьмы. К сожалению, механизм этого явления пока не выяснен. Следует отметить, что все сказанное выше далеко не исчерпывает перечень областей возможного использования ферроцена в решении практических задач. Простое их упоминание свидетельствует о поистине неисчерпаемых возможностях этого соединения: светокопировальные материалы и эффективные лекарственные препараты, химические лазеры и жидкие кристаллы, защита металлов от коррозии, стереоспецифический синтез пептидов и даже дозиметрия 7_ЛУ- чей. А каталитические процессы? Только перечислить все те реакции, которые катализируются соединениями ферроцена, просто невозможно в рамках этой статьи. Но внимательно изучая ферроцен как катализатор химических реакций, можно заметить и ТРЕТИЙ ПАРАДОКС ФЕРРОЦЕНА Чтобы молекулы могли прореагировать, обычно бывает необходимо либо сооб- 34
■f "■ u  *\ „••••*< X .•••••••/# Фосфоресценция синглетные состолнил триплетное состолние 1 Поглотив квант, молекула из основного синглетного состояния S0 переходит в первое возбужденное синглетное состояние S,; знак спина электрона при этом не меняется. Затем молекула либо возвращается в исходное состояние без изменения спина электрона с излучением кванта (этот процесс называется флуоресценцией и протекает очень быстро), либо меняет знак спина электрона и, потеряв только часть поглощенной энергии, переходит в первое триплетное состояние Т,; в этом состоянии молекула и может прореагировать. Если же реакция по какой-либо причине все равно не идет, то через некоторое время система возвращается в исходное состояние S0; этот процесс называется фосфоресценцией и протекает медленно Сенсибилизатор и основной реагент, находящиеся в основных состояниях S0 и SJ, образуют промежуточное соединение в основном состоянии Sct*, которое при фотооблучении переходит в возбужденное синглетиое состояние Sf*. Сенсибилизатор, входящий в состав комплекса, переходит в триплетное состояние Т, и передает при этом свой спин молекуле основного реагента, облегчая ей переход в триплетное состояние Tf; одновременно комплекс распадается на составные части. Сенсибилизатор возвращается в исходное состояние S0, а основной реагент получает возможность вступать в химическую реакцию .Jf »•••••* сенсибилизатор промежуточное соединение основной реагент 35
щить им дополнительную энергию, называемую энергией активации, либо снизить энергетический барьер, лежащий на пути превращения реагентов в продукты. Химические превращения инициируют, например, нагреванием; иногда же эффективным оказывается облучение реакционной смеси светом — такие реакции называют фотоиндуциро- ванными. Фотоиндуцирование требуется в тех случаях, когда реакция может идти только между возбужденными молекулами. При УФ-облучении органическое вещество, находящееся в основном энергетическом состоянии S0 (в этом состоянии все электроны образуют пары с противоположными спинами), поглощает квант, в результате чего один из электронов переходит с заполненной орбитали на свободную, сохраняя при этом свой спин. Такое состояние молекулы называется первым возбужденным синглетным состоянием и обозначается S,. Каждому возбужденному синглетно- му состоянию соответствует триплетное состояние Т,, отличающееся от синглет- ного тем, что у электрона, перешедшего на свободную орбиталь, знак спина меняется на противоположный; в результате оба электрона оказываются в одинаковых спиновых состояниях. С точки зрения энергетики наиболее выгодно (и, значит, наиболее устойчиво) состояние S0; состояние S, обладает наибольшим избытком энергии и соответственно наименее стабильно, а состояние Т, занимает промежуточное положение (рис. 1). Когда в результате фотооблучения молекула оказывается в триплетном состоянии, которое играет очень важную роль в химических процессах, протекает фотохимическая реакция. Но так происходит не всегда. Если разница в энергиях S0 и S, слишком велика или если молекула слишком медленно переходит из возбужденного синглетного состояния в триплетное, то хотя она и подвергается облучению, но в реакцию вступить все равно не может. В таких случаях прибегают к помощи вспомогательных веществ, называемых фотосенсибилизаторами. При облучении сенсибилизатор передает свою энергию и триплетность реагирующей молекуле (рис. 2), молекула вступает в реакцию, а сенсибилизатор возвращается в исходное состояние и способен к дальнейшим действиям подобно обычному катализатору. Одним из подобных сенсибилизаторов и может служить ферроцен, который катализирует реакции фотохимической изомеризации, окисления, олигомери- зации, алкоксикарбонилирования ненасыщенных углеводородов... Но и здесь он проявляет свою двуликость: с одной стороны, способствует образованию молекул в реакционноспособном триплетном состоянии, а с другой — ускоряет превращение возбужденных состояний в основные и таким образом тормозит реакции возбужденных молекул. Более того, среди изученных до сих пор метал лооргани чески х соединений ферроцен оказывается самым эффективным гасителем триплетных состояний! Оказывается, все дело в том, какая часть молекулы ферроцена принимает участие в процессе: если инициативу проявляют электроны циклопентадие- нильных колец, ферроцен действует как сенсибилизатор; если же действуют электроны железа, то ферроцен работает как гаситель возбужденных состояний молекул. В чем же тут дело? Откуда такая двойственность в поведении? И почему ее проявляет именно ферроцен? Причиной двойственного поведения ферроцена служит двойственная природа этого вещества, гармонично сочетающего свойства типичных органических и неорганических молекул: парадоксальность структуры находит отражение в парадоксальности свойств. А парадоксальность теоретических концепций порождает ценные практические (часто тоже парадоксальные) результаты. Ферроцен, долгое время служивший лишь объектом экстравагантных изысканий в области чистой науки, начал служить практике. Но и здесь он оказался уникальным объектом, вызывающим уважение и даже восхищение исследователей. ЧТО ЧИТАТЬ О ФЕРРОЦЕНЕ 1. А. Н. Несмеянов, Н, С. Кочетков а. Успехи химии, 1974, т. 43, № 9, с. 1513—1523. 2. м. О. Лернер. Химические регуляторы горения моторных топлив. M., «Химия», 1979. 3. G . Wilkinson. Journal of Organometallic Chemistry, 1975, т. 100, № 1, с. 273—278. 4. A. H. Несмеянов, Н. А. Волькенау, И. К Болесова. Доклады АН СССР, 1963, т. 149, с. 615. 36
Необыкновенное свойство обыкновенных металлов А ХОЛМСКАЯ На Кольчугинском заводе по обработке цветных металлов им. С. Орджоникидзе в посудном цехе вместе с прочей продукцией много лет выпускали чайники. Технология предусматривала около пятидесяти операций: штамповка при комнатной температуре, нагрев для снятия напряжения, формовка ребер, пайка донышка и носика, снятие лишнего припоя и т. д. Но однажды руководству завода предложили изготовить корпус чайника всего за одну операцию. Это предложение могло показаться смехотворным, если бы оно не исходило от приехавшей в J7
Кольчугино группы специалистов Московского института стали и сплавов во главе с заведующим кафедрой металловедения цветных металлов профессором И. И. Новиковым. Однако даже при всем уважении к московским ученым, заводские специалисты заявили, что разработанная на кафедре металловедения технология — это чистой воды фантазия, которая могла родиться лишь в оторванных от реальной жизни институтских кабинетах и лабораториях. Теории, расчеты, отчеты никого на заводе не убедили. И тогда доцент кафедры В. К. Портной предложил продемонстрировать прямо в посудном цехе возможности предлагаемой технологии. Главный инженер завода (теперь он уже директор) М. И. Тёмкин согласился. Все необходимое оказалось под рукой. Приготовили сплав цинкаль (Zn + 22 % AI). Вместо крышки к чайнику В. К. Портной собственноручно прикрепил болтами цинка левый лист, и всю нехитрую сборку поместили в печь. Теперь нужно было при температуре деформации сплава B50°С) подвести к форме, которой служил корпус чайника, сжатый газ. Сжатого воздуха в цехе не оказалось. Отключили углекислотный баллон от автомата газированной воды, находившегося в цехе, подтащили его к печи и «дунули». Давления углекислоты оказалось вполне достаточно, чтобы вогнать разогретый лист в форму. Через несколько минут из печи достали готовый корпус чайника. Впечатление было столь ошеломляющим, что руководители завода предложили московским металлургам наладить выпуск какого-нибудь нового изделия. Пригласили художника, он сделал эскиз, изготовили форму, одобренную художественным советом, а приехавшие летом на производственную практику в Кольчугино студенты под руководством В. К. Портного начали выдувать металлические конфетницы в стиле «ретро». Одна из них красуется сейчас в кабинете профессора И. И. Новикова. Это и память о блестящем доказательстве жизнеспособности новой технологии, и свидетельство невероятных технологических возможностей обычных металлов, помещенных в специальные условия. Работы по изучению необычного свойства цинк-алюминиевого сплава ведутся на кафедре металловедения давно. Все началось с неожиданного экспериментального результата. В 1944—1945 годах академик А. А. Бочвар изучал влияние состава сплавов AI—Zn на их свойства. Когда содержание алюминия в сплаве составляло 22%, обнаружился очень странный эффект. Литой образец (в виде прутка), прижатый слабенькой пружинкой, назначение которой — не допустить зазора в измерительной системе прибора, стал при нагреве укорачиваться, тогда как по всем известным до сих пор законам ему следовало удлиняться. Усилия пружинки оказалось достаточно, чтобы сжать металлический пруток. Решили, что попалась пористая отливка — с внутренними дефектами. Ее заменили, и вновь световой зайчик прибора-индикатора показал, что сплав при нагревании сжимается. Образец стали растягивать. Если в металле есть поры и раковины, при растяжении они непременно дадут о себе знать и образец разрушится. Но он удлинился в пять раз. (Здесь следует напомнить, что образцы обычных пластичных металлов при растяжении удлиняются максимум в полтора раза.) Так у цинк-алюминиевого сплава обнаружилось неизвестное прежде свойство. После этого открытия металлурги вспомнили английского исследователя С. Пирсона, который в 1934 году заметил, что при определенной микроструктуре некоторые сплавы способны к большим пластическим деформациям под действием очень малых напряжений. Пирсону удавалось удлинить образцы из эвтектических сплавов Pb—Sn и Bi—Sn почти в 20 раз, но тогда этот факт никого особенно не удивил: английский металлург работал с мягкими и очень пластичными легкоплавкими сплавами. Открытие нового замечательного свойства металла, которое А. А. Бочвар назвал сверхпластичностью (этот термин вошел в научный обиход металловедов всего мира), побудило ученых обратиться к исследованию сверхпластичности металлов, начать направленный поиск новых сплавов, обладающих, как и алюминий с цинком, этим, казавшимся столь невероятным, свойством. Итак, что же такое сверхпластичность? Это способность металлов и сплавов к большим пластическим деформациям под действием очень малых напряжений. Если образец с подходящей структурой при нагревании медленно растягивать, то при температуре чуть выше 0,5 Тпл металл начинает буквально течь. При этом не требуется повышать приложенное напряжение. Эффект сверхпластичности обнаруживается при сравнительно низких скоростях деформации. Сверхпластичный металл ведет себя как жевательная резинка, как разогретая 38
/^ Конфетница из цинкаля — свидетельство огромных технологических возможностей, которые открывает сверх пластичность металлов смола, а остывая, вновь обретает свои обычные свойства. Если растянуть пруток обычного металла, а потом изучить его микрострук- ТУРУ» оказывается, что составляющие его зерна-кристаллиты (их размеры 30—100 мкм) изменили свою форму: сузились и удлинились в тех же пропорциях, что и весь образец целиком. У сплавов в сверхпластичном состоянии картина иная. Под действием внешних сил их зерна (они меньше обычных — всего 0,5—10 мкм), словно смазанные маслом песчинки, легко скользят относительно Друг друга и выстраиваются вереницей по направлению приложенных растягивающих сил. По сути дела, пруток удлиняется из-за увеличения числа зерен вдоль направления растяжения при одновременном уменьшении числа зерен в поперечнике прутка. Сами же зерна при растяжении образца до 1000% удлиняются не более чем на 20%. При этом зерна как были равноосными многогранниками, так и остаются во всех направлениях примерно одного размера. Этот фактор в сочетании с очень малым размером зерна оказался одним из решающих. Равноосный многогранник — именно та форма сверхмелкого зерна, которая обеспечивает эффект сверхпластичности сплава при температуре выше 0,5 Тпл . Взаимное смещение зерен неправильной формы, казалось бы, должно привести к возникновению микропустот по их границам. Но тогда не проявится эффект сверхпластичности. Наоборот, металл будет склонен к разрушению. Исследования показали, что здесь идет процесс взаимной геометрической подстройки зерен (процесс взаимной аккомодации), в результате которого никаких пустот в металле не образуется. Сверхллвстичиые сплавы, применяемые в технике Сплав Температура сверхпластичной деформации. °С Zn—22 % AI Мд—6 % Zn—0,6 % Zr AI—6 % Си—0,5 % Zr AI—5 % Zn—5 % Ca Си—41 % Zn Си—9 % AI—4 % Fe Ti—6 % AI—4 % V Ti—4 % AI—3 % Mo—1 % V Ti—5,5 % AI—2 % Mo— —2 % Cr—1 % Fe Fe—26 % Cr—6,5 % Ni 250 270—310 480 500 600 800 850—900 875 850 950 Ni—11 %Cr—2,7%Ti— —5,5 % AI—4 % Mo—5 % W— —4f5% Co—0,16 %C— —0f02 % В 1100 39
Электронно-мнкроскопические снимки (X 20 000) одного н того же мнкроучастка поверхности образца сплава Zn — 22% AI до сверхпластнчнон деформации (а), после растяжения при 2504; на 20% F) н на 60% (в). Хорошо заметно, как зерна 2 и 4 удаляются друг от друга в направлении растяжения (по данным И. И. Новикова, В. К. Портного, В. С. Левченко) Когда металл нагревается, благодаря большой подвижности атомов зерна начинают расти. Нечто похожее происходит в пене: если взболтать в бутылке мыльный раствор, в первый момент видна радужная мозаика, состоящая из мелких пузырьков. Потом пузырьки сливаются, растут. Чтобы создать условия для сверхпластичности, нельзя давать зернам расти, необходимо сохранить мелкозернистую структуру сплава. В состояние сверхпластичности легче всего перевести эвтектические двухфазные сплавы с примерно равным объемом фаз. Зерна у двухфазных сплавов менее склонны к росту, чем у однофазных, это объясняется стабилизирующим влиянием одной фазы на другую. Например, у цинк-алюминиевого сплава а-фаза (AI) хаотически перемешана с Э-фазой (Zn). Зерна как бы мешают друг другу расти, не препятствуя в то же время взаимному скольжению. Затруднить рост зерен могут и специальные добавки, образующие мельчайшие частицы. Например, для алюминиево-медных сплавов эффективной добавкой оказался цирконий, который вместе с алюминием образует соединение AI3Zr — мельчайшие, стойкие против укрупнения частицы. Технологи предлагают различные способы измельчения зерна для получения эффекта сверхпластичности. Нужной структуры сплава можно добиться, например, при горячей обработке давлением. Другой способ — получение мелкозернистых сплавов методами порошковой металлургии. На способности металлов к остаточным деформаци ям ос нованы так ие обще- принятые приемы металлообработки, как штамповка и прессование. Однако для изготовления особо сложных по своей конфигурации деталей обычной пластичности (способности удлиняться на 20—50%) уже не хватает. Детали сложной формы штампуют в несколько приемов, каждый раз отжигая металл и снимая наклеп. Окончательную конфигурацию получают обработкой резанием (фрезерованием, сверлением и т. п.). Особенно трудно обрабатывать традиционными способами высокопрочные сплавы, в которых все больше нуждается современная техника. Для их обработки давлением требуются колос- 40
сальные усилия, для обработки резанием — дорогой инструмент, к тому же миллионы тонн ценнейшего металла идут в стружку. Не удивительно, что эффект, способный придать высокопрочному сплаву свойства жевательной резинки, вызвал огромный интерес. Переводя металл в сверхпластичное состояние, можно в один прием выдуть самую сложную деталь, как это делали на Кольчугинском заводе сотрудники и студенты кафедры металловедения Московского института стали и сплавов. Несколько лет назад некоторые детали оборудования кабины сверхзвукового самолета «Конкорд», которые прежде делали из пластмасс, начали выдувать из сверхпластичного сплава при температуре около 250°С. На это пошли из соображений безопасности — слишком много в самолете было пожароопасного материала. Традиционными методами металлообработки эту задачу решить было просто невозможно. По данным журнала «Mechanik», кузов спортивного автомобиля из сверхпластичного цин- каля при производстве 500 машин в месяц в 2,5 раза дешевле стального, а трудовые затраты на обработку и монтаж снижаются в 3—4 раза. Трудно переоценить важность для промышленности и того обстоятельства, что для деформации заготовки из сверхпластичного сплава требуется значительно меньше усилий, чем обычно. Прессы мощностью около 100 тонн способны из сверхпластичного материала изготовить детали таких габаритов, для которых при обычной технологии понадобились бы прессы с усилием 10 тысяч тонн. Исключительное достоинство сверхпластичных сплавов — большая надежность изделий из них. Деформация металла в строго контролируемых условиях позволяет сохранить после обработки мелкокристаллическую структуру, которая считается залогом прочности и высокого качества металлических изделий. Иногда, правда, нужны сверхпластичные сплавы, которые возвращаются после формования изделия в обычное, не сверхпластичное состояние. Иными словами, когда сверхпластичность выполнит свою миссию, нужно укрупнить зерно, чтобы добиться определенных механических свойств сплава, например высокой жаропрочности. Таков, к примеру, жаропрочный никелевый сплав A5% Со; 9,5% Сг; 5,5% AI; 5% Ti; 3% Mo; 0,95% V), предназначенный для изготовления деталей газовых турбин. Сверхпластичность была достигнута методами порошковой металлургии, затем изготовили диск турбины, а мелкозернистую структуру уничтожили отжигом. Полученное после отжига зерно размером около 30 мкм гарантировало необходимое сопротивление ползучести при высоких рабочих температурах. Конечно, в обработке сверхпластичных сплавов есть свои трудности, свои проблемы, причем немалые. Потребуется новое технологическое оборудование, серьезная перестройка металлообрабатывающих цехов. Но дело стоит того: в технологии обработки металлов пробивает себе дорогу перспективное новое направление. ЧТО МОЖНО ПРОЧИТАТЬ О СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ МЕТАЛЛОВ Т. Д. К е д л и, Д. Ка л и ш, И. И. А н д е р в у д. Свержмелкое зерно в металла ж. М., «Металлургия», 1973. м. В. Г р а б с к и й. Структурная свержпластич- иость метвллов. М., «Металлургия», 1975. И. И. Новиков, В. К. Портной. Свержпластичность сплавов с ультрамелким зерном. М., «Металлургия», 1981. О. К а й б ы ш е в.Что может свержпластичность. — «Правда», 16 мая 1980 г. А. Холмская. Как выдуть титановый шар. — «Химия и жизнь», 1980. № 10. 41
Болезни и лекарства Необходимость равновесия МЕТАЛЛО-ЛИГАНДНЫЙ ГОМЕОСТАЗ И МЕТАЛЛО-ЛИГАНДНАЯ ПАТОЛОГИЯ Доктор медицинских наук В. К. ПОДЫМОВ Возникновение на стыке химии и молекулярной биологии таких новых областей знания, как биоорганическая и бионеорганическая химия, позволило по- новому подойти к изучению биологических процессов на молекулярном уровне, и в частности роли, которую играют в них ионы металлов. Эта роль обусловлена в первую очередь тем, что ионы металлов способны образовывать разнообразные комплексные соединения с множеством органических веществ. В таких соединениях одна или несколько пар электронов атома-донора, входящего в состав органической молекулы-лиганда, оказывается общей для этого атома и иона металла-акцептора — между ними образуется так называемая координационная, или донорно-акцепторная,связь. Комплексы металлов с лигандами жизненно необходимы в полном смысле этого слова — например, в тех 42
случаях, когда речь идет о ферментативном катализе: ионы металлов принимают важнейшее участие во взаимодействиях между ферментом и субстратом. Такие реакции должны отличаться высокой специфичностью, а для этого нужно, чтобы участвующие в них молекулы имели строго определенную конфигурацию. Такая конфигурация и обеспечивается во многих случаях благодаря иону металла, который, образуя координационные связи с молекулой фермента, стабилизирует ее форму, и прежде всего форму ее активного центра. Ионы металлов, образующие комплексы с ферментами, могут выполнять и другие функции: например, поляризовать различные части молекул фермента или субстрата, изменяя их реакционную способность, выполнять роль матрицы, взаимно ориентирующей субстрат и фермент, и т. д. В роли лигандов могут выступать не только ферменты, но и витамины, нуклеиновые кислоты, многие другие вещества, принимающие участие в процессах жизнедеятельности. Свойства образующихся комплексов и их значение в физиологических процессах изучены пока еще далеко не достаточно. Дело, по-видимому, в том, что распределение, содержание и поведение в организме микроэлементов (ионов металлов), с одной стороны, и лигандов (витаминов, аминокислот, оксикислот, биогенных аминов, нуклеиновых кислот и т. д.) — с другой, изучается, как правило, раздельно, в то время как исследованию их непосредственного взаимодействия уделяется еще мало внимания. А между тем нормальное функционирование многих биологических систем определяется именно металло-лиганд- ным го ме ост азом — взаимодействием металлов с лигандами, их равновесием в организме, нарушение которого неизбежно приводит в развитию различных заболеваний. МНОГО ЛИГАНДА, МАЛО МЕТАЛЛА Хорошо известны заболевания, вызываемые недостатком тех или иных металлов в пище и связанным с этим снижением их содержания в организме. Так, недостаточное поступление в организм железа приводит к железодефицитным анемиям — в таких случаях нарушается функция гемоглобина в состав которого обязательно входит ион железа. Характерные анемии вызывает у млекопитающих и недостаток меди, необходимой не столько для образования того же гемоглобина, сколько для созревания эритроцитов. Различные нарушения возникают и при недостатке других металлов. Такие нарушения сравнительно легко излечить, добавляя в пищу необходимые ионы. Гораздо хуже изучены механизмы «ли- гандной патологии» — заболеваний, вызываемых не снижением концентрации металла, а избытком соответствующего лиганда. Примером может служить латиризм — болезнь, возникающая у человека и животных при употреблении в пищу семян растений из рода чины (Lathyrus). При этом у животных уменьшаются привесы, снижается подвижность, шерсть теряет блеск, кожа утончается, появляется так называемая «утиная походка». Исследования показали, что у таких животных изменены свойства важнейшего белка соединительной ткани — коллагена. Химический состав его остается прежним, но из-за уменьшения способности белка к полимеризации значительно возрастает содержание в нем растворимой фракции. Причиной этого явления считают блокирование ферментативного процесса окислительного дезами нирования лизина и оксилизина а-цепей белка и превращения их в альдегиды: NhL HC=0 I ' I <СН2L (СН2K ' лнзнлонсндаза ' -СН-С ► -NH-CH-C II О? и о 7 о Эта реакция в конечном счете определяет свойства коллагена, так как альдегиды, взаимодействуя с аминокислотами других цепей или между собой, формируют поперечные связи, увеличение числа которых снижает растворимость коллагена. Но почему ход этой реакции нарушается при латиризме? Дело в том, что лизилоксидаза — медьсодержащий фермент. Если держать животных на диете, лишенной меди, то у них тоже появляется похожая патология соединительной ткани. Но при латиризме болезнь вызвана не отсутствием меди в пище, а невозможностью использовать ее в нужной реакции. Оказывается, в семенах чины содержится В-амино- пропионитрил, который также может 43
выступать в качестве лиганда, образуя прочный комплекс с медью. Лишая лизилоксидазу меди, он ингибирует ее действие, в результате изменяются свойства коллагена и нарушается образование волокон соединительной ткани сосу дов, с келета и т. д. — со все м и вытекающими отсюда клиническими последствиями. ПРОБЛЕМА КРАСНОЙ ВОЛЧАНКИ Изучение металл о-лигандных равновесий оказалось продуктивным и в выяснении механизма других заболеваний. Это относится в первую очередь к двум болезням, сходным по своим проявлениям: спонтанной красной волчанке и лекарственному волчаночноподобному синдрому. Спонтанная системная красная волчанка — тяжелое, чаще всего хроническое заболевание, нередко с неблагоприятным прогнозом. У больных волчанкой наблюдаются различные поражения кожи и внутренних органов, которые сводятся, в конечном счете, к нарушению структуры и функции соединительной ткани. Из внутренних органов болезнь поражает сердце, легкие, поч- Строеиие препаратов, вызывающих лекарственный волчаночноподобнын синдром. Цветом показаны участки молекул, способные образовывать комплексы ки — именно почечная недостаточность обычно служит непосредственной причиной смерти. Причина же заболевания в целом до сих пор неизвестна. Для лекарственного волчаночнопо- добного синдрома также характерны поражения соединительной ткани различных органов; первопричина же болезни и в этом случае не установлена. Известно только одно: в возникновении обоих заболеваний играют важную роль определенные внешние факторы. Для системной красной волчанки — это воздействие света; не случайно воспалительные явления, характерные для этой болезни, появляются на коже лица, шеи и других открытых частей тела. Что касается лекарственного вол- чаночноподобного синдрома, то он связан с приемом некоторых лекарств (отсюда и название болезни). Таких препаратов сейчас насчитывается уже более 30 — среди них средства, применяемые для лечения гипертонии (апрессин, резерпин), противосудорож- ные препараты (дифенин), противотуберкулезные средства (тубазид, ПАСК), некоторые антибиотики, сульфаниламиды и т. д. Стоит больному перестать принимать эти препараты, как состояние соединительной ткани у него более или менее быстро нормализуется и заболевание, в отличие от системной красной волчанки, заканчивается благополучно. И ЗДЕСЬ — ПАТОГЕННЫЕ ЛИГАНДЫ У препаратов, вызывающих лекарственный волчаночноподобный синдром, разное химическое строение (рис. 1) и NH — NH2 апрессин \ .о * \ с i^NH- NH2 тубазид H,N NaO ^nhI днфеиии C,H, с6н5 ЛУг1"^~У- новокаинамнд 1 - сн? "^ S с?н. с,н, 44
разные фармакологические свойства. Но если заболевание во всех случаях имеет весьма сходную клиническую, лабораторную и патоморфологическую картину — значит, все эти препараты должны иметь и некое общее свойство, которое может оказаться ответственным за возникновение болезни. Таким свойством, по нашему мнению, и является способность молекул этих препаратов (или веществ, в которые они превращаются в организме) образовывать хелатные комплексы с ионами переходных металлов, и в частности с Си2Ч;. Это уже указывало на возможный механизм поражения соединительной ткани при лекарственной волчанке. Вспомним историю с латиризмом — там первопричиной болезни оказалось вещество, перехватывающее ионы меди у фермента, от действия которого зависят свойства коллагена. Напрашивается вывод: тубазид, апрес- син и другие препараты, способные образовывать комплексы с Си , также ингибируют действие лизилоксидазы и препятствуют этим окислительному де- заминированию лизина и оксилизина, входящих в состав белковых цепей — предшественников коллагена. Таким образом, нарушение обмена коллагена при лекарственной волчанке обусловлено не столько разрушением волокон соединительной ткани, чему до сих пор придавалось основное значение, сколько извращением их сборки — блокировкой превращения растворимых фракций соединительнотканных белков в нерастворимые. Положение осложняется еще и тем, что фрагменты растворимых фракций, присутствующие при этом в соеди ни- тельной ткани в большом избытке, сами являются ли га н дам и и тоже связывают ионы Си2+ — в результате равновесие еще сильнее сдвигается в сторону преобладания патогенных лигандов. Но почему из множества больных, подолгу принимающих и агрессии, и резерпин, и тубазид, волчаночно- подобный синдром развивается далеко не у всех? Здесь дело в генетически обусловленной биохимической индивидуальности, свойственной каждому человеку. Известно, что в организме эти лекарственные препараты при участии фермента N-ацетилтрансферазы превращаются в их уксуснокислые производные, которые уже неспособны вытеснять медь из активного центра лизилоксидазы. Для наиболее изученного в этом отношении тубазида такой процесс выглядит следующим образом: О II С—NHNH2 (^У\ II N ацетиптраиарераза IO "*" СН3-С~кознзим А » ТГ ft О C-NH-NH-C-СНз » Ю| + нозизим А + Н При этом превращении молекула препарата теряет способность к образованию комплексов и перестает быть патогенным лигандом. Но N-ацетилтрансфераза у разных людей проявляет разную активность. У о д ни х фе р ме н т рабо тае т бы ст ро; в результате большая часть лекарства сразу нейтрализуется, а оставшегося его количества недостаточно, чтобы вызвать вредные побочные явления. У других же фермент действует довольно медленно, и в организме накапливается большое количество неизмененного препарата. Его молекулы, перехватывая медь у лизилоксидазы, блокируют ее работу, и человек заболевает. Активность N-ацетилтрансфера- зы предопределена генетически, причем медленное ацетилирование — признак рецессивный, а быстрое — доминантный. Узнать, к какой группе — «быстрой» или «медленной» — относится данный больной, можно с помощью несложного анализа. Именно медленные ацетилято- ры, в организме которых патогенные л и га иды обезвреживаются не так эффективно, должны быть предрасположены к развитию под действием перечисленных выше препаратов волчаноч- ноподобного синдрома. И действительно, дан ные м ноги х экспери мен та льных работ это подтверждают. Здесь мы затронули очень интересную и очень важную для практической медицины проблему — проблему индивидуального подбора доз лекарственных препаратов и устранения побочных эффектов при их применении. Индивидуальные различия в характере действия того или иного лекарства обусловлены, как правило, именно различной степенью активности ферментов, метабол изирующих это лекарство в организме. Поэтому назначение всем больным одинаковых доз таких лекарств, 45
как тубазид или апрессин, приведет к тому, что медленные ацетиляторы фактически получат более высокую дозу препарата, чем быстрые, так как у них концентрация препарата в крови окажется выше, а это может привести к нежелательным побочным эффектам. ОТКУДА БЕРУТСЯ ПАТОГЕННЫЕ ЛИГАНДЫ Лекарственный волчаночноподобный синдром — пример лигандной патологии, которая развивается вследствие сдвига металло-лигандного равновесия, обусловленного поступлением в организм лигандов извне. Но можно допустить и возможность такого сдвига из-за повышения концентрации лигандов, образующихся в самом организме,— аутолигандов. Именно это и лежит, по нашему мнению, в основе развития спонтанной системной красной волчанки. Источником первичных патогенных аутолигандов могут быть в этом случае скорее всего очаги поражения кожи. На это указывает, как мы полагаем, давно известная повышенная чувствительность кожи больных красной волчанкой к свету, причины которой до сих пор не получили объяснения. Изучая состав секрета сальных желез кожи на тех частях тела, где чаще всего наблюдаются поражения у больных волчанкой (на лице, волосистой части головы, шее, груди и спине), мы обнаружили в них соединения класса порфиринов: R R R R N. N NH / R R R R Известно, что порфирины, к числу которых принадлежат такие биологически важные вещества, как хлорофилл и гемоглобин, обладают фотодинамической активностью, то есть способны, поглощая свет, окислять другие соединения. У разных представителей класса порфиринов эта фотодинамическая активность выражена в разной степени, что зависит от химической структуры их боковых 46 Строение сальной железы кожи: 1 — базальная мембрана, 2 — первый слой клеток, 3 — второй слон, 4 — кожное сало, выделяемое железной наружу цепей (обозначенных в приведенной выше формуле буквами R). Сальная железа кожи состоит из двух видов клеток (рис. 2). Один слой располагается непосредственно на 6а- зальной мембране, которая отделяет железу от кровеносных сосудов и всех нижележащих тканей. Второй же слой располагается на первом, его клетки постепенно отпадают и перемещаются в полость железы, превращаясь в кожное сало. При этом в них происходят большие изменения. Чем дальше клетка удалилась от первого слоя, тем меньше в ней становится митохондрий и больше лизосом и жировых капелек — она все больше напоминает мешочек с салом. Активное участие в образовании сала принимают гидролитические ферменты лизосом, которые переваривают и митохондрии, и все остальное содержимое клеток. Клеткам первого слоя железы и базальной мембраны эти ферменты не вредят, потому что до поры до времени надежно изолированы от внешней среды мембраной лизосомы, внутри которой они находятся. Но в клетках сальных желез, как мы уже говорили, есть порфирины, обладающие фотодинамической активностью. А что если под действием каких-то внешних или внутренних причин фотодинамическая активность порфирина сальных желез повысится? (Это может произойти, например, из-за увеличения концентрации порфирина или из-за
химической модификации его молекул — изменения структуры их боковых цепей.) Тогда на свету порфирин, который, как и многие другие вещества с фотодинамической активностью, обладает свойством накапливаться в лизо- сомах, дестабилизирует и разрушит их мембраны. Вследствие этого преждевременно высвободятся лизосомальные ферменты, которые теперь будут разрушать клетки самой сальной железы, базальной мембраны и ткани, окружающей железу. Начнется воспаление волосяных фолликулов, в устьях которых находятся сальные железы,— так образуются первичные очаги поражения кожи, характерные для системной красной волчанки. А в них в результате действия тех же гидролитических ферментов будут содержаться патогенные аутолиганды, к которым, как мы пола- гаем.относятся составные части кожного сала (фрагменты гистонов, богатых лизином, других полипептидов, нуклеиновых кислот), а также фрагменты полипептидов базальных мембран, коллагена и кератина из очагов кожных поражений. Как и лекарства-лиганды при лекарственном волчаночноподоб- ном синдроме, они способны образовывать комплексы с Си2+и ингибировать лизилоксидазу, со всеми вытекающими из этого последствиями для соединительной ткани. Из этого следует, что системная красная волчанка, так же как и лекарственная, должна развиваться прежде всего у «медленных» ацетиляторов, поскольку у «быстрых» N-ацетилтранс- фераза, вероятно, в состоянии справиться с ацетилированием образующихся в очагах поражения аутолигандов и лишить их возможности блокировать лизилоксидазу. И действительно, как наши данные, так и эксперименты других исследователей показывают, что спонтанной системной красной волчанкой болеют, как правило, «медленные» ацетиляторы. На основании изложенных представлений о механизме возникновения и развития системной красной волчанки и других болезней соединительной ткани нами было предложено несколько препаратов, обещающих быть весьма эффективными, — сейчас они проходят клинические испытания. В заключение можно сказать, что изучение лигандной патологии представляется нам новым перспективным направлением, которое позволит расшифровать механизмы многих заболеваний, прежде всего обусловленных нарушением функции металлсодержащих ферментов. А это откроет возможности восстановления нарушенных металло-лигандных равновесий с помощью эффективных лекарственных препаратов, созданных путем направленного, теоретически обоснованного поиска. Публикация Н. Г. ПОДЫМОВОЙ ЧТО ЧИТАТЬ О РОЛИ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Биологические аспекты координационной химии. Киев, 1979. Подымов В. К. Красная волчанка. Общая схема патогенеза и принципы патогенетической терапии. Ереван, «Айастан» (в печати). Подымов В. К. Медико-биопогические основы общей теории патогенеза красной волчанки. Вопросы ревматизма, 1979, № 1, с. 45—51. Подымов В. К., Гладких С. П., Мыс- к и н В. С. Обнаружение, выделение и идентификация порфирина из секрета сальных желез кожи здорового человека. Вестник дерматологии и венерологии, 1979, № 6, с. 18—23. Проблемы изыскания, исследования и производства новых лекарственных средств. Каунас, 1979, с. 47—76. Д. Уильяме. Металлы жиэни, М., 1975. Об авторе Статья, которую вы только что прочитали, посвящена новому направлению в изучении патологических процессов, возникновение которого связано с именем Владимира Константиновича Подымова — яркого, нестандартно мыслящего исследователя, внесшего большой вклад в развитие многих разделов биомедицины. В статье показано, как на основе глубокого теоретического анализа автору удалось разработать концепцию молекулярных механизмов возникновения дискоиднои формы красной волчанки и дать принципиально новое объяснение этой болезни, которое позволило создать методы ее лечения. После скоропостижной кончины В. К. Подымова это перспективное направление развивается в нашем институте и обещает новые успехи в борьбе с заболеваниями. Директор Института по биологическим испытаниям химических соединений, член-корреспондент АН СССР Л. Л. ПИРУЗЯИ 47
Земля и ее обитатели Жабы Из-за несимпатичной внешности и ядовитых свойств жабы издревле попали в число самых гонимых, таинственных и в то же время самых презираемых существ. Например, Шекспир в «Макбете» красочно описывает, как три ведьмы готовят адское зелье, причем жаба идет в кипящий котел первой, как нечто самое ядовитое: «...Сестры, в круг! Бурлит вода. Яд и нечисть - все туда. Жаба, что в земле сырой, Под кладбищенской плитой Тридцать дней копила слизь, Первая в котле варись...» А знаменитый Альфред Брэм придерживался прямо противоположной точки зрения: «Жаба — настоящее благословение для места, где она поселилась». Кто же прав? По-своему правы оба. Строки Шекспира вовсе не случайны. В те времена в народных поверьях жабы были неизменными спутниками ведьм. О страшной ядовитости жаб заявляли даже официально. Так, одна из старинных научных книг авторитетно утверждала, что жаба — животное отравленное, ужасно вредное, дыхание и взгляд ее также очень вредны — от них человек бледнеет и обезображивается. Такие уж были времена... Казалось бы, наука разбила предрассудки средневековья. Но до сих пор кое-кто еще преследует жаб, до сих пор им почему-то сопутствует сомнительная слава распространительниц бородавок. Будто бы от «мерзкой» жидкости, выделяемой жабой из ее многочисленных бородавок, и у человека могут появиться всамделишные бородавки. И за что возводить такую напраслину на преполезнейшее существо, на одного из главных борцов с вредителями лесного и сельского хозяйства? Почему не пожалеть жаб? Конечно, жаб надо не только жалеть — им надо помочь: их численность во многих густонаселенных местах СССР стала очень и очень невысокой, особенно в Московской области, Узбекской ССР, на обширных пространствах Большого Донбасса... Жабы, обитающие в СССР, относятся к многочисленному роду Bufo (около 250 видов, а вообще зоологи к так называемым настоящим жабам причисляют около 450 видов), но из этого рода в Европейской части страны проживают лишь зеленая, камышовая и обыкновенная (серая) жабы. Серая жаба — самая большая: до 200 мм в длину (зеленая и камышовая — соответственно 100 и 80 мм). Эту жабу частенько величают «серой коровницей»: в старину думали, что она будто бы высасывает молоко коров и коз. Она обитает не только в Европейской части СССР, где на север заходит вплоть до Архангельска, но и в Сибири (до Среднего Амура), и на Кавказе. Повсюду она предпочитает сырые места, но ее можно встретить и на огороде, и в лесу, под грудой щебня, и в трещинах обрывистых берегов Азовского и Каспийского морей. Обычно тело серой жабы сверху серовато-бурое, а снизу — беловатое, с черными пятнами. Спина ее покрыта массивными бородавками. Иногда вершины бородавок твердеют и становятся похожими на шипы. Как это ни странно, но в разных ландшафтно-географиче- ских зонах серые или обыкновенные жабы могут быть почти черными, иногда с розовыми пятнами; встречаются серые, по названию, жабы и черно- бурой окраски. Однако независимо от цвета кожи у всех обыкновенных жаб радужина крупных глаз всегда красивого золотистого или медно-красного цвета. Более постоянен цвет кожи у зеленой жабы — оливковый. На этом фоне разбросаны густо-зеленые и черные пятна и пятнышки. Кроме того, кожа зеленой жабы украшена еще и мелкими красновато-бурыми бугорками. Кожа самцов темнее, а пятна у них светлее, чем у самок. Цвет глаз и у тех и у других тоже зеленый, с черным крапом. Представители рода Bufo распространены едва ли не всюду. Их нет лишь на Мадагаскаре, на некоторых островах Тихого океана, в Австралии, и пока — на территории Новой Зеландии. Почему пока? Да потому, что жабий десант на Новую Зеландию — дело будущего, и, быть может, не столь уж и далекого. Используют же в соседней 48
Австралии жаб для защиты посевов от шестиногих вредителей. А гигантскую жабу с американского континента высадили на Бермудские, Гавайские, Филиппинские острова, на Новую Гвинею, Барбадос и Ямайку. У этой большущей жабы была незапятнанная репутация истового защитника огородов, садов и плантаций технических культур. Репутация этой двадцатипятисантиметровой особы серьезно пострадала в Австралии, и, конечно, не по вине самой жабы, которая и здесь питается жуками — вредителями сельскохозяйственных культур. Дело в том, что жаба ага, уроженка Южной Америки, очень и очень ядовита. Собака динго, загрызшая ее, погибает практически немедленно. То же происходит и с австралийскими змеями, польстившимися на малоподвижную добычу. А ведь хищники и змеи сдерживали рост поголовья грызунов, которые вместе с жуками грабили посевы. Вот и получилось, что жаба, невольно нарушив экологическое равновесие, стала помехой. Среди жаб есть и карлики: древесная жаба Торнира, пойманная в 1906 году в лесах Танганьики, ростом лишь в три сантиметра. В грудах гниющей сероватой листвы эта жаба тотчас сереет, в зарослях изумрудной зелени — зеленеет. Она быстро становится незаметной и на красно-буром, черном и других фонах. Ну чем не хамелеон? Еще меньше жаба, открытая зоологами в 1942 году в Гвинее. Проживает она всего на нескольких квадратных километрах травяных лугов на склонах горы Нимба. Эти жабы словно игнорируют воду, обитая только на земле, на листьях и на травах. Кроме того, они живородящи — своеобразное исключение из правила. Впрочем, на право быть исключением из правил претендует и крупная южноамериканская жаба — пипа. У нее причудливые передние конечности: конец каждого пальца крест-накрест расчленен на четыре дольки. Это единственные в своем роде звездчатые органы, благодаря которым пипа, копаясь в грязи и иле, на ощупь находит живую добычу: червей, моллюсков... Пипы издают негромкие, но хорошо слышные в воде звуки: металлическое тиканье. «Тикает» пипа без помощи голосовых связок — просто-напросто окостенения гортани трутся друг о друга. Так «тикают» самцы, когда зовут самок, когда дерутся между собой и даже когда пытаются, разевая беззубые рты, кусаться — случай для амфибий тоже редкостный. Однако вовсе не это прославило пипу. В начале XVIII века натуралисты, вернувшись из длительных путешествий, писали о большой жабе, которая ради спасения потомства на время превращается в живую колыбель. Чтобы детально выяснить и описать это явление, понадобилось более 200 лет. Лишь в 1960 году особенности сложных и многочисленных брачных и послебрач- ных ритуалов пип были, наконец, полностью зафиксированы. Но вот ритуалы кончены, икринки медленно, но верно погружаются в кожу спины мамаши, пока не перестанут возвышаться над кожей. Через 2,5 месяца спина самки словно оживает: то тут, то там приподнимаются полупрозрачные крышечки. Из-под них посматривают малюсенькие головки молодых пип. Далеко малютки не высовываются, но проплывающих рядом дафний и циклопов хватают ловко. Обычно молодые пипы покидают мать через 12—13 недель, но бывает, что малышам не удается пробыть на спиие матери столь долго: из-за преждевременной линьки самка вместе со старой кожей теряет и детей. Однако и в этом случае они не обречены на гибель. Осиротели малыши условно: мать находится неподалеку. И если многие амфибии проглатывают собственных малышей, когда те неосторожно проплывают возле рта, то пипа так никогда не поступает. Есть и жабы, чьи самцы не менее самоотверженно заботятся о детишках, например западноевропейские жабы- повитухи. Яйца, упакованные в длинные (порой более метра) слизистые шнуры, почти сразу же подхватывает самец. Узкие икряные ленты он бережно наматывает на свои бедра. Эта процедура занимает примерно полчаса. Затем энергичным движением (почти как путник перед дальней дорогой) он забрасывает драгоценную ношу повыше и поудобнее, и иногда снова начинает кричать, подзывая другую самку. Забрав и ее икру, он обматывается вторым слоем шнуров с икрой, прячется в нору или сырую щель и сидит там в холоде и голоде несколько недель. Когда из бережно сохраненной икры должны появиться головастики, самец отправляется к воде. Если в этот момент его поймать и попытаться (ради эксперимента) отобрать ношу, он не только закричит, но и будет неумело обороняться! Без отчаянной борьбы он не отдаст икру никакому противнику, даже человеку. Добравшись до мелководья, он садится так, чтобы намокла только часть 49
Жерлянка дальневосточная тела, опутанная шнурами. Отец-нянька иногда подолгу ждет, пока головастики разорвут тонкие оболочки яиц и уплывут от него. И у наших серых и зеленых жаб дело с продолжением рода обстоит неплохо. Тут прежде всего стоит обратить внимание на их отличную память — самцы по нескольку лет держат в памяти свои брачные пути к водоемам длиною до километра! Но, увы, в брачный период они, что называется, теряют голову и частенько попадают впросак: бросаются на любой шорох. Например, в Зеленая жаба плавнях Таманского полуострова я неоднократно наблюдал, как самцы жаб устремлялись за солидными и ленивыми линями, догоняли и обхватывали их жаберные крышки цепкими объятиями. Такое подводное родео может кончиться трагически: иногда жабы калечат рыб, повреждая им нежные жаберные лепестки, иногда сами себе наносят опасные раны, пытаясь оседлать попавших в рыболовные сети или на крючок донной удочки небольших окуней, судаков, ершей, напарываясь на острые шипы их спинных плавников. Нередко жабьи ухажеры вместо того, чтобы уйти от преследования на типичном жабьем аллюре, надувшись, приподнимаются и раскачиваются на выпрямленных ногах. Но такие угрожающие движения только помогают крупным рептилиям, хорькам, ласкам, ено- Камышовая жаба товидным собакам, серым крысам и птицам схватить смельчака. Ну а если свадьба сыграна, самки зеленой и серой жаб, намотав на стебли водных растений трех-пятиметро- вые слизистые шнуры с икрой, уходят по своим делам. Через несколько дней аслед за ними исчезают и самцы. Спустя некоторое время из оставленной икры появляются многотысячные стайки головастиков. Они кормятся вместе, плавая живыми лентами друг за другом. Большинство из них, увы, погибает в чреве
Серая, или обыкновенная, жаба рыб, амфибий, рептилий, птиц: очень уж беззащитна жабья молодь. Головастики не всегда осторожны: их не пугает тень, упавшая с неба или с берега. Только после гибели или ранения одного стая рассыпается: при повреждении кожи головастика в воду попадает некий химический сигнал, пугающий лишь молодь жаб и никого больше. Кожные покровы взрослых жаб испускают отталкивающий запах. Абсолютное большинство собак, раз понюхав жабу, категорически отказывается приблизиться к ней еще раз. Впрочем, еще академик П. С. Пал лас писал, что его охотничья собака в экспедициях при каждом удобном случае загрызала жаб, причем после этого у нее всегда сильно опухали губы. Однажды после очень «удачной» охоты на жаб собака тяжело заболела и погибла. По-видимому, она отравилась выделениями'ядовитого аппарата жаб. Этот аппарат состоит из желез двух типов: многочисленных мелких кожных желез, которые разбросаны по спине и на передних и задних лапах, и паротид — парных желез, расположенных позади глаз. Эти крупные бобовидные образования плотно срастаются с кожей. Благодаря эпителиальным пробкам и мгновенному натяжению кожи яд с силой выбрасывается на расстояние до метра. Яд из мелких желез через открытые протоки вытекает свободно и увлажняет кожу. Это белая пенистая жидкость с запахом, очень похожим на запах жженого пороха. Яд же из надлопаточных паротид представляет собой желтоватую жидкость с тошнотворно- горьким вкусом и препротивным запахом. Несмотря на то что химический состав и действующее начало яда из паротид и кожных желез изучали и изучают, здесь еще много неясностей. Вот некоторые. Яды амфибий и рептилий химически близки: и буфоталин, и офиотоксин, и кроталотоксин содержат одинаковое число углеродных атомов и отличаются друг от друга только разным содержанием атомов кислорода и водорода. Сейчас подтверждается давнее предположение о том, что змеиные яды благодаря большему содержанию ОН-группы более реакци- онноспособны. Кстати, почему-то радиация, уничтожающая токсические свойства яда змей, на силу яда жаб мало влияет. Неизвестна и причина удивительно высокого содержания адреналина в яде жаб — до 5—7% (в надпочечниках человека его концентрация вчетверо меньше), и его роль в жизни самих жаб. Жабий яд еще не используют в официальной медицине (высушенный яд зеленой жабы сохраняет активность и после 25 лет хранения), но, по-видимому, введение его в лечебную практику не за горами. Ведь он давно привлекает внимание фармакологов. Например, до того как стали пользоваться ныне всем известной наперстянкой, жабью кожу применяли для лечения водянки. Кроме 51
того, в народной медицине жабий яд занимал почетное место как мочегонное и болеутоляющее средство. Конечно, самодеятельность тут может быть смерти подобна. Так, в Аргентине, по совету какого-то знахаря, больной заложил за щеку шкурку, содранную с жабы, чтобы умерить нестерпимую зубную боль. Боль действительно утихла, но больной, уснув, к утру скончался. Русский академик Н. П. Кравков еще в 1904 году установил, что яд жаб действует на сердце очень сходно с дигиталином — сердечным гликоэидом. А исследования В. И. Захарова (I960 г.) показали, что жабий яд в разведении 1:1000, 1:2000 и 1:4000 за 30 минут убивает печеночных сосальщиков, за 38—48 минут тыквовидного цепня, а для невооруженного цепня достаточно от 15 до 45 минут. У этих паразитов яд вызывает необратимые деформации тела. Положительные результаты дали и опыты по дегельминтизации собак и кошек с помощью жабьего яда. Весьма интересны и попытки использовать этот яд для быстрого заживления ран. Так что к жабам — природным поставщикам будущих лекарств — только за одно это следует относиться с почтением. Едва наступают сумерки, жабы выходят на охоту. Польза от этих ночных охот огромна. По приблизительным подсчетам только в США фермерам и лесоводам жабы оказывают услуги на миллиарды долларов в год. Здесь даже подсчитана ежегодная прибыль от каждой жабы — не менее 20 долларов. Из множества животных, вредящих посевам, я остановлю ваше внимание на слизнях*. В 1922—1923 гг. в Ленин- i градской области они погубили почти 20 000 га озимой ржи. Сфера их зло- , деяний обширна: пшеница и капуста, , морковь и тыква, картофель и клевер... > Слизни — ночные охотники, и рассчитывать на помощь животных, ведущих , дневной образ жизни, практически не i приходится. А при встрече жабы с мед- . лительным слизнем у того нет шансов i на спасение: жаба выстреливает в него ► свой липкий эластичный язык. Порожним > язык не возвращается: жабы почти ► снайперы. Недаром французские крестьяне при- i возили жаб на свои поля. И неудиви- г те ль но, что в Париже в прошлом столе- г тии существовал специальный жабий 1 рынок. В Англию жаб привозили из ** Статья Г. Балуевой «Ночные обжоры — слизни» эопубликована в № 7 «Химии и жизни» за 1980 г.— «Ред. Франции и продавали отнюдь не дешево. Как-то под Москвой слизни портили помидоры и ягоды земляники. Но у некоего садовода, державшего жаб и лягушек во врытых в землю ваннах (лягушки ловят живность днем, жабы — ночью), участок был надежно защищен от вредителей. Чтобы жабы не ушли куда им вздумается, целесообразно преградить им путь цепочкой так называемых ловчих канавок. Для этого нужно на границах возделываемого участка отрыть рядом друг с другом в шахматном порядке неглубокие, с отвесными стенками ямки, шириной от 15 до 17 сантиметров и той же глубины. Помимо беглецов, пытавшихся покинуть огород, в ловчие канавки попадут и жабы-путешественницы из сопредельных участков, а также мышевидные грызуны, которых следует при утреннем осмотре канавок уничтожать. А жаб надо будет водворить на место — в какое-нибудь влажное укрытие. В последние годы в юго-восточных районах Европейской части СССР успешно развивается рисосеяние. Здесь, в осваиваемых человеком плавнях Приазовья, мне удалось зарегистрировать способы охоты жаб, пока не описанные ни в специальной, ни в популярной литературе. Во время весенних паводков жабы в плавнях меняют образ жизни — даже днем охотятся на медведок. Этих злейших вредителей, редко выходящих на поверхность, вода заставляет скапливаться на небольших временных островках земли, на заломах тростника, рогоза или осоки. Иногда на квадратном метре таких островков сидит по 160 медведок. Жабы, пользуясь случаем, безжалостно истребляют медведок. Но самое важное то, что жабы прижились на рисовых полях — этом новом и своеобразном биотопе юго-востока нашей страны. Жабы пришли на орошаемые рисовые поля вслед за поселившимися здесь мышевидными грызунами. Домовые, курганчиковые мыши и серые хомячки роют здесь норы не только во влажной почве, но и в грязи и успешно размножаются. А поселившиеся здесь же жабы несколько сдерживают нарастание численности вредителей. Здесь жабы частенько охотятся в светлое время суток. Некоторые жабы разрывают неглубокие норы грызунов, идущие, как правило, вдоль насыпных земляных дамбочек и поедают почти беспомощных мышат. t 52
В международной «Красной книге» представительство жаб, к счастью, пока невелико. Туда попала, например, редкостная сонорская зеленая жаба, обитающая в пустынях юго-западной Аризоны. В пустыне ее можно встретить лишь с мая по июнь. На все остальное время года она, по единодушному мнению специалистов, «бесследно исчезает в до сих пор неизвестных местах». Невероятно, но факт: еще никто не видел ее головастиков! Жаб фауны СССР нет в международной «Красной книге». Однако это отнюдь не значит, что беды наших жаб уже в прошлом. Увы, продолжается ничем не оправданное избиение жаб некоторыми людьми. Впрочем, и кроме человека врагов у жаб предостаточно. Выражая мнение многих, Ф. Ф. Талызин писал, будто «для самих жаб яд — надежное защитное средство, поэтому их не ест никто из животных, кроме исполинской саламандры и кольчатого ужа». Я специально наблюдал за гибелью жаб (в основном молодых) и убедился, что ими не брезгуют степные орлы, могильники, орланы-белохвосты, долгохвосты, черные коршуны, обыкновенные канюки, курганники, змееяды, обыкновенная и степная пустельги, серый и чернолобый сорокопуты, цапли, чайковые и врановые птицы... Иногда молодых жаб расклевывают даже обыкновенные скворцы. Правда, в добыче пернатых жабы отнюдь не на первом месте. Но ведь кроме птиц жаб поедают ужи, полозы, ено- товидные собаки, барсуки, степные хори, ежи и крысы. Например, серые крысы, живущие в плавнях Приазовья, в устье Дона, в разливах Кумы и Терека, не просто добывают жаб, но и заготавливают их впрок. Крысы обездвиживают жаб, прокусывая им позвоночник как раз между надлопаточными ядовитыми железами — паротидами, и подолгу хранят этих амфибий в нежилых отсеках нор. Кроме всего этого, множество жаб губят жабьи мухи — люцилии. А сколько амфибий, в том числе и жаб, гибнет на автострадах, особенно во время миграций! Порой лягушки и жабы-путешестве н ницы и дут густой толпой. Так, возле западногерманского города Карлсруэ весной 1978 г. на шоссе появились предупредительные знаки — «Осторожно, лягушки!» Да и вообще, в ФРГ к традиционному лягушачьему нашествию готовятся тщательно — устанавливают на автострадах не только соответствующие знаки, но и специальные низкие проволочные барьеры вдоль обочин дорог. Эти микропрепятствия направляют мигрирующих земноводных в определенные места перехода через автостраду. Впрочем, не целесообразнее ли сделать такие переходы подземными в виде маленьких туннелей под шоссе? И, конечно же, хотелось бы, чтоб такие туннельчики появились не только в Западной Европе, но и на наших дорогах. Ибо жаб надо беречь всюду. Кандидат биологических наук В. ХАРЧЕННО НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ ОКТЯБРЬ Конференция по космическим лучам. Самарканд. Научный совет АН СССР по комплексной проблеме «Космические лучи» A17924 Москва, Ленинский просп., 53), Самаркандский университет. Семинар «Взаимодействия частиц и ядер высокой энергии с ядрами». Ташкент. Физико- технический институт АН УзССР G00084 Ташкент, ул. Тимирязе- ва, 2-6). Симпозиум «Вопросы разработки экспериментальной солнечной электростанции». Москва. ЦП НТО энергетики и электротехнической промышленности A91025 Ленинград, Стремянная ул., 10). Ill симпозиум по растровой электронной микросколии и аналитическим методам исследования твердых тел. Звенигород. Научный совет АН СССР по электронной микроскопии, Институт кристаллографии АН СССР A17333 Москва, Ленинский просп., 59). V| совещание по физико-химическому анализу. Москва. Институт общей и неорганической химии АН СССР (I I707I Москва, Ленинский просп., 31). Ill конференция по масс-спек- трометрии. Ленинград. Научно-техническое объединение А СССР A98103 Ленинград, просп. Огородникова, 25), Комиссия АН СССР по масс-пек- трометрии, Институт химической физики АН СССР. 111 Всесоюзная конференция по мембранным методам разделения смесей. Владимир. «Союзхим пласт» МХП СССР A29Н0 Москва, ул. Гиляровского, 39). VII совещание по стеклообразному состоянию. Ленинград. Институт химии силикатов АН СССР A99164 Ленинград В-164, наб. Макарова, 2). II совещание по проблемам сольватвции и комллексооб- разованияв растворах. Иваново. Институт химии неводных растворов АН СССР A53018 Иваново, Академическая ул., 1). V совещание «Кислородные соединения бора». Рига. Институт неорганической химии АН ЛатССР B26934 ГСП Рига, Мейстару, 10), Латвийский университет, Латвийское республиканское отделение ВХО им. Менделеева. Продолжение ни с 70 53
В зарубежных лабораториях Голубиные беседы О том, как научили шимпанзе разговаривать друг с другом, широко известно (см., например, «Химию и жизнь», 1979, № 5). В опытах французских исследователей одна обезьяна передавала другой сведения о еде на условном языке, придуманном для них экспериментаторами. Но на то они и приматы! В опытах, о которых пойдет здесь речь (сообщение о них опубликовано в журнале "Science", 1980, т. 207, с. 545), впервые «заговорили» уже не приматы, а птицы. В экспериментах, проведенных в Гарвардском университете, участвовали два голубя породы кар но белые Джек и Джилл. Птицы жили в клетках, оснащенных набором из шести кнопок. Три кнопки были цветными — желтая, красная и зеленая. Три кнопки были белые, а на каждой — черная буква, соответствующая английскому названию цвета: Y (yellow — желтая), R (red — красная) и G (green — зеленая). При нажатии любой кнопки внутри нее зажигалась лампочка. Сначала птиц учили порознь. Джилл привыкал в ответ на зажженную экспериментатором цветную кнопку нажимать кнопку с соответствующей буквой. Джек, наоборот, должен был при виде осветившейся кнопки с буквой нажать соответствующую цветную кнопку. За правильные ответы автоматическое устройство отсыпало голубям немного зерна. При ошибке в клетке на несколько секунд выключали свет. Это птицам не нравилось, и они были старательны в учебе — после курса тренировок они в девяти случаях из десяти решали задачи правильно. Затем началась основная часть эксперимента. Голубей посадили в соседние клетки, отделенные одна от другой прозрачной плексигласовой стенкой. 54
В клетке Джилла, как и в период обучения, были три белые кнопки с буквами и три цветные кнопки. Но цветные были спрятаны за небольшой занавеской, так что Джек из соседней клетки видеть их не мог. У Джека в клетке располагались только цветные кнопки, и к ним добавились еще две: нажми одну — загорится надпись «спасибо», нажми на другую — надпись «какой цвет»? Джек был обучен нажимать и на эти две кнопки. Итак, голуби сидели в соседних клетках, разделенных прозрачной стенкой, как это показано на рисунке. Экспериментатор зажигал цветную лампочку в клетке Джилла, после чего начиналась беседа голубей. Она протекала так. Джек с помощью кнопки задавал вопрос соседу: «Какой цвет?» Джилл, видя «вопрос», заглядывал за занавеску, обнаруживал там включенную кнопку, и в зависимости от того, что именно он увидел, подходил к одной из трех белых кнопок с буквами, соответствующими названию цвета, и нажимал ее. Джек видел через прозрачную стенку, на какую букву нажал Джилл, и вежливо благодарил его, включая сигнал «спасибо». (При этом соседу сыпалось зерно-) После этого Джек нажимал одну из цветных кнопок, соответствующую, по его мнению, цвету, указанному Джиллом. В случае правильного решения и ему отсыпалось зерно. Ошибался он редко. Обычно разговор на этом не заканчивался, и Джилл вновь просил загадать ему какой-нибудь цвет. Чтобы была уверенность, что информация передается с помощью кнопок и лампочек, а не, скажем, взмахами крыльев или другими движениями, проводили контрольный опыт, в котором кнопки с буквами, на которые нажимал Джилл, чтобы передать, какой цвет включен за занавеской, от Джека были скрыты. И Джек ничего угадать не смог. Заметим, что экспериментатор никак не участвовал в «разговоре», и птицы его вообще не видели. Эта предосторожность не излишняя. В анналах науки зарегистрирован случай (о нем писал журнал «Science», 1980, т. 208, с. 1349) с конем по кличке Умница Ганс, который свободно решал арифметические задачки, сообщая ответ ударами копыта. Как оказалось впоследствии, хозяин Ганса, немецкий учитель, сам того не замечая, кивал головой, пока число ударов копытом не соответствовало правильному ответу. Ганс и впрямь был умницей: он следил за своим хозяином, умудряясь замечать малейшие движения его головы. Но в случае с голубями опыты были поставлены чисто. Впервые две птицы разговаривали на языке символов, придуманном человеком. Правда, критики заявляют, что поведение голубей можно истолковать куда более просто. Джек нажимает первую кнопку потому, что ему нравится, когда в ней вспыхивает лампочка. Джилл отвечает ему, так как тоже любит, чтобы лампочка горела. А все их дальнейшее поведение есть просто набор стандартных сигналов — «слов» для получения награды. Но разве это противоречит тому, что мы иногда понимаем под разговором? Л. МИШИНА 55
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ БУДИЛЬНИК ЗА УХОМ Во Франции, по статистике, пятая часть автомобильных катастроф происходит из-за усталости водителей. У засыпающего за рулем человека голова, как правило, клонится вперед. Это обстоятельство учтено при конструировании специального автобудильника: при определенном наклоне головы водителя он подает громкий сигнал, от которого сон как рукой снимает. Единственное неудобство* прибор крепится за ухом водителя. Но ведь в конце концов люди не рождаются с часами на запястье или в ж илетном кармане. Ко всему можно привыкнуть- РЫБКИ УСНУЛИ В ПРУДУ Эта строчка известной колыбельной для специалистов рыбного хозяйства звучит как образчик черного юмора. Для них «уснувшая» рыба — погибшая рыба. В прудах она чаще всего гибнет из-за нехватки кислорода. Недавно в Тарту сконструирован портативный прибор, регистрирующий количество растворенного в воде кислорода и одновременно температуру воды. Журнал «Рыбное хозяйство» A981, № I), сообщивший о новом приборе, предлагает использовать его не только в рыбоводстве, но и при перевозках живой рыбы. Может, тогда слова об уснувших рыбках останутся толь ко в колыбельной? ЦИНК, МЕДЬ И ХОЛОД Почему теплолюбивые растения боятся холода, а карликовая, к примеру, береза растет и в Заполярье? Вопрос не праздный. Ботаники считают, что чувствительность растений к холоду определяется прежде всего особенностями фотосинтеза: именно тонкий фотосинтетический аппарат теплолюбивых растений не выдерживает понижения температур. Повысив его устойчивость к холоду, можно как бы закалить все растение. Повлиять на фотосинтетический аппарат можно, как сообщил журнал «Биологические науки» A981, № I), воздействием на семена солями цинка. Ростки огурцов из обработанных ими семян оказались не столь чувствительными к холоду, как контрольные. Механизм явления еще не до конца изучен. Правда, микроэлемент цинк принимает, как известно, участие в фотосинтезе. Но ведь и медь играет в этом процессе важную роль- Но почему-то, как показали опыты, ее соли оказывают на растения противоположное действие. БЕЗ КАПЛИ ГОРЮЧЕГО 8 то время, когда этот номер «Химии и жизни» будет рассылаться подписчикам, уже, возможно, произойдет событие, которое останется в истории техники: перелет по маршруту Париж — Лондон без капли горючего. На крыльях самолета «Солар Челленджер», который совершил или вот-вот совершит этот перелет, установлены 15 000 солнечных элементов. Вырабатываемый ими ток вращает воздушный винт самолета. По сообщению журнала «Aviation Week and Space Technology» A980, № 24), во время тренировочных полетов «Солар Челленджер» забирался на высоту более километра и держался там два часа. Что и говорить — не «Антей», не «Боинг». Однако с первыми летательными аппаратами, снабженными двигателем внутреннего сгорания, вполне сравнимо. Согласно БСЭ, «братья Райт добились к 1908 устойчивого управляемого полета продолжительностью до 1,5 часа. 25 июля 1909 франц. конструктор-летчик Л. Блерио на своем самолете моноплан- ной схемы «Блерио-Xl» перелетел через пролив Ла-Манш из Франции в Англию». В общем, лиха беда начало. СОЧУВСТВИЕ ПОРОЖДАЕТ СОЧУВСТВИЕ Человек — существо общественное и, как правило, стремится избегать одиночества. Интуитивно мы считаем, что одиночество наносит нам ущерб в основном в сфере духовной. Между тем есть основания возлагать на него ответственность и за ущерб в сфере физической. Об этом свидетельствуют, в частности, наблюдения в одном из английских родильных домов («New Scientist», 1980, т. 87, № 1219). Была выявлена резкая разница между продолжительностью родов у женщин, около которых неотлучно находилась сиделка, и у рожениц, за которыми был стандартный больничный уход. В первом случае роды продолжались в среднем около 9 часов (данные по 40 роженицам), а во втором — более 19 часов. Наблюдался и еще 56
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ один неожиданный эффект. Женщины, у которых была «своя» сиделка, после рождения ребенка уделяли ему заметно больше внимания, больше общались с ним, чаще ласкали. Сочувствие порождает сочувствие... В СЕКАТОРЕ — ПРОПАН Специалисты из Франции сконструировали пистолет-секатор, позволяющий обрезать ветви деревьев с минимальной затратой сил. В рукоятку секатора помещен баллончик с пропаном. Смесь пропана с воздухом сжигается, как в двигателе внутреннего сгорания, и двигает поршень. Инструмент прост по конструкции и надежен в работе. Он весит всего 850 г и за 8 часов работы расходует 500 г пропана. СВЕРХМИНИАТЮРНОСТЬ В последние годы в щелочных аккумуляторах и миниатюрных батарейках все чаще используют соединения лития, прежде всего гидроокись. А недавно журнал «Electronics Weekly» A980, № 1044) сообщил, что в Японии разработан высокоэффективный твердый электролит для сверхминиатюрных аккумуляторных батарей. В состав электролита входят три соединения лития: гидроокись, иодид и нитрид. С помощью такого электролита сделаны батарейки толщиной всего 0,7 мм. Они дают постоянный ток величиной до пяти миллиампер и могут надежно работать в электронных часах и карманных калькуляторах до 1000 часов. Специалисты надеются увеличить срок службы сверхминиатюрных батарей еще в десять раз. ЯБЛОКИ — В ТОРФ Известно, что фрукты, заложенные на зиму, лучше всего хранятся в помещениях с регулируемой газовой средой. Ее регулируют с помощью мембран или другими способами. Один из них — технически крайне простой — предложили недавно литовские специалисты (журнал «Садоводство», 1980, № 12). Для хранения яблок они решили использовать сфагновый торф, который образуется из болотных мхов. Яблоки засыпают в ящики, слои разделяют торфом. При этом воздух вокруг плодов оказывается обогащенным влагой и углекислым газом — то, что и нужно для хранения) Биохимические процессы в яблоках замедляются, уменьшаются потери Сахаров, кислот, влаги. А содержащийся в молодом торфе сфаг- нол — вещество с антисептическими и бактерицидными свойствами — уменьшает потери от гниения. ЧТО ТАКОЕ ПРУТИН Так названы бурые гранулы, добавляемые в корм домашнего скота в Англии взамен соевой или рыбной муки. Подобные белковые добавки, вырабатываемые микроорганизмами, уже делают во многих странах (см. «Химию и жизнь», 1979, № 10, стр 41—42). Отличие же пру тина в том, что вырабатывающие его бактерии питаются в основном метиловым спиртом. Фермерам пру тин обходится примерно во столько же, во сколько рыбная мука. Любопытная деталь: пру тин рекомендуют добавлять в корм не только крупному рогатому скоту, но и рыбе, выращиваемой в садках. В АВТОБУСЕ ПО РЕЛЬСАМ Как сообщил журнал «New Scientist» A981. т. 89, № 1237). одна из британских фирм всерьез предлагает заменить часть железнодорожных вагонов автобусами. Экспериментальный образец нового транспортного средства уже сделан: автобус с дизельным двигателем мощностью 150 кВт установили, усовершенствовав подвеску, на двухосное шасси обычного грузового вагона. На рельсах автобус развил скорость 120 км /час. Утверждают, что так, в железнодорожном режиме, он мог бы проработать больше десяти лет. А обходится такое гибридное устройство (большинство его узлов выпускается серийно) в 2,5 раза дешевле, нежели обычный пассажирский вагон. ГУБИТЕЛИ СОСЕН В сосновых лесах 28 штатов США катастрофически быстро размножаются нематоды — паразиты из класса простейших червей. Несколько лет назад подобное явление наблюдалось в Японии, где всего за год паразиты уничтожили восемь миллионов сосен. Способы борьбы с нематодами известны, но, по мнению специалистов, на этот раз борьба с ними обойдется в десятки миллионов долларов. 57
Живые лаборатории Жасмины «БРАТСКАЯ ЛЮБОВЬ» Цветет жасмин. Зеленой чащей Иду над Тереком с утра. Вдали, меж гор — простой, блестящий И четкий конус серебра. Река шумит, вся в искрах света, Жасмином пахнет жаркий лес. А там, вверху — зима и лето: Январский снег и синь небес... И. А. БУНИН По словам Паустовского, чем больше знает человек, тем резче, тем сильнее он видит поэзию земли. Поэтому пусть не покажется вам кощунственным вопрос — а о каком именно жасмине идет речь в стихотворении Бунина? Ведь жасмины бывают разные. Есть настоящие жасмины (Jasminum) из семейства маслинных — преимущественно вечнозеленые тропические лианы и кустарники, есть и жасми ны садовые, а точнее, чубушники (Phi lade Iphus), прозванные жасминами за некоторое сходство цветов, но особенно их аромата с настоящими. Из двухсот видов настоящих жасминов в нашей стране обитают три. Из них жасмин отвороченный, или низкий, в диком виде растет у нас только на Дарваз- ском хребте, в Таджикистане, где находится самая северная точка ареала этого жителя Гималаев, внесенного в «Красную книгу» СССР. А жасмин обыкновенный, он же лекарственный, растет преимущественно в Закавказье, в долине же Терека попадается редко. Диких чубушников у нас тоже можно встретить только три вида. Но два из них — тонколистный и чубушник Шрен- ка — обитатели Дальнего Востока и на берега Терека попасть никак не могли. Значит, остаются только чубушник кавказский и жасмин кустарниковый — оба оии растут на Чавказе. Но «жаркий лес» над Тереком благоухал все-таки, по всей вероятности, чубушником: у жасмина кустарникового цветы пахнут слабо. Итак, в стихах Бунина описан не жасмин, а чубушник кавказский — стройный кустарник до 3 м высоты, не поднимающийся в горы выше 1800 м над уровнем моря, с ярко-зелеными продолговатыми листьями и кремово- белыми ароматными цветами. Не менее душист и чубушник венечный, или обыкновенный,— самый популярный у нас из культурных «жасминов»: он встречается в садах и парках от Архангельска до крайнего юга Европейской части СССР. Чубушник был любимым растением парное — одного из сакских ираноязычных племен: по свидетельству древнегреческого писателя Атенея, пар* ны обсаживали чубушником свои кладбища. За способность корней растения плотно обвиваться вокруг корней соседних кустов оно было прозвано «братской любовью». Эти слова звучат и в научном имени всех чубушников, присвоенном им Карлом Линнеем: «филадельфус» означает в переводе «братолюбивый». Русское же название «чубушник» филадельфус получил тогда, когда из Европы пришла к нам мода делать из его полых стволиков разные дудки, флейты и особенно чубуки для трубок. Так же, как у сирени, среди обычных четырехлепестковых цветов чубушника венечного попадаются иногда пяти лепестковые — найти их издавна считается счастьем. Это свойство растения обернулось махровостью в руках селекционеров, которые помимо многолепестковых форм вывели расы с бело- пестрыми и золотистыми листьями, а также кустики-карлики, образующие густоветвистые подушки или даже шары, но, к сожалению, почти никогда не цветущие. Много сортов чубушника выведено в конце XIX — начале XX в. знаменитой фирмой «Лемуан» во Франции. Здесь в результате большой селективной работы были получены настоящие шедевры садового искусства, непревзойденные до наших дней. Особенно хорош сорт Горностаевая мантия с рекордным для всех сортов и даже видов чубушника сроком цветения — до 49 дней! Его свисающие ветви, усыпанные цветами, пахнущими земляникой, действительно напоминают королевскую мантию, сшитую из белоснежных горностаевых шкурок. Однако для нашей страны лемуанов- ские сорта и многие последующие творения европейских и заокеанских цветоводов оказались недостаточно хо- 58
лодостойкими. Поэтому-то и появились цев чубушников. Есть среди них и у нас отечественные сорта чубушни- сорт Память о Вехове. ков: Звездочка, Эльбрус, Воздушный Среди прочих отечественных сортов десант, Сергей Есенин, Арктика, Юн- надо назвать и еще один, выведенный нат, Карлик и даже Гном. Правда, И. В. Мичуриным и получивший назва- последний не цветет, но его кустики, ние Эфиронос. Ведь из цветов (а также ростом чуть повыше ведра, сплошь из листьев) многих чубушников можно укрытые мини-листочками, очень эф- извлекать душистое эфирное масло, фектны: они похожи на «пуговицы», Помимо парфюмерии, оно может найти как бы пристегивающие к земле зеле- и лекарственное применение, поскольку ный ковер газона. Это удачное сравне- летучие фракции масла обладают займе принадлежит профессору Н. К. Be- метным протистоцидным действием — хову, селекционеру-дендрологу, автору убивают паразитирующих простейших, большинства названных сортов. Они Ну а если зашла речь о практическом родились в Липецкой области — на применении чубушников, то их высу- Лесостепной опытно-селекционной стан- шенные цветы могут служить также ции, которую более 30 лет возглавлял средством от моли, а молодые листья Вехов. Ежегодно для наших садов и (пахнущие у некоторых видов огур- парков выращивают тут тысячи сажен- цами) — отменной приправой в салат. 59
«ЖАСМИНЫ ПОНЕСЛИСЬ ПО ВСЕЙ КОМНАТЕ» Помада есть для губ и для других причин, С духами скляночка: резеда и жасмин... A. С. ГРИБОЕДОВ Горе от ума Неизвестно, как было во времена Гоголя (из «Мертвых душ» которого взято название этой главы) и Грибоедова, но сегодня около 7% выпускаемых в мире духов и одеколонов содержат эфирное масло из цветов настоящих жасминов, главным образом жасмина крупноцветного. В состав масла входят бензилацетат, линалилацетат, бензил- бензоат, бензиловый спирт, линалоол, небольшое количество евгенрла, антра- нилата, жасмон, индол, фарнезол и некоторые другие вещества. Масло это очень стойкое, в фиксаторах не нуждается и служит в парфюмерных композициях не только для создания фона, но и в качестве основного запаха — например, в отечественных духах «Лель», «Киев», «Огни Москвы», «Белая ночь», «Ленинград». Конечно, можно для этого воспользоваться и синтетическими веществами, пахнущими жасмином,— такими, как бензилацетат, жасминальдегид или, скажем, жасмин-9, представляющий собой смесь сложных эфиров. На синтетику приходится сейчас больше 80% всех душистых веществ, применяемых в пар- фюмерно-косметической, мыловаренной, пищевой и некоторых других. отраслях промышленности. Однако химики пока еще не могут воссоздать всю полноту, звучность, бархатистость и, как говорят парфюмеры, оркестровку ароматов, присущих многим натуральным душистым веществам. Вот почему на парфюмерных фабриках только одного города Граса, где производят знаменитые французские духи, ежегодно перерабатывается 600 тонн цветов апельсинового дерева, 700 тонн лепестков розы, 800 тонн цветов жасмина. За килограмм жасминового масла в 1978 г. платили на международных рынках от 800 до 1400 рублей золотом. Жасминовые плантации называют рудниками запахов. И труд на них не менее тяжел, чем труд рудокопов. Вот как описывает его советский журналист B. Ардатовский, посетивший «жасминовый берег» — узкую полоску земли между горами и морем в Калабрии (Италия), где расположены крупнейшие цветочные плантации: «Нет работы труднее. Для производства килограмма эссенции нужно оборвать 700 килограммов лепестков. Только ночью, когда крепок аромат. И вот в два часа ночи женщины выходят на плантацию, часто с детьми, и трудятся до рассвета, получая жалкие 500 лир (около 50 копеек) за килограмм лепестков. Приплата при этом — массовые простудные и ревматические заболевания...» Кроме Италии, жасмин крупноцветный возделывают в промышленных масштабах в других странах Средиземноморья, в США, а в Советском Союзе — в Западной Грузии, где работы с этим кустарником были начаты еще в 1928 г. на Сухумской опытной станции эфиро- масличных культур. С одного гектара здесь собирают от 3 до 10 тонн цветов — до 110 миллионов штук! Специалисты станции разработали новый способ переработки жасминовых лепестков — метод динамической сорбции. Он позволяет получать из тонны сырья 3,5—3,8 кг эфирного масла — втрое больше, чем с помощью старого метода экстракции петролейным эфиром. Все настоящие жасмины, как и чубушники,— прекрасные медоносы и очень красивые декоративные растения. В странах с субтропическим климатом они украшают беседки, стены, балконы, а в более северных районах — комнаты. Здесь чаще всего можно встретить жасмин индийский, или самбак,— одно из самых душистых комнатных растений, которое разводили в Китае еще задолго до нашей эры. Даже оди н распустившийся его цветок наполняет своим ароматом большое помещение, а запах цветов, оставленных в спальне на ночь, может вызвать головную боль. Особенно красива махровая форма самбака с белыми цветочками, краснеющими в конце цветения. Распускаясь один за другим, они украшают квартиру почти круглый год, с ранней весны до поздней осени. Впрочем, как советует один читатель журнала «Цветоводство» A980, № 1), можно вызвать цветение их и зимой — для этого достаточно поливать растение... крутым кипятком, только, разумеется, не сверху, а подливая его в поддон: тепло от него, согревая корни, вызовет вспышку цветения. Г. В. СЕЛЕЖИНСНИЙ 60
Из дальних поездок Год назад, во Вьетнаме Е. Д. ТЕРЛЕЦНИЙ Май выдался, мягко говоря, прохлад- ным. Было ветрено, по ветровому стеклу струился мелкий осенний дождик. Мы спешили. Спешили в Шереметьево, чтобы через каких-нибудь пятнадцать часов приземлиться в тропиках. Мы — это группа проектировщиков института Гипрохим, которая была командирована в Социалистическую Республику Вьетнам для согласования проекта расширения суперфосфатного завода в Ламтхао, пока что единственного в СРВ. Новые основные цехи проектировал наш институт, вспомогательные объекты и наружные коммуникации — Институт государственного химического управления в Ханое. Традиционные процедуры отлета. Рентгеноскопия чемоданов. Летим в Ханой. ДОРОГА К ХАНОЮ. МОСТЫ В ханойском аэропорту нас встретил переводчик Тон — худой застенчивый человек с печальными глазами. Отныне и до конца нашей командировки он был с нами повсюду. Неизменно корректный, доброжелательный, интеллигентный. Глядя на него, трудно было поверить, что он восемь лет отслужил в армии, воевал, участвовал в штурме Сайгона... От аэропорта до Ханоя километров сорок. Пейзаж, открывшийся нам, мог бы служить наглядной иллюстрацией к учебнику географии по разделу тропиков. Одни названия растений чего стоят: папайя, бататы, маниока... Из деревьев я смог бы с уверенностью назвать лишь пальмы и бананы. Впрочем, банан не дерево, а трава. Вот уж поистине листья травы! Мимо проносились рисовые и кукурузные поля, бамбуковые рощицы. На горизонте, в белесой дымке еле просматривались конические очертания гор и бередили мою душу фотолюбителя. Я снимал и снимал акварельные размывы далеких хребтов, словно нарисованных на гигантских задниках и не был уверен в том, что получится: то горы были слишком туманны, то освещение не удовлетворяло... На дорогах обилие велосипедистов. Забегая вперед, скажу, что это совершенно невообразимое зрелище — велосипедисты в Ханое или любом другом крупном городе Вьетнама. Велосипеды, велосипеды, велосипеды различных марок, со всех концов света. Есть, разумеется, и наши, советские. Громадные, велосипедные стоянки и крохотные мастерские по ремонту велосипедов. Ощущение, будто вьетнамец неотделим от велосипеда, что и рождается, и растет он вместе с ним. По краям дороги теснятся многочисленные лавчонки, предлагающие немудреный товар, различную еду, чай, сигареты. Несмотря на день, приветливо горят керосиновые лампы. Каждый может от них прикурить. Спички дефицитны... Мы подъехали к реке. Это Хонгха, Красная река, на которой стоит столица Вьетнама, самая большая река в стране после Меконга. Вода — бурая, с красноватым оттенком, который придают ей глинистые частицы. Собственно говоря, само название Ханой значит «окруженный рекой» и вошло в обиход только в начале века. А раньше этот город назывался Кечо — столица. На подъезде к Ханою — мост, не менее величественный, чем река. Он был построен почти восемьдесят лет назад по проекту французского инженера Эйфеля — того самого, который создал знаменитую башню в Париже и статую Свободы в Нью-Йорке. Мост этот длиной в два километра, единственный на всем течении Красной реки. Во время американской агрессии один из его пролетов был разрушен. Но мост быстро восстановили. По середине моста проходит железнодорожная колея, а по бокам ее медленной вереницей движутся автомобили. Мост стар и уже не справляется с растущими потоками транспорта, поэтому в часы пик проезд велосипедистов по нему запрещен. Неподалеку от Ханоя строится новый мост Тхан Лонг. Он будет двухэтажным. Нижний ярус предназначен для поездов и велосипедистов, верхний — для автомашин и пешеходов. Его должны были закончить 61
f-*M Туманные горы Вьетнама Ханой. Знаменитая пагода «на одной ноге» 62
еще за год до нашего приезда, в 1979 году. Но в строительстве принимали участие китайские специалисты, и, саботируя важную стройку, китайская сторона в июле 1978 года заявила о полном прекращении работ. Надеялись, что после этого возведение моста прекратится. Не вышло: окончание строительства отодвинулось во времени, но не было свернуто. Трудящиеся Вьетнама продолжают работу. ПЕРВАЯ НОЧЬ В ТРОПИКАХ И вот, наконец, сам Ханой. Невысокие, в два-три этажа дома, окрашенные в традиционный желтый цвет. Буйная зелень. Ожерелье серебряных прудов, посреди которых кое-где возвышаются белоснежные башни... Нас поместили в старую гостиницу Ла Тхань. У входа обязательные фаянсовые слоники с цветочными горшками на плоской спине. Внутренний двор с фонтаном. Пальмы, бананы, хлебные деревья, плоды которых висят, словно шершавые бурдюки. Полы в здании выложены каменной плиткой. Кстати, и потом мне не приходилось видеть во Вьетнаме деревянных полов. Широкая кровать с плоской железнодорожной подушечкой. Над кроватью, на жердочках противомоскитная сетка. Бывалые люди предупреждали, что ею нужно пользоваться обязательно. Однако, подергав сетку со всех сторон, я так и не понял, как она опускается. Да и ни одной мошки не было. Я решил лечь спать так, без сетки, и был за это наказан: наутро встал зверски искусанным. А с вечера все было хорошо. В седьмом часу стало быстро темнеть. Я подумал, что надвигается гроза, и уже предвкушал зрелище тропического лив- f ня. Увы, это так внезапно упала тропическая ночь. Стало совсем темно. Вязкая ранняя ночь. Первая ночь в тропиках. С наступлением темноты сразу же залаяли (другого слова не подберешь) лягушки. А может быть, это квакали собаки? Чего не бывает в этих тропиках! Утром следующего дня на совещании в Главном химическом управлении было решено, что мы отправляемся работать в Ламтхао, туда, где расположен суперфосфатны й завод. Это ки ломе трах в ста двадцати от Ханоя вверх по Красной реке. Туда же должны были приехать и наши вьетнамские коллеги-проектировщики. ЗАЧЕМ УДОБРЕНИЯ В ТРОПИКАХ И снова в путь по прекрасным дорогам Вьетнама. Обычно они обсажены с двух сторон деревьями, кроны которых зачастую образуют сплошной зеленый тоннель. Во время войны такие дороги отлично маскировали передвижения вьетнамских войск от самолетов противника. Вот неподалеку показалось кряжистое дерево с фантастически толстым стволом. «Баобаб!» — сначала подумал я, но потом усомнился: вроде бы баобабы растут только в Африке. Однако переводчик Тон подтвердил, что это действительно баобаб... В самом начале пятидесятых, еще в школе, мы пели: «Может быть, по дорогам Вьетнама ты идешь, молодой партизан»... Я тогда даже не мог себе представить, какие это дороги и что через тридцать лет буду проезжать и шагать по ним вместе с бывшими бойцами вьетнамской народной армии, ныне инженерами и рабочими. Специалисты из СССР и других социалистических стран принимают во Суперфосфатный завод в Ламтхао 63
Вьетнаме участие в строительстве предприятий, гидроэлектростанций, разведке полезных ископаемых, в организации госхозов. Советский Союз оказал содействие в строительстве двухсот народнохозяйственных объектов, многие из которых стали или становятся ныне ведущими в своей отрасли. Среди них и суперфосфатный завод. Казалось бы, зачем удобрения в тропиках, где и так все растет буйно? Все верно: и солнца здесь много, ш и влаги, но такие важнейшие сельскохозяйственные культуры, как рис, кукуруза, батат, хлопок, и здесь требуют удобрений. И в тропиках почва истощается, особенно при современном интенсивном земледелии. Вот почему и вьетнамским полям необходим суперфосфат, вот почему мы оказались в Ламтхао. Здесь еще в 1959 году началось строительство крупнейшего по тем временам промышленного объекта, возводимого с помощью Советского Союза. А уже 19 августа 1962 года его пустили, и сам товарищ Хо Ши Мин присутствовал на открытии. Сейчас заводу 18 лет. Для предприятия это пора зрелости. Действительно, суперфосфатный завод в Ламтхао — зрелое, стабильное предприятие, с прекрасными кадрами руководящих работников, многие из которых побывали на стажировке в Советском Союзе. Здесь очень серьезно подходят к проблеме подготовки специалистов. Вот и сейчас, когда только началась закладка фундаментов под новые корпуса, большую группу инженеров и аппаратчиков послали учиться в нашу страну. И руководители завода дотошно выспрашивали нас, на какие именно предприятия лучше всего посылать этих людей. Завод производит суперфосфат по классической схеме. Сначала из колчедана получают серную кислоту, а затем ею разлагают апатит. Обработанная таким образом масса в течение нескольких суток дозревает до кондиции на специальном складе. Несколько слов об апатите. Его добывают на севере, в Лаокае, на самой границе с Китаем. Лаокайский апатит — богатая руда, содержащая до 35% Р205- Рудник был построен также с помощью Советского Союза. В феврале 1979 г. во врем я ки тайской агрессии рудник был разрушен, а оборудование вывезено в Китай. Теперь апатитовый рудник восстанавливается при содействии советских специалистов. Во время американской агрессии неоднократным бомбардировкам подвергался и суперфосфатный завод. Были разрушены некоторые цехи. В заводском музее нам показали осколки ракет и контейнеров от шариковых бомб, найденных после налетов. Около здания, где мы работали, сохранилось даже земляное бомбоубежище, укрепленное толстенными стволами бамбука. В моем военном детстве, помнится, рыли такие же убежища, их называли щелями... Однажды во время работы мне понадобились старые чертежи существующей части промплощадки, и я без всякой надежды зашел в заводской архив, где хранилась проектная документация. К моему удивлению, архивариус Занг, хорошо говоривший по-русски, быстро нашел то, что мне было нужно. Я спросил его: «Каким образом вам удалось сохранить эти чертежи?» «Товарищ Хо Ши Мин,— ответил он,— когда был на открытии завода, сказал, что проектную документацию нужно хранить так же бережно, как больной сохраняет свою медицинскую карту». Во время американской агрессии, когда завод бомбили, весь архив был вывезен в джунгли и спрятан там до конца войны. И вот документация сохранена полностью: все тома проектного задания и рабочие чертежи, разработанные в Советском Союзе еще четверть века назад! Рано утром 19 мая мы приехали на завод для участия в митинге, посвященном 90-летию со дня рождения Хо Ши Мина. После этого состоялась торжественная закладка фундаментов новых цехов. Мощные скреперы вспороли красноватую, цвета свежезапекшейся крови почву. Кровь! Кажется, что именно ею окрашена и эта многострадальная земля, и вода реки Хонгха. Помимо кислоты и суперфосфата на заводе в Ламтхао вырабатывают и некоторые другие продукты. Так, из шлама сернокислотного производства получают селен, идущий на изготовление выпрямителей и фотоэлементов. А огарок, получающийся после обжига колчедана, перемалывают в специальных мельницах, а затем магнитными сепараторами из него извлекают окись железа. Ее используют здесь в качестве пигмента для приготовления красок. Со временем суперфосфатный завод должен превратиться в крупный химический комбинат. Здесь намечается организовать производство термического фосфора, стиральных порошков и некоторых других продуктов бытовой химии. 64
ПЯТЬСОТ СТУПЕНЕЙ НА ГОРУ ХУНГА Провинция Виньфу, где находится Ламтхао, очень интересное место. Это историческое сердце Вьетнама. Неподалеку от завода есть гора короля Хунга, священная для вьетнамцев. Ежегодно в начале марта со всей страны сюда стекаются тысячи людей, чтобы побывать на могиле Хунга, который, по преданию, был первым правителем Древнего Вьета. Вьетнамцы чтят его как основателя единого государства. На гору ведут пятьсот ступеней. На самой вершине горы висят громадные старинные барабаны, в которые били, завидев неприятеля. На горе Хунга находятся пагоды с чешуйчатыми черепичными крышами и свисающими с них драконами. Внутри пагод стоят раскрашенные и позолоченные деревянные статуи святых и фольклорных персонажей, перед которыми курятся тростинки. Их сизый дым приятно щекочет ноздри. Под горой есть еще одна пагода, а рядом священный колодец, в который, по преданию, с горя бросился хмельной Хунг, беспечно веселившийся на пиру и прозевавший нападение вражеского войска. Мы сидели в беседке у подножья горы Хунга за круглым столом, пили из крохотных чашечек традиционный вьетнамский чай, душистый и несладкий... Шел дождь, и директор музея, улыбнувшись, заметил, что вьетнамская пословица говорит: «Дождь идет, значит гость останется надолго». ПОЛЯ ВОКРУГ ЛАМТХАО Три десятилетия войны! До сих пор не подсчитан весь ущерб, причиненный ею, до сих пор ее последствия тяжким грузом давят на экономику Вьетнама. Страна остается преимущественно аграрной: в сельском хозяйстве занято около 70% трудоспособного населения. Вьетнамцы умеют достойно переносить трудности восстановительного периода, умеют довольствоваться малым. Традиционна ориентация на рис как основной продукт питания. Ламтхао окружен рисовыми полями. Каждый раз, проезжая мимо них, мы любовались чистой тугой зеленью созревающего риса. Однако эта рисовая идиллия — только для непосвященного глаза городского жителя. Вьетнамцы говорят: «Для того чтобы вырастить горсть риса, нужно пролить пригоршню пота». И это действительно так. На рисовых полях, которые обычно находятся в низине и окружены дамбами, еще более жарко и душно, чем вокруг. Работать здесь приходится по колено в воде и грязи. Практически работы на полях ведутся все время, и урожаи снимают два-три раза в год. Но рис не вырастить без влаги. А подать ее на поля непросто. Издавна по всей стране существует сеть оросительных систем. Из каналов воду поднимают разными способами: где насосами, а где и плетеными корзинами, вручную. Полям нужно много влаги. Тот год A980-й), по здешним меркам, выдался засушливым. Вот и приходилось крестьянам качать и качать воду, черпать и черпать ее. На рисовых полях, залитых водой, мальчишки ловят руками пресноводных крабов... И еще здесь есть двухэтажные огороды. Внизу, на грядках, залитых водой, растут какие-то «водяные» овощи, а над ними, на бамбуковых жердях,— овощи «воздушные»... Особенности вьетнамского климата придают неторопливость и нашим действиям. Постепенно исчезает вечная московская спешка, но состояние умиротворенности обычно наступало лишь в редкие минуты прогулок по живописным окрестностям Ламтхао относительно прохладными вечерами после работы. Обычно мы бродили по высокой дамбе, которая защищает селения от разливов своенравной Красной реки. Нас окружала любопытная детвора и кричала: «Линсо, линсо», что значит советский. Так и шли. Впереди мы, а чуть сзади — дети. Более смелые забегали вперед и заглядывали нам в лицо. Что ж, ребята есть ребята. И среди этой, привычной для них и экзотической для нас природы именно мы были экзотическими экспонатами. Но ребятишки имели и свою корысть. Скажу сразу: они ничего не выпрашивали, ни сувениров, ни значков. Но они мечтали прикоснуться к толстому линсо (для них мы все были толстыми) или ущипнуть его. У вьетнамцев существует поверье: если дотронуться до полного человека, то часть его здоровья и благополучия перейдет и к тебе. Полнота же издавна символизировала здоровье. Вот почему Будда, столь почитаемый на Востоке, изображается невероятно тучным. Я достаю фотоаппарат и пытаюсь сфотографировать ребят, но они сразу разбегаются. И здесь опять суеверие. Многие вьетнамцы не позволяют себя фотографировать, считая, что таким образом происходит сглаз. Да и чего 3 Химия и жизнь № 6 65
хорошего можно ожидать от немигающего фиолетового ока, наставленного прямо на тебя? Мы идем по дамбе, а ьдчли вода Хонгха с красноватым отливом, зелень рисовых плантаций, дома под пальмами, бамбуковые рощицы, мальчишки, едущие верхом на буйволах... ДЕНЬ ХИМИКА В ЛАМТХАО В воскресенье 25 мая был День химика. Нас пригласили отметить это событие, отправившись вместе с работниками суперфосфатного завода в заповедные горы Там дао. Так называется один из хребтов, окаймляющий долину Красной реки. Там дао значит гри горы. Из Ламтхао они видны только в очень ясную погоду. Тогда на горизонте просматриваются три вершины, словно три острых зуба циклопической пилы. Мы уже познакомились с равнинным Вьетнамом, побывали даже у моря, а теперь вот предстояло посетить и синегорье. Мы особенно обрадовались, когда узнали, что в Тамдао есть бассейн с горной водой. Наконец-то после долгих дней духоты представлялась счастливая возможность искупаться. В Красную реку никто из нас влезть не рискнул, слишком уж мутной была там вода. В автобус набилось невероятное количество народа, но тем не менее было очень весело. По дороге, как водится, пели песни. Вьетнамские товарищи захватили с собой гитару. Очень популярна здесь наша «Песня о тревожной молодости». «Работа у нас такая, забота у нас большая»,— пели вьетнамцы. И нам понятно было, почему так близка им эта песня. •Сегодня Вьетнам молод, сегодня у него большая работа и большие заботы. Происшествия Случай в Сивучьей бухте Сентябрьский шторм разгулялся не на шутку. На отлогий песчаный берег бухты Сивучьей, что в дальневосточном заливе Петра Великого, накатывались тяжелые волны. Но погода погодой, а сотрудники отдела охраны южного участка Дальневосточного государственного морского заповедника Института биологии моря ДВНЦ АН СССР вышли в очередной обход. И среди обычных «даров» штормового моря — бутылок и бочек, досок и полиэтиленового мусора — они обнаружили выброшенных на берег осьминогов. Более 30 головоногих размером от 30—40 см до метра беспомощно лежали на стометровом участке берега. Одни еще подавали признаки жизни, другие были уже мертвы. При детальном исследовании было установлено, что ни внутренних, ни внешних повреждений у осьминогов не было. Не страдали они и от голода: желудок одного из осьминогов покрупнее оказался заполненным ракообразными. Что же случилось в водах бухты Сивучьей в эти штормовые дни? В научной литературе есть сведения о случаях массовой гибели головоногих моллюсков. Например, у некоторых видов осьминогов самки, отложившие яйца, погибают после появления молоди на свет. Но погибшие в Сивучьей бухте песчаные осьминоги приносят потомство, лишь достигнув длины не менее 70 см. Здесь же большинство составляли особи гораздо меньшего размера, еще не достигшие нужного возраста. Массовая гибель моллюсков наблюдается иногда и в тех случаях, когда резко увеличивается их численность и расплодившиеся головоногие испытывают недостаток в пище. Но ничего подобного в бухте Сивучьей не было замечено... Так и остались пока загадочными причины гибели осьминогов в сентябрьский шторм прошлого года. Этот случай записан в «Летопись природы» Морского заповедника — документ, где собираются и систематизируются все сведения о наблюдаемых здесь явлениях, об изменениях в животном и растительном мире заповедника. В. ГОРЛАЧ Из газеты «Дальневосточный ученый» 66
Технология и природа Про лодочный мотор Лет сорок назад некий инженер, соединив нехитрой передачей двухтактный двигатель внутреннего сгорания с гребным винтом, прикрепил всю конструкцию к корме прогулочной лодки. Так появился подвесной лодочный мотор, иногда сокращенно именуемый ПЛМ.Поначалу изобретение никаких тревог не вызывало. Мощность первых лодочных моторов была невелика, их было немного, а о загрязнении окружающей среды в те времена почти не задумывались. Но затем... Читатель, возможно, помнит американский короткометражный фильм, появившийся на наших экранах лет десять- пятнадцать тому назад. По-русски он назывался «Праздник на воде». Минут двадцать огромные моторки взбесившимися касатками носились по экрану, вставали на дыбы, прыгали с трамплинов, перелетая друг через друга. Рев и грохот стояли в зале необыкновенные. В нашей стране моторно-лодочный разгул так далеко не зашел. Но и у нас на Волге и на Днепре, на Оби и на тихом Дону, едва кончится ледоход и до осеннего ледостава, шумят моторы. И не только шумят. В конце семидесятых годов мы все вдруг вспомнили, что лодочный мотор, как и всякий двигатель внутреннего сгорания, отравляет воздух и воду. К тому же выяснилось, что ПЛМ помощней почему-то нередко оказываются в распоряжении браконьеров и прочих нарушителей, а сотрудники милиции и рыбнадзора чаще всего довольствуются устаревшими моделями. И вот тогда в печати появились статьи, в которых лодочный мотор представлялся едва ли не единственным источником загрязнения рек и озер. Это обвинение звучало настолько веско, что у читателя невольно возникал вопрос: а имеет ли лодочный мотор вообще право на существование? Между тем еще в 1972 году Всесоюзный научно-исследовательский институт технической эстетики провел экспертизу потребительских свойств подвесных моторов как отечественного, так и иностранного производства. Методика испытаний была согласована с Комиссией по разработке проблем охраны природных вод Академии наук СССР, возглавляемой академиком Н. Н. Семеновым. И хотя с тех пор прошло почти десятилетие, результаты этих испытаний не только не устарели, но позволяют объективно взглянуть на обвинения, выдвигаемые против ПЛМ. Загрязняют ли ПЛМ воду и воздух! Ответ однозначен: да, загрязняют. Но насколько? Как и все двигатели внутреннего сгорания, подвесные лодочные моторы работают на жидком топливе. А это значит, в их выхлопе содержатся вредные для воды и атмосферы окись и двуокись углерода, высокоактивные радикалы углеводородов, некоторые другие вещества. И все же загрязнения от лодочных моторов не идут ни в какое сравнение ни с промышленными стоками, ни тем более с утечками нефти из танкеров (мы имеем в виду не катастрофы, а самые прозаические утечки, например при погрузке, разгрузке и промывке танков), ни с загрязнениями от теплоходов, буксиров, самоходных барж. Оно и понятно — среднее время эксплуатации каждого ПЛМ невелико: например, в Северной Америке — чуть больше 90 часов в год, в странах Западной Европы — около 45 часов. У нас в средней полосе, чтобы набрать эти 45 часов, нужно с мая по октябрь каждые субботу и воскресенье «ходить на моторе» самое малое по часу. Это, конечно, не значит, что на лодочные моторы, точнее, на их долю в отравлении среды можно махнуть рукой. Тем более, что возможности для совершенствования ПЛМ есть. Испытания показали: лодочные моторы могут быть значительно «чище». Мы сравнивали и на природе, и в лабораторном бассейне экологические характеристики лодочных двигателей разных марок. И вот основной вывод: при должном качестве топливных шлангов, баков, резиновых помп и других деталей утечек топлива и масла можно избежать. Но опасны не только утечки. Главный источник загрязнения — продукты неполного сгорания топлива. Испытывая зарубежные моторы, работаю- 3* 67
щие на высокооктановом этилированном бензине, мы обнаружили в пробах воды свинец. Причем свинца было тем больше, чем мощней двигатель. А свинец, как известно, накапливается в цепи продуктов питания. Высокооктановое топливо, конечно, помогает повысить мощность двигателя. Но это, на наш взгляд, не лучший и не единственный путь совершенствования ПЛМ. У нас в стране уже давно в Москве и некоторых других городах запрещено заправлять автомобили этилированным бензином. Видимо, следует распространить этот запрет и на маломерный флот. Шумят ли ПЛМ! Несомненно, шумят! И еще как. Страдают от этого шума не только хозяева моторизованных плавсредств. Достается и тишайшим байдарочникам, и отдыхающей публике на берегу. Мы измеряли шум ПЛМ в различных режимах работы сперва в общепринятых единицах — децибелах (дБ), а затем по результатам частотного анализа рассчитывали субъективно воспринимаемую громкость шума в специальных единицах — сонах. В сонах разные шумящие объекты можно непосредственно сравнивать между собой, определяя, во сколько раз один шумней другого. Так вот, шум самых популярных в стране ПЛМ «Вихрь М» и «Нептун-23» (их мощность соответственно 25 и 23 л. с.) составил при измерении с кормового сиденья лодки до 77 дБ. Но на слух «Вихрь» громогласней «Нептуна» (соответственно 47 и 32 сон) — в шуме «Вихря М» оказались интенсивней составляющие высоких тонов, сильней раздражающие слух человека. И здесь положение не безнадежно. Выход — в акустической герметизации двигателя. Между поддоном и капотом можно проложить специальные профилированные уплотнения, снижающие вибрацию и шум, в конструкциях самих капотов — использовать материалы с высокими вибропоглощающими и звукоизолирующими свойствами, например стеклопластик или поролон. Три года назад Куйбышевский моторостроительный завод разработал две новые модели ПЛМ «Вихрь» мощностью 25 и 30 л. с. В их конструкции учтены конкретные рекомендации ВНИИТЭ: разработанный с участием художников-конструкторов капот изготовлен из современных шумопоглощающих материалов; модифицированный карбюратор и сплошной поддон сводят на нет утечки топлива; двигатель оборудован настроенной системой впуска и выпуска. Опытные модели новых «Вихрей» были экспонатами выставки «Техническая эстетика на службе качества», отмечены серебряной медалью ВДНХ 1979 года. Однако до серийного производства дело не дошло. А пора бы. Уж слишком много претензий накопилось к лодочному мотору. Наносит ли экологический урон волна от моторной лодки! Да, наносит. Везде и всегда. Конечно, скажем, на большом озере или водохранилище волна, поднятая винтом моторки, не идет ни в какое сравнение ни с обычным волнением, ни с волнами от «Ракеты» или «Метеора». Другое дело, когда моторную лодку «занесет» в заповедные места. Волны от лодки, идущей со скоростью 40 км/ч, подмывают берег, тревожат нерестилища. И никакими конструктивными ухищрениями здесь не помочь. Поэтому и в заповедных зонах, и на всех малых притоках необходимы ограничения — мощности двигателя, скорости хода, а может быть, и полный запрет движения с мотором. Опыт административного регулирования отношений человека на моторной лодке и природы уже есть — в Литве, в Астраханской области. В Литве движение на лодках с мотором по большинству озер и небольших речек запрещено. Хочешь путешествовать — берись за весла. Но если моторная лодка спущена на воду — там, где это разрешено,— она должна быть технически безупречной. Необходимы современная организация технического обслуживания ПЛМ, нужны стоянки мотолодок, служба контроля регулировки двигателя, строгий порядок на воде. У нас в стране есть еще районы, где лодка с подвесным мотором — главное, а то и единственное средство передвижения. Поэтому нам еще долго будут нужны самые разные лодочные моторы. Помощней — инспектору рыбнадзора, милиционеру. Послабей — туристу, рыболову-любителю, хотя, положа руку на сердце, следует признать, что и рыболов, и турист прекрасно обойдутся без ПЛМ — парус и весло несравненно больше отвечают требованиям, которые мы предъявляем к условиям человеческого отдыха. Кандидат технических наук В. С. ЧУКИН, ВНИИ технической эстетики 68
Полезные советы Заслон от комаров Эта заметка — для автолюбителей, которых что ни год, то больше. Для тех, кто всем видам отдыха предпочитает один-единственный: в машину — и на лоно природы. По грибы, по ягоды, на рыбалку, просто так... Но рано или поздно заканчивается даже долгий летний день, надо заботиться о ночлеге. Есть мотель поблизости или нет? А свободные в нем места? Нет, переночевать в палатке или в автомобиле — это дело верное. К тому же многим такая ночевка, без отрыва от природы, гораздо приятнее, чем гостиничное времяпрепровождение. Однако за удовольствия, как известно, приходится расплачиваться. Давным-давно поэт в числе отрицательных сторон летней жизни совершенно справедливо - назвал комаров да мух. Они и им подобные вездесущи и надоедливы : словно сговорились поджидать именно вас в каждой роще, у любой речки, возле всякого озера. И, дождавшись, они не забудут всю ночь н an ом и нать вам о своем присутствии. Хорошо, когда есть палатка с противомоскитным пологом (москит — он самый мелкий; где он не пролезет, туда комару и соваться незачем). Но как быть, если предстоит ночевка в автомобиле? Никаких пологов для автотранспорта вроде бы нет. И вот один закрывает окна кусками марли, синтетической рогожкой, даже металлической сеткой; другой набрасывает целое марлевое полотно прямо на дверь; третий придумывает еще что-то. Но все это, как правило, полумеры: или стык неплотен и насекомые быстро находят лазейку, или, напротив, защита настолько сурова, что не дает возможности поднять и опустить стекла. Между тем нет особой надобности изобретать заслон от комаров — он уже изобретен. Более того, защищен авторским свидетельством № 608670. Но после этого прошло несколько лет, а промышленность так и не начала выпускать противомоскитные сетки для «Жигулей» и «Москвичей». При том, что конструкция достаточно проста, а материалы доступны. Так не сделать ли заслон от насекомых самостоятельно? Сетка, уже смонтированная на автомобиле, показана на рисунке. Понятно, что в полном комплекте должно быть четыре сетки, по одной на каждую дверь. Впрочем, можно обойтись и двумя — если не опускать стекла на двух остальных дверях. Во всяком случае, груз невелик, и сетки в сложенном виде займут в багажнике совсем немного места. Теперь о деталях по порядку. Рамка 1 обтягивает всю дверь по периметру. Она сделана из любой достаточно прочной ткани. Это может быть сложенная и застроченная лента. В верхней части к ней пришивается сетчатое полотно 2 размером чуть больше окна (какое именно полотно — на ваше усмотрение). Оно пришито с трех сторон и снизу пока свободно. Внутри рамки проложена гибкая нить 3, например рыболовная леска диаметром 1 мм. Разумеется, ее надо уложить заранее, пока не пришито полотно. Концы лески соединены внизу, под дверью, упругим резиновым жгутом 4. На леске сделаны узлы 5, которые под действием резинового жгута прижимаются к крючкам 6 и 7. Эти крючки закреплены в нижних углах сетчатого полотна 2 и связаны между собой упругой стяжкой 8 (например, бельевой резинкой). Стяжку удобнее всего пропустить через отверстия в крючках и расположить в складке, сделанной в самом ни зу сетчатого полотна. К этой складке для лучшего уплотнения полезно пришить со стороны двери дополнительную прокладку из мягкой ткани. Вот и вся конструкция. Перед употреблением сетку прикладывают к двери с наружной стороны, рамку закладывают за отбортовку, зацепляют за отбортовку крючки 6 и 7. Леску 3 обтягивают по всей двери, при этом узлы 5 упираются в крючки, не давая рамке двигаться вверх и вниз. Как показывает опыт, аккуратно сделанная сетка прилегает к окну настолько плотно, что насекомые не могут проникнуть внутрь автомобиля. При этом устройство совершенно не мешает поднимать и опускать стекла, и приток воздуха всегда можно регулировать — по погоде и самочувствию. Остается только пожелать, чтобы и то и другое (погода и самочувствие) были хорошими. В. БУЧИН, Л. МАКСИМОВ 69
Информация Продолжение. Начало ни 53 Совещание по получению аминокислот дпя сельского хозяйства, пищевой промышленности, здравоохранения и научных исследований. Фрунзе. Научный совет АН СССР по проблеме «Научные основы получения искусственной пищи», Институт органической химии АН КиргССР G20071 Фрунзе, Ленинский просп.,267). II симпозиум «Органические соединения, меченные радиоактивными изотопами». Ленинград. Радиевый институт им. Хлопина A97022 Ленинград, ул. Рентгена, 1). Конференция «Катализ на цеолитах». Москва. Институт органической химии АН СССР, Научный совет АН СССР по катализу A17913 ГСП-1 Москва, Ленинский просп., 47). II Фрумкннский симпозиум «Современные аспекты электрохимической кинетики». Москва. Институт электрохимии АН СССР A17071 Москва, Ленинский просп., 31). Семинар «Современные методы - исследования корро- зионно - электрохимических процессов». Москва. Научно- исследовательский физико- химический институт им. Карпова A05120 Москва, ул. Обуха, 10). Конференция «Создание и применение новых ингибиторов коррозии и ингибирован- ных материалов в нефтепереработке и нефтехимии». Ки- риши. ВПО «Союзнефтеорг- синтез» Миннефтехимпрома . СССР A29832 Москва, ул. Гиляровского, 31). Совещание «Состояние и перспективы развития научных исследований в области звщиты металлов от коррозии и внедрение их результатов в производство на предприятиях медицинской промышленности». Пос. Купавна Моск. обл. Объединение «Союзмедприбор» Мин- медпрома СССР A03823 Москва Центр ГСП-3, пр. Художественного театра, 2). V совещание «Исследование и применение сплавов кремний-германий». Ташкент. Научный совет АН СССР по физико-химическим основам полупроводникового материаловедения. Институт электроники АН УзССР G00052 Ташкент, Обсерваторская ул., 85), Институт металлургии АН ГрузССР. Конференция «Вопросы проектирования, монтажа и эксплуатации систем управления и контроля в химической промышленности». Воронеж. Отдел автоматизированных систем управления Минхим- прома СССР A01851 Москва, ул. Кирова, 20). Всесоюзная научно-техническая конференция по патентной информации. Москва. Госкомитет СССР по делам изобретений и открытий, НПО «Поиск» A13035 Москва, Раушская наб., 4). Совещание «Геохимия углерода». Москва. Институт геохимии и аналитической химии АН СССР A17975 ГСП-1 Москва, Воробьевское ш., 47-а). Ill совещание по химии и технологии получения жидкого и газообразного топлива из угпя и сланцев. Звенигород. Научный совет АН СССР по проблеме «Химия ископаемого твердого топлива», Институт горючих ископаемых A17071 Москва, Ленинский просп., 29). Совещание по комплексной переработке и использованию нефтебитуминозных пород. Алма-Ата. Научный совет АН СССР по нефтехимии, Институт химии нефти и природных солей АН КазССР D80021 Алма-Ата, ул. Шевченко, 2В). Совещание «Физико-химические методы бессточной технологии переработки полезных ископаемых». Алма- Ата. Научный совет АН СССР по физико-химическим проблемам обогащения полезных ископаемых A11020 Москва, Крюковский тупик, 4), Институт металлургии и обогащения АН КазССР, Казмеха- нобр. Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР. Семинар «Новая техника и технология флотации». Прокопьевск. Технологическое управление по обогащению углей Минуглепрома СССР A21910 Москва, просп. Калинина, 23). Совещание «Использование вторичных продуктов и отходов промышленности в производстве автоклавных строительных материалов и создание безотходных технологических процессов». Москва. ЦП ВХО им. Менделеева A01000 Москва, Кривоколенный пер., 12). Совещание «Малоотходная технология и охрана окружающей среды на предприятиях медицинской промышленности». Белгород. Отдел по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов Мин- медпрома СССР A03823 Москва Центр ГСП-3, пр. Художественного театра, 2). Конференция «Защита воздушного бассейна городов от загрязнения токсическими выбросами транспортных средств». Харьков. Институт проблем машиностроения АН УССР C10002 Харьков, ул. Ольминского, 14). Совещание «Физические методы модификации химических волокон». Саратов. ЦП ВХО им. Менделеева A01000 Москва, Кривоколенный пер., 12). Семинар «Перспективы применения новых материалов в аэрозольном производстве». Рига. «Союзбытхим» Минхимпрома СССР A03045 Москва, 3-й Неглинный пер., 5)- Семинвр «Воднодисперсион- ные лакокрасочные материалы». Ленинград. «Союзкраска» Минхимпрома СССР A01851 Москва, М. Кисельный пер., 5). Совещание «Основные проблемы создания коррозионно-стойких стекпоппастико- вых изделий и высокопроизводительных процессов их производства». Северодо- нецк. «Союзстеклопластик» Минхимпрома СССР A08004 Москва, Ульяновская ул., 49). Всесоюзная конференция молодых ученых «Проблемы химической технологии, стру- ктурообразования и свойств современных строительных материалов». Киев. Совет молодых ученых Минстроймате- риалов СССР, Государственный научно-исследовательский институт строительных материалов и изделий B52655 ГСП, Киев 80 Кон- стантиновская ул., 68). Ill конференция молодых исследователей и конструкторов химического машиностроения. Краснодар ЛенНИИ- химмаш A93167 Ленинград, ул. Александра Невского, 9). 70
V симпозиум по синтетическим полимерам медицинского назначения. Рига. Институт механики полимеров АН ЛатССР, Научный совет ГКНТ по проблеме «Синтетические полимеры медицинского назначения» A17049 Москва, Ленинский просп., 8), Научный совет АН СССР по высокомолекулярным соединениям. Конференция «Состояние и перспективы научно-исспедо- ватепьских работ по созданию синтетических лекарственных средств». Москва. ЦБНТИмедпром A23317 Москва, ул. Антонова-Овсеенко, 13). Всесоюзный научно-исследовательский химико-фармацевтический институт. Конференция «Актуальные проблемы оценки фармакологи че ской активности хи- мических соединений». Ногинск. Научно-исследовательский институт по биологическим испытаниям химических соединений/ ТУ Мин- медпрома СССР. A03823 Москва Центр ГСП-3, пр. Художественного театра, 2). II конференция по биоповреждениям. Горький. Научный совет АН СССР по биоповреждениям, Горьков- ский университет F03600 Горький, просп. Гагарина, 23). Симпозиум «Современные направления медицинской дезинсекции и дератизации». Москва. Всесоюзный институт дезинфекции и стерилизации Минздрава СССР A17246 Москва, Научный пр., 18). IV конференция по проблемам микроэлементов в биологии. Кишинев. Институт физиологии и биохимии растений АН МССР B77028 Кишинев, Академическая ул., 1), Ботанический сад АН МССР, Научный совет АН СССР по проблемам микроэлементов в биологии. Совещание «Клеточная репродукция: сравнительные аспекты и механизмы регуляции». Ленинград. Научный совет АН СССР по проблемам цитологии, Институт цитологии АН СССР A90121 Ленинград, пр. Маклина, 32). Совещание «Фракционирование крови». Москва. Главное управление лечебно-профилактической помощи Минздрава СССР, ЦНИИ гематологии и переливания крови A25167 Москва, Ново-Зыков- ский пр., 4-а). II конференция «Физиология развития человека». Москва. НИИ физиологии детей и подростков АПН СССР A19117 Москва, Погодинская ул., 8). Конференция «Адаптация человека к различным географическим, климатическим и производственным условиям». Ашхабад. Главное управление лечебно-профилактической помощи Минздрава СССР, НИИ физиологии и экспериментальной патологии аридной зоны АН Туркм. ССР (Ашхабад, ул. Островского, 30). Симпозиум «Новые отечественные препараты, применяемые в психиатрии и наркологии, и теоретические основы их разработки». Краснодар. Управление по внедрению новых лекарственных средств и медицинской техники Минздрава СССР, Институт фармакологии АМН СССР A25315 Москва, Балтийская ул., 8). Конференция «Актуальные вопросы гигиены питания». Тбилиси. Главное санитарно- эпидемиологическое управление Минздрава СССР, Ин- ститу питания АМН СССР A09240 Москва, Устьинский пр., 2/14). Конференция «Технические средства изучения и освоения океана». Севастополь. Севастопольский приборостроительный институт C35000 Севастополь, ул. Гоголя, 14). Конференция «Проблемы и пути развития методов наблюдений за влагообеспечен- ностью посевов». Черкассы. ВНИИ сельскохозяйственной метеорологии B42020 Обнинск Калужской обл., ул. Королева, 6). Конференция по регуляторам роста и развития растений. Москва. Институт физиологии растений АН СССР A27106 Москва, Ботаническая, 35). Совещание «Важнейшие проблемы увеличения производства растительного белка и развитие научных исследований в этой области». Краснодар. Главное управление сельскохозяйственной науки и пропаганды, Главное управление кормов, лугов и пастбищ Минсельхоза СССР, ВАСХНИЛ A07814 ГСП Москва, Б. Харитоньевский, 21). Симпозиум «Физикохимия крахмала и крахмалопродук- тов». Москва. ЦП НТО пищевой промышленности A03031 Москва, Кузнецкий мост, 19). Семинар «Переработка, утилизация и обезвреживание отходов пищевой промышленности». Волгоград. ЦП НТО пищевой промышленности A03031 Москва, Кузнецкий мост, 19). Конференция «Основные направления рационального использования обезжиренного молока, пахты и сыворотки». Ставрополь. ЦП НТО пищевой промышленности A03031 Москва, Кузнецкий мост, 19). Совещание «Адаптация древесных растений к экстремальным условиям среды». Петрозаводск. Институт леса Карельского филиала АН СССР A85610 Петрозаводск, Пушкинская ул., 11), Всесоюзное ботаническое общество АН СССР. IV съезд Всесоюзного гидробиологического общества. Киев. Институт гидробиологии АН УССР B52003 Киев, Владимирская ул., 44), Всесоюзное гидробиологическое общество АН СССР. II Всесоюзное совещание «Биология и биотехника разведения сиговых рыб». Петрозаводск. СеврыбНИИпро- ект A86650 Петрозаводск, наб. Варкауса, 3). Совещание «Биосферные заповедники». Пущи но Моск. обл. Научный совет АН СССР по проблемам биогеоцено- логии и охраны природы A17312 Москва, ул. Ферсмана, 13), Советский национальный комитет по программе ЮНЕСКО «Человек и биосфера», Госкомгидромет СССР, Минсельхоз СССР. II совещание по охране природы. Москва, Московский филиал Географического общества СССР A03012 Москва, ул. 25 Октября, 81), Институт водных проблем АН СССР. Конференция «Охрана редких видов животных». Москва. Главное управление по охране природы, заповедникам, лесному и охотничьему хозяйству Минсельхоза СССР A07139 Москва, Орликов пер.. 1/11). Сроки и места проведения научных встреч могут быть изменены. Подробную информацию можно получить в оргкомитетах, адреса которых указаны в скобках. 71
КЛУ^ ЮНЫЙ химик Самая тонкая технология 3000 градусов! Кто больше? Куда девались динозавры? ХИМИЧЕСКИЕ ПРОФЕССИИ Самая тонкая технология Кончаются экзамены, вручаются аттестаты зрелости — и вчерашние школьники берутся за справочники: куда идти дальше? Выбор у них богатый, но юных химиков — людей, уже определивших свои интересы, из учебных заведений, естественно, влекут только те, где учат химии. Одни больше тяготеют к «чистой» науке, другие мечтают стать командирами производства. Но все ли знают, что истинно грамотный химик немыслим как без глубокого знания теории, так и, одновременно, без серьезной подготовки в области современной технологии? Сможет ли довести свое открытие до внедрения в народное хозяйство ученый, понятия не имеющий о работе завода? И с другой стороны, много ли толка на производстве от мастера или инженера, который слабо разбирается в сути процессов, происходящих в недрах аппаратов его родного цеха? Нет, всерьез называть себя химиком может только тот, кто получил гармоничную, всестороннюю подготовку. И именно такую подготовку дает студентам наш МИТХТ — Московский институт тонкой химической технологии имени М. В. Ломоносова. На четырех его факультетах сейчас обучаются свыше 4000 человек, из них 3000 — на трех дневных факультетах. Самый большой — факультет органического синтеза и синтеза полимеров. Трудно сказать, какая из четырех специальностей, которые может выбрать его питомец, наиболее актуальна. Возьмем, к примеру, технологию основного органического и нефтехимического синтеза. Кто не слышал об энергетической проблеме, одно из острейших проблем современности? И можно ли ее решить без: химии и технологии искусственного жидкого топлива; химии и технологии металлокомплекс- ного катализа; автоматизированного проектирования химических производств? А именно таковы специализации в рамках этой, первой специальности факультета. Другие специальности: химическая технология синтетического каучука, технология пластических масс со специализацией «синтез элементоорганических и неорганических полимеров» (это на «органическом»-™ факультете! Но что поделаешь, грани между органической и неорганической химией понемногу стираются) и, наконец, химическая технология биологически активных соединений. Специализация в рамках последней — тоже самая современная: биоорганическая химия. Для тех, кому ближе неорганическая химия, можно порекомендовать факультет химии и технологии редких элементов и материалов электронной техники. Современное машиностроение и энергетика, авиация и космос, электроника и кибернетика требуют создания материалов с заранее заданными свойствами: с высочайшей жаропрочностью и твердостью, с ранее невиданными электрическими магнитными, оптическими и тепло- физическими свойствами. Не буду пере- 72 Кл- : ■ 1й г"
*o' #» ч числять все специализации внутри главных специальностей этого факультета — назову лишь две из них: космическая технология и технология полупроводниковых материалов. Кто скажет, что это малопривлекательно? Третий факультет — химии и технологии переработки полимеров — готовит специалистов по переработке эластомеров, а также пластмасс. А кто не знает, что по объему производства и важности для народного хозяйства эти материалы уже сейчас сравнялись с металлами? Внутри каждой из этих специальностей есть специализации: химия и физика полимеров; технология изготовления изделий из полимеров, а также расчеты и конструирование изделий из полимеров. Тем, кто хочет сочетать обучение с работой на производстве, можно порекомендовать наш вечерний факультет. Не буду повторять перечень специальностей — он, в несколько сокращенном варианте, повторяет тот, что относится к дневным факультетам. Столь многообразные профессии требуют и многообразных лабораторий, и самого современного оборудования — все это уже с трудом помещается в нашем старом здании на Малой Пироговской улице, дом 1, и поэтому для нашего института строится новый, современный комплекс зданий. Его проект можно увидеть на фотографии. На сегодняшний день готовы примерно три «ступеньки» корпусов, похожих на лесенки,— но высотные корпуса общежитий, которые на фотографии не показаны, уже готовы и ждут гостей. Сами видите, как много интересных и сложных специальностей дает выпускникам наш институт. Но мы, его профессора и преподаватели, знаем: самая тонкая и самая важная технология — это воспитание молодежи, воспитание не боящихся никакого труда, всесторонне подготовленных специалистов. Недавно МИТХТ отпраздновал свое 50-летие, и, подводя итоги своей работы, мы подсчитали: кандидатом наук стал каждый десятый наш выпускник; 130 человек стали докторами, а 11 — академиками и членами-корреспондентами АН СССР. Четырнадцать наших выпускников удостоены Ленинских и Государственных премий. Как видите, итоги неплохие, и самой тонкой технологией наш коллектив владеет в полной мере. Много давая своим питомцам, институт предъявляет к ним и немалые требования, которые начинаются с приемных экзаменов. Многолетний опыт показывает, что часто повторяются одни и те же ошибки и огрехи. Поэтому, пока еще есть время их исправить, перечислю наиболее типичные. Главный экзамен для наших абитуриентов— это, естественно, химия. Досадные для любого химика, но, увы, чаще всего попадающиеся ошибки — это ошибки в подборе коэффициентов для уравнений химических реакций. Ими грешат 45% абитуриентов. 40% ошибаются в формулах оксидов или солей, 38% — в уравнениях окислительно-восстановительных реакций. Можно перечислить и темы школьного курса, которые обычно усваиваются слабее других: «Химическое равновесие», «Хром и его соединения», «Жесткость воды и способы ее устранения», «Скорость химических реакций», «Понятие о катализе», «Гидро- b -у6 L Jhl]m химик 73
лиз». Многих подводит решение задач. 20% экзаменующихся не доводят решение до конца; столько же падают жертвой химических ошибок, а 10%—увы, математических, хотя расчеты, нужные для этих задач, как правило, очень просты. Кстати, о математике. Если задачи с тригонометрическими уравнениями, на вычисление площадей и на нахождение наибольшего или наименьшего значения успешно одолевают 45—50% абитуриентов, то логарифмические неравенства и комбинированные задачи осиливают без ошибок лишь 9%. Жалуются экзаменаторы и на недостаточное понимание вчерашними школьниками основных тригонометрических тождеств, неумение находить, например, arc cos ( —). Многим оказываются не по силам задачи о векторах или о вычислении пределов. Но вернемся к химии. Большинство ошибок по такой важнейшей ее части, как органическая химия, приходится на разделы, касающиеся непредельных и ароматических углеводородов. А ведь соединения этих классов — основа органического синтеза! Многие абитуриенты имеют поверхностное представление о донорно-акцепторных связях, да и о химической связи вообще. Даже на такой азбуке профессионального языка химиков, как номенклатура соединений, спотыкается 41% испытуемых. Не все безупречно и с физикой. Решая задачи по механике, некоторые ребята затрудняются с применением 11 закона Ньютона. Даже старинный закон Архимеда вызывает заминки: далеко не каждый абитуриент четко понимает природу выталкивающей силы. Понятно, что каждый, кому предстоит работать в цехе или в лаборатории, должен уметь обращаться с электрическими приборами. А справится ли с ними гот, кто слабо знает электродинамику? Между тем экзаменаторов нередко огорчают ответы на вопросы об электромагнитной индукции, о силе Лоренца и даже о принципах работы трансформатора или лампового генератора. Пока есть время, советую абитуриентам приналечь и на оптику. Законы преломления и отражения света зачастую оказываются усвоенными формально, и это приводит к ошибкам в построении изображений в сферических зеркалах или линзах. Может ли избежать конфуза на любой работе человек, плохо владеющий родным языком? Думаю, что нет. Поэтому сочинение для будущего химика — это вовсе не формальность, а важная проверка его культурного уровня и зрелости мышления. К сожалению, многие сочинения шаблонны, мало кому удается показать свой, нестандартный подход к материалу. Во многих работах тревожит бедность языка, слабость логики. Ну и, конечно,— ошибки. Орфографические: путаница с частицами «не» и «ни», многострадальные суффиксы «н» и «нн» в отглагольных формах, слитно-раздельное написание союзов, частиц, наречных выражений. Стилистические: у многих хромают точность употребления слов, согласование при собирательных существительных, предложное управление. Пунктуационные: знаки при союзе «как», в бессоюзном сложном предложении. Нельзя не сказать и об оформлении работ. Как сочинения, так и те разделы ответов на устных экзаменах, где приходится писать на доске, нередко отличаются неряшливостью, неразборчивостью. Во-первых, это приводит к путанице и нередко мешает по достоинству оценить знания человека. А во-вторых, умение четко, грамотно записать свою мысль — один из важнейших признаков культурного человека. Педагоги, принимающие экзамены, знают, что зачастую неточные ответы объясняются ие незнанием, а психологической неустойчивостью, растерянностью, страхом. Это учитывается предметными комиссиями: экзамены у нас всегда проводятся в атмосфере доброжелательности, спокойствия. Не бойтесь экзаменаторов — они желают вам добра! В заключение хочется пожелать абитуриентам 1981 года успешно выдержать конкурсные экзамены и стать студентами. Успехов вам, дорогие друзья! Профессор С. С. КИПАРИСОВ, ректор МИТХТ им. М. В. Ломоносова ЛОВКОСТЬ РУК. 3000 градусов! Кто больше? Год назад в нашем журнале рассказывалось, как сделать печь, дающую температуру до 1000° С (заметка А. Клочкова «Тигельная печь за 70 копеек», 1980, № 4). А десятиклассник из Свердловска А. Парфентьев этот показатель перекрыл сразу втрое. Сделанная им дуговая печь, которая, как он пишет, работает уже два года, обеспечивает нагрев, достаточный для плавления большин- 74 Клуб Юный химик
ства металлов, для получения карбида кальция и для других высокотемпературных процессов. Сейчас каникулы, и не все юные химики занимаются опытами. Тем не менее описание дуговой печн мы публикуем именно летом, потому что одна из стадий ее изготовления — сушка на солнце. Вот что пишет А. Пар- фентьев. Сначала нужно приготовить шесть керамических плиток 10X10 см. Две из них — расколоть так, чтобы получились прямоугольники 2,5Х Ю и 7,5Х10 см. После этого слепите из влажной красной глины полый куб без верхней грани. Внутренний размер куба тоже 10 X10f а толщина стенок — 2—3 см. Не высушивая, облицуйте куб изнутри приготовленными плитками, а в двух боковых гранях, расположенных друг против друга (на них-то и идут расколотые плитки), проделайте по отверстию для электродов диаметром 8— 9 мм. Отверстия, понятно, должны попадать в просветы между осколками плиток (рис. 1). Такая печь работала у меня хорошо, но все же иногда плитки трескались. Поэтому позднее я заменил плитки листовым асбестом. В нем, кстати, и отверстия проделывать легче. Итак, куб облицован изнутри плитками или асбестом — кому что доступнее. После этого его нужно хорошенько просушить на солнце, а пока он сушится, можно заняться электрическим хозяйством. Чтобы избежать короткого замыкания, надо включить в схему последовательно с одним из электродов какое-нибудь сопротивление. Лучше металличесиал рукоятка глиилиый корпус■ асбестовая прохладна элеитрод 1 всего взять жаропрочный резистор на 50 Ом ( в процессе работы его придется охлаждать проточной водой — уж больно много тепла выделяется на нем при включенной дуге). Значит, нужно предусмотреть сосуд, в котором он будет помещаться. Все контакты следует тщательно обмотать несколькими слоями изоляционной ленты; те из них, с которыми может соприкасаться вода, защитить плотно надетыми отрезками резинового шланга. Ни в коем случае не прикасаться к проводам или к сосуду с водой при работе печи! Если резистора нет, то можно использовать кусок нихромовой спирали от старой электроплитки, примерно половину или треть. И тоже предусмотреть изоляцию и охлаждение. Кроме этого, понадобятся угольные стержни из отслуживших свой век круглых батареек. К двум стержням крепко прикрутите по медному или алюминиевому проводу — так получатся электроды. Чтобы они служили дольше, можно их удлинить, составив каждый из двух стержней так, как показано' на рис. 2. Соединительную трубку, надеваемую на слегка заточенные концы стержней, можно свернуть из жести — она упруга и, будучи вставлена в отверстие печи, подожмет стержни. Еще один угольный стержень пойдет на изготовление запала. Плотно примотайте его изоляционной лентой под углом к деревянной палочке длиной 15—20 см. Вот, пожалуй, и все готово. Включите воду, охлаждающую резистор. Просуньте электроды поглубже в отверстия — расстояние между их концами должно быть не более 1 —2 см, но прикасаться друг к другу электроды не должны. Клуб Юный химик 75
сноба.иэготовиенная из листа асбеста \ / Ж Л-П Вот теперь можно включить схему в сеть и осторожно прикоснуться запалом к электродам. Вспыхнет дуга. (Внимание! Еще раз напоминаю: все провода и контакты должны быть тщательно изолированы; печь следует поставить на огнестойкую подставку вдали от горючих предметов. Смотреть на дугу без темных очков нельзя!) Запал вынимается из печи, после чего можно поместить в нее керамический тигель с металлом или смесью реагентов для задуманиого опыта. Тигель с помощью щипцов устанавливается на подставке из выгнутого листа асбеста (рис. 3). Печь надо закрыть крышкой из глины, как показано на рисунке, или хотя бы керамической плиткой. Особенно это важно при плавлении железа, которое вообще требует особой осторожности, так как этот металл разбрасывает множество раскаленных искр. Тигель можно помещать и прямо на дно печи, под дугой, но при этом нагрев его будет несколько слабее. Электроды обычно выгорают за 4—5 минут, но дл я большинства опытов этого времени вполне достаточно. ДЕТСКИЕ ВОПРОСЫ Куда девались динозавры? Наверное, они ужасно гордились своим величием. И было чем: никогда — ни до, ни после динозавров — не ступала на нашу планету нога, а вернее, лапа такой громадины. Впрочем, может быть, и не до чванства им было — недосуг, надо круглые сутки жевать, чтобы прокормить свои необъятные туши. Да и по суше самые дюжие из них — бронтозавры, диплодоки, достигавшие 20, а то и 25-метровой длины, пожалуй, разгуливали редко. При стотонном весе это тяжеленько, по мелководью, по болотцу спокойнее, там туша легчает и не так давит иа лапы. Всем нам с детства памятен зверь тяни толкай: одиа голова впереди, другая сзади. Этот зверь сказочный — а вот бронтозавры и в самом деле имели по два мозга. Второй, помещавшийся в задней части тела, помогал управлять ее движениями: до головного уж больно далеко. Пока нервный сигнал добежит туда и обратно— много времени уйдет. Жизнь у этих рекордных громадии была, пожалуй, не сахар. И если хватало в двух ящерииых мозгах ума, чтобы роптать на горькую судьбину, то, наверное, именно иа это и тратили великаны все свое свободное время. А потом снова принимались жевать. Жизнь на суше была еще молода и совсем неопытна. Три миллиарда лет копила она силы в море — и только после этого, пятьсот-шестьсот миллионов лет назад, пустилась завоевывать материки. И казалось, видимо, завоевателям, что чем больше они вымахают ростом, тем лучше. Вот и вырастал папоротник (в наше время его едва из-под куста увидишь) 76
размером с добрую сосну; вот и летали стрекозы полутораметрового роста. Ну а рептилии — пресмыкающиеся побили все сухопутные рекорды и той эпохи, и всех последующих. Жили они, не тужили — а потом вымерли. Что же с ними стряслось? А вот что. Оказалось, что из-за непобедимости этих великанов их эволюция заехала в тупик. Так их и называют — тупиковая ветвь эволюции. А из тупика не выйдешь — его можно только объехать. Гигантские ящеры еще сотрясали воздух оглушительным ревом, еще проливали во время битв целые моря крови, а на первое место незаметно выходили существа размером поскромнее, зато более гибкие, более смекалистые. Одолеть ящеров в драке они, конечно, не могли, но зато умели от иих ловко удирать, умели выживать в условиях, к которым прожорливые гиганты приспособиться не могли; умели, наконец, искусно воровать громадные и, наверное, очень вкусные ящер иные яйца, отчего рождались на свет гиганты все реже. Ученые до сих пор спорят, почему вымерли динозавры, кто их победил. Одну- единствеиную причину указать тут трудно, но суть дела ясна: сама жизнь их победила, проехала мимо — и все тут. Да и как было не проехать! Ведь при всей своей неуязвимости великаны были, в сущности, очень ранимы. Давайте, например, посчитаем, какая территория требовалась каждому из них для прокорма. Растительноядному животному — а ни бронтозавры, ни диплодоки хищниками не были — на десять дней требуется примерно столько же корма, сколько весит сам зверь. С другой стороны, даже в тропическом лесу гектар почвы обеспечивает в год не более 15 тонн прироста зеленой массы. Но даже такое незатейливое существо, как ящер, пожирает не все подряд, а лишь строго определенные виды растений — не более 5% общего прироста, или 0,75 тонны с гектара в год. Стало быть, чудовище весом в сто тонн, пожирающее в день до 10 тони корма C650 тонн в год), должно объедать громадную площадь в 4867 га, или круглым счетом 50 км2. Наш подсчет, конечно, очень приблизительный, и ошиблись мы скорее всего в сторону уменьшения: индийский слон, существо против бронтозавра мелкое, требует для прокорма 30 км джунглей. Настоящему ящеру, видимо, нужны были несколько сот квадратных километров, и иа территории такой крупной державы, как Франция, их могло проживать не более двух-трех тысЛч. Ну а страна поменьше, вроде Люксембурга, прокормила бы максимум десяток таких обжор. А теперь представьте себе, что урожайность привычных для ящеров растений упала, или что высохли какие-то любимые его болотца, или случилась какая- то еще неприятность, на которые природа так горазда. Кормовая территория, нужная для беззаботной жизни, сразу возрастет еще в несколько раз, и зверь начнет либо подрывать собственную пищевую базу, выедая больше растений, чем их за то же время прирастает, либо останется один на такой громадной территории, что найти себе пару и продлить свой непобедимый род уже не сможет. Вот и еще одна возможная причина вымирания: экологическая уязвимость. Теперь вы понимаете, почему великаны оказались тупиковой ветвью эволюции. И почему они тем не менее принесли всем нам пользу. В дальнейшем жизнь стала, так сказать, более опытной и ставку на одних только гигантов уже ие делала. Например, когда появились предки людей, австралопитеки, то одна из их разновидностей тоже получилась рослой, массивной и вроде бы непобедимой. Но параллельно развивалась другая — помельче, зато попроворнее. Орудия из камня «человек искусный» (так назвали последнюю разновидность археологи) делал куда лучше, чем его могучий, но неповоротливый сородич. И надо ли объяснять, что все мы — потомки искусных, а не массивных, которые тоже оказались тупиковой ветвью. Эра динозавров тянулась целых двести миллионов лет. Выбор между «человеком искусным» и «австралопитеком массивным» природа сделала за один-другой миллион. Вот как многому она научилась на примере непобедимых ящеров! В. ИНОХОДЦЕВ 77
'С> *Ъ*А* 1 * С J / // ^ «...Я иду на химический, не имея никакого призвания, и хочу работать лишь по электротехнике» — такими, на сегодняшний взгляд курьезными, словами кончается заявление, написанное почти 60 лет назад 17-летним абитуриентом Кнунянцем при поступлении в МВТУ (полный текст можно прочесть на фотокопии)J И кто знает, может быть, и в самом деле перешел 'бы он на электротехнический факультет, если бы не встреча с академиком А. Е. Чичибабиным, заведовавшим в МВТУ кафедрой органической химии. Алексей Евгеньевич Чичибабин (в этом году исполнилось 110 лет со дня его рождении я), известный советский химик, автор учебника, по которому и сегодня обучаются тысячи студентов, был наставником многих крупных ученых, в том числе и создателя отечественной химии фторорганических соединений. Героя Социалистического Труда, лауреата Ленинской и трех Государственных премий академика Ивана Людвиговича Кнунянца. Учителем самого Чичибабина был Марковников, учителем Марковникова — Бутлеров. Не такой уж длинной оказывается цепочка преемственности, протянувшаяся от создателя теории строения органических соединений до нашего современника академика Кнунянца. ' 4 июня этого года Ивану Людвиговичу исполняется 75 лет. Редколлегия и редакция ««Химии и жизни» поздравляют замечательного ученого с юбилеем и публикуют. его воспоминания о годах учения у Чичибабина. Страницы истории Многие из нас, старых бауманцев, на воп- "~ pocf где мы учились, отвечают коротко: у Коровьего брода. Это колоритное старомосковское название, пожалуй, только Лаборатория у Коровьего брода потому и помнят, что когда-то оно относилось к месту, где стоит наше славное училище. В МВТУ я поступил в 1923 году. Тогда еще полагалось платить за обучение, покупать форменную тужурку и фуражку. Деньги на все сразу мне наскрести было Академик трудно, и я обратился с прошением, что- И. Л. КНУНЯНЦ бы от платы за ученье меня освободили. 78
Академик И. Л. Кнунянц Тут я и встретился с деканом химического факультета профессором Чичибаби- ным. Это уже позднее химический факультет выделился в отдельное учебное заведение и готовить химиков в МВТУ перестали, а тогда на химфаке преподавали такие именитые ученые, как Н. А. Шилов, В. Н. Ипатьев, В. М. Родионов, П. П. Шорыгин. Канцелярия факультета, впрочем, была, на взгляд современного администратора, несолидной. Кроме самого декана, работала там делопроизводитель Цурикова, да были еще, помню, машинистка и рассыльный. Мое прошение было принято с полным пониманием: Алексею Евгеньевичу самому довелось в студенческие годы перебиваться с хлеба на квас, а жить в знаменитой, Гиляровским описанной «Ляпинке». Так что, хотя финансовыми делами деканат и не распоряжался, со стороны декана было мне оказано полное содействие и от платы за обучение я был освобожден. Потом я стал слушателем его лекций. Лектором Чичибабин был весьма своеобразным. На первых лекциях набиралось полным-полно народа, но где-то к середине курса публика заметно редела. Действовал своего рода естественный отбор. Алексей Евгеньевич нисколько не заботился об ораторских красотах, быстро стирал с доски формулы — редко кто Академик А. Е. Чичибабин успевал их списать — и так густо насыщал свой рассказ сведениями, а также идеями, нередко возникавшими у него прямо по ходу изложения, что выдержать такое мог только слушатель, искренне влюбленный в химию. Поэтому к концу курса нас осталось то ли восемь, то ли девять. И именно нас профессор экзаменовал дольше всех. Знаете, сколько длился чичибабинский экзамен? Три, а то и четыре дня! Нужно было явиться в лабораторию, где Алексей Евгеньевич, не отрываясь от опытов (он всегда делал их своими руками), вначале задавал студенту несколько вопросов из первых глав курса. Если дело шло хорошо, он приглашал на завтра и продолжал спрашивать по следующим главам. И так — всю органическую химию до конца. Вспоминая о своем ученье, я думаю, что и эти, казалось бы, сумбурные лекции, и эти многодневные экзамены слагались в довольно эффективную систему, с помощью которой Алексей Евгеньевич добивался самого главного, на что должно быть нацелено преподавание. Он развивал у учеников самостоятельное химическое мышление, ориентируясь не на отстающих, не на равнодушных, а на увлеченных, преданных. Вообще учили тогда хорошо, без спешки. Срок обучения не был ограничен так строго, как теперь, а на дипломную рабо- 79
ту время и вовсе не лимитировалось. Когда дело доходило до дипломной, Чичибабин прежде всего спрашивал, над какой темой хотел бы работать сам ученик. И никогда не препятствовал даже самым фантастическим затеям. Спросил он и меня. А я, надо сказать, тогда предполагал специализироваться в химии и технологии нефти. Вот и придумал тему: исследование пиролиза нефти в присутствии аммиака. Не будут ли при этом получаться амины? Чичибабин не возражал, и я взялся за дело с понятным энтузиазмом. Но скоро выяснилось, что никаких аминов из нефти не сделать. Тогда Алексей Евгеньевич предложил мнв другую тему. . f ч г Прежде чем рассказать о ней, нужно вспомнить, что Чичибабин был химиком необычайно широкого кругозора. Его классические работы посвящены химии гетероциклов. А наряду с этим он был автором изящных исследований свободных радикалов, универсального метода синтеза альдегидов; он разрабатывал способы получения красителей, алкалоидов, душистых веществ; изучал кислоты, выделяемые из нефти; развивал своеобразный вариант теории строения, который в свете современных данных вовсе не кажется наивным. Конечно, в двух словах роль Чичи- бабина в создании современной химии охарактеризовать трудно, список его трудов — это 346 публикаций, хотя работал он, напоминаю, в основном своими руками. Но если искать в его работах главное, то это, пожалуй индивидуальность. И по замыслу, и по постановке эксперимента чичибаби некую работу всегда узнаешь, не глядя на титульный лист. Так вот, вторую тему для моей дипломной работы он придумал весьма фундаментальную. Как известно, молекулы ароматических углеводородов содержат кольца, в которых чередуются ординарные и двойные связи. Еще в начале нашего века знаменитый немецкий химик Р. Виль ш те ттер до казал, что это условие — необходимое, но не достаточное. Он синтезировал циклооктатетраен — циклический углеводород, в котором связи тоже чередуются, но атомов углерода в цикле не шесть, как в бензоле, а восемь. И установил, что никаких признаков ароматичности у этого соединения нет. Оно мало устойчиво, легко окисляется, осмоляется и т. д. А Алексей Евгеньевич предложил мне изучить тот же циклооктатетраен, но сконденсированный с двумя бензольными кольцами. Эти кольца, говорил он, могут сделать молекулу плоской и, кто знает, не окажется ли такой углеводород ароматическим. Придумал он и красивый способ синтеза. Нечего говорить о том, что никаких исходных соединений для синтеза не было, и я начал их нарабатывать. Наработав, сделал все как предполагалось, и реакция получилась даже успешнее, чем мы надеялись: две стадии синтеза прошли сразу, когда я предполагал осуществить лишь первую. Но выделить в чистом виде нужное вещество не удалось. Это теперь есть у нас и хроматография, и разнообразные методы спектроскопии. А тогда манипулировали одной перегонкой, да еще рефракцию определяли. В общем, не удалось мнв выделить нужный углеводород, как я ни старался. Кстати, интересно бы повторить эту работу теперь, с современным оборудованием. J Ну а тогда пришлось взяться за третью тему. На этот раз Алексей Евгеньевич поручил заняться производными своего «вещества номер один» — альфа-амино- пиридина, получаемого с помощью реакции, во всех учебниках именуемой реакцией Чичибабина. Я синтезировал альфа- диметиламинопиридин и стал разрабатывать его реакции, сравнивая их с реакциями диметиланилина. Тут уж дело пошло на лад, получилось немало интересного. Синтезированы были, в частности, производные дипиридилметана, впоследствии использованные мною для получения новых красителей. Написали мы с Чичибаби ным статью и послали ее в «Berichte»— это и была моя первая публикация. А потом защитил дипломную работу. Сколько я ее делал? Около года. После этого Чичибабин предложил мне остаться у него ассистентом. Как раз тогда, в 1928 году, его избрали академиком. Это нисколько не отразилось на укладе его жизни. Каждый день Алексей Евгеньевич приходил в лабораторию ровно в девять утра, надевал свой белый халат и обходил всех сотрудников. Вопрос каждому задавался один и тот же: что у вас нового? Новое, сами понимаете, появлялось не каждый день. Но если у кого-то новостей не было три-четыре дня подряд, то Чичибабин к такому человеку подходить переставал. И не было в лаборатории у Коровьего брода наказания страшнее. Я нередко рассказываю эту историю своим сотрудникам, а сам гадаю: вот не буду подходить к кому-нибудь из них неделю-другую — заметит ли он, забеспокоится ли? Алексея Евгеньевича, видимо, тоже занимали похожие вопросы, но вида он не подавал. Он хорошо умел соблюдать наружную суровость, которая, видимо, давалась ему не без труда, потому что на самом деле он был человеком 80
безусловно добрым. Мы, конечно, догадывались об этом, особенно когда приходили к нему в гости (Алексей Евгеньевич и его жена Вера Владимировна очень любили собирать у себя молодежь). Поэтому вдвойне переживал тот, кого учитель все же подвергал бойкоту. Одним из первых дел, порученных мне в качестве ассистента, было наладить элементный микроанализ по Преглю и делать этот анализ для сотрудников лаборатории. Затея эта была новой и непривычной. Не только потому, что микроанализ был изобретением сравнительно недавним, но и потому, что странно было химикам отдавать свои вещества в чужие руки. Ведь анализы испокон века каждый делал сам. Я помню еще привычку Алексея Евгеньевича после завершения анализа высасывать газ из трубки ртом, чтобы быстро освободить ее от кислорода и приступить к сожжению следующей навески. Так вот, при анализе по Преглю такие вольности уже не проходили, требовалась предельная аккуратность, и мне пришлось стать педантом. Я до сих пор благодарен Чичибабину за то, что он поручил мне это занятие, которое молодым химикам нередко кажется изнурительным и унылым: аналитическая выучка мне потом ох как пригодилась! Поначалу, когда я делал анализы для Чичибабина или для Шорыгина, заказчик обычно сидел около моего прибора,-не спуская с него глаз: и посмотреть новинку было интересно, и результаты узнать не терпелось. Еще, помню, Чичибабин поручал ассистентам подбирать кое-какой вспомогательный материал для своего учебника— он как раз тогда его заканчивал. Не думаю, чтобы наша добыча была для негр так уж незаменима, но старались мы как могли. Учебник потом переиздавался многократно — он и до сих пор остается непревзойденным с методической точки зрения. Правда, первое послевоенное издание, вышедшее под редакцией профессора П. Г. Сергеева, было испорчено вставленной в него совершенно чуждой Чичибабину дикетопиперазиновой теорией происхождения белков. Она, помимо прочего, сильно портила стройность изложения. Но в последующих изданиях, к счастью, этой теории уже не было. Думаю, что, поручая молодежи собирать материал для учебника, ассистировать при чтении лекций, а иной раз и подменять лектора, Чичибабин задавался целью приохотить нас к преподавательской работе. А эта работа стала тогда нелегкой. В МВТУ была введена новая система обучения, так называемая непрерывная производственная практика. Студент месяц ходил на занятия, потом месяц работал на заводе, потом снова месяц занятий... Надо ли говорить, что многое, усвоенное на занятиях, за месяц на заводе он успешно забывал. Эту не оправдавшую себя «систему вскоре отменили, но она успела стать причиной трагедии в жизни Чичибабина. У них с Верой Владимировной долго не было детей; когда родилась дочь Наташа, Алексею Евгеньевичу было уже за сорок. В 1930 году Наташа поступила в МВТУ, и ее сразу послали практиковаться на Дорогомиловский завод, в цех, где производилось сульфирование нафталина. А надо сказать, что эта реакция идет при 180°С под давлением. Цеховой инженер решил показать практикантке, как отбираются пробы по ходу процесса. Он подвел ее к автоклаву и попросил рабочего отобрать пробу через нижний спуск. Вентиль оказался забитым, и тогда решили автоклав открыть. Инженер велел аппаратчику сбросить давление. И вот здесь-то по вопиющей небрежности оба — и инженер, и аппаратчик — не заметили, что труба, через которую сдувают газы, тоже забита. Решив, что давление уже сброшено, стали открывать люк, но едва ослабили болты, как крышку сорвало и горячую массу, состоящую из олеума, нафталина и продуктов реакции, выбросило в помещение. Вы знаете, что такое олеум, да еще горячий? Цех мгновенно заполнился едким туманом, в котором местные люди, хорошо знающие, где выход, сориентировались быстро, а вот Наташа заблудилась. Дочь Алексея Евгеньевича не была труслива— она кинулась к окну, чтобы выброситься со второго этажа, но увидела, что под окном стоят бутыли с кислотой. Тогда она вернулась, стала искать дверь, но поскользнулась и упала навзничь в лужу олеума. Бравые мужчины тем временем хватились ее, вернулись в цех, вынесли девушку. Но раздеть ее и немедленно обмыть, что было совершенно необходимо, они постеснялись; стали ждать скорую помощь. Тогда еще не умели делать пересадку кожи на большой поверхности. Наташа через несколько дней умерла. Можете себе представить, каким ударом это было для отца. ...Вскоре они с Верой Владимировной отправились на лечение за границу. Потом Чичибабин работал в Париже, в лаборатории профессора Фурно. За последние 15 лет своей жизни Чичибабин опубликовал около ста работ, среди них — расширенное и дополненное французское издание своего учебника, а также 81
сообщение об открытии такой важной в практическом отношении реакции, как присоединение сероводорода к окиси этилена. И все же не подлежит сомнению, что этот глубоко русский человек тосковал по Родине и мечтал вернуться. До конца дней Алексей Евгеньевич сохранил советское гражданство, он оставался советским академиком. Когда война закончилась, они с Верой Владимировной начали собираться домой, но тут случилась с ним неожиданная болезнь, которая и оказалась последней. Алексей Евгеньевич скончался 15 августа 1945 года. Вера Владимировна пережила—его 1 ненадолго. .Литературная запись В ПОЛИЩУКА Из писем в редакцию Плюс или минус? Всем известно, как трудно переключаться на непривычную систему единиц. Инерция старых систем действует долгие годы. На примере такого незначительного изменения, как сделанная ИЮПАК еще четверть века назад перемена знака при записи тепловых эффектов реакции, можно заметить, что инерции хватает даже на десятилетия. ИЮПАК постановил считать положительной величиной теплоту, которая реакцион ной системой поглощается. Это естественно, так как в случае именно таких — эндотермических — процессов общая энергия системы возрастает. Но с другой стороны, если пощупать рукой колбу, в которой происходит эндотермическая реакция, то колба-то охлаждается. По этой причине, а также в силу неистребимой инерции нет-нет и проскакивает в химических изданиях формулировка «экзотермические реакции характеризуются положительным тепловым эффектом (АН)». Так, в сравнительно новом учебном пособии для вузов «Общая химическая технология» под редакцией А. Г. Амелина (М., «Химия», 1977) на стр. 43 дается такая оценка термодинамической вероятности протекания прямой и обратной реакций (исходя из значения изменений энергии Гиббса): при AG -0 — течение реакции слева направо; при \G<0 — течение реакции справа налево; трактовка, как видите, дана с тех самых, старых знаковых позиций. Кстати, об энергии Гиббса Имеиио этот термин, а также символ G (напомню: G = H — — TS) рекомендованы 18-м конгрессом ИЮПАК A961 г.) в качестве единственно законного взамен названий «иэобарно- иэотермический (он же изобарный. — Ю. С.) потенциал», «свободная энергия при постоянном давлении», «свободная энтальпия», а также букв Z или F. Химики хоть и медленно, но все же приходят к общему, единому языку. Кандидат химических наук Ю. Н. СИДОРЕНКО, В краске — каучук Недавно «Химия и жизнь» A981, № 2) поместила статью о работе химиков Института эле- ментоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова, в результате которой в лакокрасочной промышленности удастся заменить многие тонны пищевых масел на синтетические продукты. Хочу рассказать еще об одной работе химиков, позволившей сократить расход пищевого сырья этой отраслью. Масла в состав красок входят, как известно, в качестве пленкообразователей. В масляных красках доля растительного масла — около 30%. В 1977 г. на Московском химическом лакокрасочном заводе № 1 начались поиски иных пленкообразователей. В экспериментах было установлено, что большую часть масла в масляных красках можно с успехом заменить изопреновым каучу- 82
кода СКИ-3, причем не только кондиционным, но и отходами каучукового производства, собираемыми, например, при чистке оборудования. Это тот же каучук, но* как правило, еще более пластичный — из-за меньшей молекулярной массы. Вот из этих отходов, в основном, и готовится краска, которую мы называем изопреновой. Растительного масла в ней лишь 5, а не 30%. Пленка, образуемая краской, отличается высокой эластичностью и твердостью. Стойкие к внешним воздействиям изопреновые краски используют при окраске не только внутренних помещений, но и для отделки фасадов. Цвет краски зависит лишь от того, какой в нее введен пигмент. Выпускаются краски белого, «под слоновую кость», голубого, желтого, фисташкового, палевого цвета... Долговечность наружных покрытий, по данным НИИМосстроя, составляет в городских условиях около десяти лет. Экономический эффект при замене тонны масляных красок изопреновыми составляет около 300 рублей. Кроме нашего завода, эти краски сейчас делают еще на 15 предприятиях. А как выглядит «изопреновое» покрытие, можно увидеть, например, в центре Москвы, на площади Свердлова. Когда строители в последний раз обновляли фасад Большого театра (фасад, но не колонны), они воспользовались изопреновой краской светло- розового цвета. А. Д. ЕРУХИМОВИЧ, Московский химический лакокрасочный завод № 1 I Как защитить древесину В девятом номере «Химии и жизни» за 1979 г. было рассказано, как можно предохранить столбы от гниения с помощью 10%-ного раствора кремнефто- ристого аммония. Однако практика показывает, что этот раствор легко вымывается водой, да и пропитать древесину на глубину 5—10 мм в домашних условиях нелегко: наверное, нужны большие емкости. Я хочу предложить читателям более простой и надежный способ предохранения дерева от гниения. Сначала часть столбов, которую зарывают в грунт, и еще примерно 20 см над ней обжигают на глубину 1,5 см. Обожженные столбы служат в полтора-два раза дольше обычных. Этот столб, кстати, был знаком еще строителям древней Руси. Насекомые-древоточцы и древесные грибы избегали селиться на обожженной древесине. Далее обугленную поверхность надо два раза просмолить горячим битумом и обернуть толем или рубероидом: дерево будет надежно защищено от грунтовой влаги. Верхнюю часть столбов заостряют, чтобы дождевая вода стекала без задержки. Могу посоветовать и другой способ обработки древесины. Со свежесрубленных столбов снимите кору и покройте их пастой следующего состава: медный купорос A0 вес. ч.), вода E вес. ч.) и торфяной порошок для загущения средства. На один кубометр древесины потребуется около 30 кг пасты. Намазанные столбы плотно обмотайте толем или рубероидом и дайте им вылежаться 1—2 месяца. Ю. В. ПРОСКУРИН, Ленинград Еще раз о сирени на зиму В октябрьском номере «Химии и жизни» за прошлый год, в моей статье «Букет сирени на зиму», рецепт зимней выгонки сирени был приведен в сокращенном виде; из-за этого некоторые читатели, попытавшиеся последовать нашим советам, потерпели досадную неудачу. Для выгонки по этому рецепту (он взят из книги Н. П. Ни- колаенко и С. Г. Саакова «Цветоводство за рубежом», М., «Колос», 1966), цветоводы ГДР берут обычно специальные выгоночные сорта сирени — такие, например, как Карл X. За неимением их рекомендуется испробовать как можно больше разных сортов, чтобы отобрать лучший; но полной гарантии, что среди них окажется подходящий сорт, конечно, быть не может. Ветки должны быть достаточно крупные, с хорошо развитыми почками — и цветочными, и листовыми. Необязательно держать их в холодильнике — важно, чтобы они прошли стадию покоя при отрицательных температурах в течение не менее пяти недель. А тому, кто все же воспользуется холодильником, можно посоветовать обернуть ветки в полиэтилен — для предохранения от чрезмерного высыхания. По истечении пяти недель покоя ветки помещают часов на 12 в холодную воду, а потом, расплющив ударами молотка их концы (это делается во избежание закупорки сосудов воздушными пузырьками), ставят в воду комнатной температуры, в которой растворены сахар C%) и дезинфицирующие вещества для предохранения воды от плесени. Немецкие цветоводы используют для этого такую смесь: нитрат серебра @,03%), нитрат кальция @,1 %), динитророданбенэол @,025%) и фенилацетат ртути @,001 %). Нитраты, очевидно, служат одновременно и подкормкой; вместо них можно взять какие-нибудь растворимые удобрения. Появившиеся бутоны нужно часто опрыскивать водой. На каждой ветке оставляют только одну цветочную стрелку и несколько листьев, чтобы питательные вещества, сохранившиеся в ветке, расходовались рационально (вот почему для выгонки нельзя брать маленькие ветки: в них этих веществ окажется слишком мало). При более высокой температуре сирень расцветет скорее; после же зацветания нужны, напротив, температуры- более низкие — чтобы цветы дольше стояли. И последнее: лучше взять побольше веток, потому что часть их непременно пойдет * брак... Г. В. СЕЛЕЖИИСНИЙ 83
Для повышения работоспособности Люди волей-неволей многое изменили в биосфере и уже заметили, что эти изменения возможны до определенных границ. В человеческом организме происходит примерно то же: нарушение естественного равновесия в любой его части ведет ко многим осложнениям. Ныне физическая активность большинства людей явно недостаточна, зато многократно возросла нагрузка на нервную систему. Поэтому большинству горожан, чтобы сохранить работоспособность, насущно необходимы знания о физической и психической тренировке. Когда с помощью тех или иных физических упражнений вы вовлекаете в работу ранее дремавшие уголки вашего тела, вы как бы оживляете эти закоулки и тем самым улучшаете физико-химические процессы во всем организме. Более правильным становится дыхание, да и весь газообмен; стройнее работают и остальные звенья обмена веществ. Дозированная физическая нагрузка помогает гладкому течению множества физиологических, биохимических и даже нервных процессов. Организм начинает четче прислушиваться к внутренним сигналам, которые порождает деятельность мышц, суставов, вестибулярного аппарата... Все блага, которые приносит гимнастика, не перечислить. Ведь улучшается химизм крови, выработка гормонов, становится лучше походка, тело теряет излишек веса, человек спит лучше и работает лучше. Невропатологи степень расстроен- ности нервной системы пациента выявляют с помощью «Ромберга» — позы, когда его тело вертикально, руки вытянуты вперед. Если немного постоять в этой позе, могут появиться толчки, покачивания, дрожание пальцев рук. Толчки иногда бывают столь сильными (особенно если закрыть глаза), что человек падает. Ясно, что его нервная система не в лучшем состоянии. «Ромберг» полезен не только врачам — любой может использовать эту позу для наведения порядка в собственном теле. Итак, начнем. Пожалуйста, поставьте ступни вместе, соедините носки и пятки, чтобы они касались друг друга, колени тоже должны соприкасаться. Вес тела попробуйте распределить равномерно на обе подошвы. На центральную часть подошв должна приходиться такая же тяжесть, как на носковую и пяточную. (Это не объяснишь словами, это надо почувствовать.) Плечи следует развернуть, слегка сблизив лопатки и опустив их вниз. Вытяните позвоночник вверх (не поднимаясь на носки), как только можете, ибо для хорошей осанки прямая спина — главное условие. Расположите крестец вертикально. Это делается так: подвиньте поясницу немного назад (если в ней сильный прогиб, то побольше), сейчас же торс наклонится вперед. Плечевой пояс следует тоже подвинуть немного назад. Не меняя этого положения, наклоните голову вперед. Опустив подбородок, подвиньте им среднюю часть шеи назад. У некоторых людей это движение выровняет слишком большой изгиб шеи. Теперь ваш костяк почти прямой. Проследите за коленями, чтобы они касались одно другого, но без напряжения (не стискивайте их). Живот держите в спокойном состоянии — не надо втягивать его и не позволяйте ему отвиснуть вперед. Весь позвоночник контролируйте — держите вытянутым вверх. Однако чуть расслабьте мускулатуру туловища и ног; руки должны спокойно повиснуть вдоль тела. Такое состояние позвоночника — норма для молодого здорового организма. Увы, к старости наш-рост уменьшается из-за потери нормального тонуса мышц. Правда, и в молодом организме то же самое бывает вечером, после трудового дня. Почему? Устали мышцы. Утром, после отдыха, молодой позвоночник снова в полной форме. А людям, так сказать, в возрасте, чтобы поддержать осанку, нужны дополнительные усилия. Ведь у них уже не столь эластичны мышцы и хрящи, капилляры и кровеносные сосуды тоже порядком изношены, да и весь обмен веществ может идти с теми или иными биохимическими нарушениями. Так что очень стоит продолжить тренировку «Ромберга». Одним взглядом — разумеется, внутренним — проверим себя: как с эертикальностью и ненапряженностью? И тут довольно многих людей начинает качать: мускулатура потеряла способность растягиваться и сокращаться до своих естественных пределов. 84
Если же мышцы в норме, а все-таки качает, значит, вы встревожены, нервозны. Расслабив мышцы, несколько успокоим нервы. Чем медленнее расслабление, тем успешнее тренировка. Грудная клетка в этом спокойном положении практически не должна ощущать никакого давления, дышать будет легко-легко. Еще бы — внутренние органы не Стиснуты, они приняли естественные объем и очертания, их теперь не угнетает изгиб тела. Если же в ваших мышцах и суставах появится ощущение неудобства или болезненности, это сигнал о том, что в упражнениях нужно не перегружать себя. «Ромберг» как физическое упражнение весьма ценен, и им стоит заниматься каждый день минут по пять. Пройдут дни, может, и недели, позвоночник потренируется и станет прямей. Тогда можно добавить движение рук. Медленно с вдохом распрямите руки от кончиков пальцев до плечевого сустава, поднимая их через стороны ладонями вверх. Между вдохом и выдохом, между выдохом и вдохом — умеренная пауза. Каждый сам устанавливает ритм дыхания и постепенно по мере тренировки удлиняет его. Пульс становится реже, экономнее. Во время паузы плечи опустите вниз и расслабьте их, оставляя позвоночник прямым. Если плечевые суставы хорошо подвижны, руки должны образовывать некую рюмочку для головы. Опуская руки вниз, «закрыть» их, повернув ладонями к телу, выдох закончен — пауза. Снова проверьте вертикальность, ненапряженность и распределение тяжести на подошвы. Мы двигаемся то порывисто, то плавно. Для тренировки же равновесия подходят лишь плавные, медленные движения. Разуйтесь, встаньте в позу «Ром6е*р- га». Медленно поднимаясь на носки, перемещайте тяжесть тела на переднюю часть стопы — пальцы. Первыми освободите пятки (заднюю их часть, среднюю и переднюю). Потом снимите груз со средней части подошвы. Затем очередь пальцев. Все фаланги распрямите, распластайте на полу. Ноги держите вместе. Подъемы (переднюю сторону голеностопных суставов) немного поверните внутрь, чтобы тяжесть тела приходилась в основном на три пальца (большой — средний). Это укрепит их мышцы, улучшит подвижность суставов и усилит кровообращение. Постояв на носках, опускайтесь. Руки же спокойно опущены, лежат вдоль тела. Поднимаясь на носки, делайте вдох; стоя на носках, выдержите дыхательную паузу, проверьте вертикальное положение тела и ослабьте излишнее напряжение мышц. С выдохом медленно и спокойно опускайтесь в исходное положение, сохраняя вертикальность тела. Потренировавшись некоторое время, можно взяться за упражнение со свободным дыханием. Обычно упражнение с контролируемым дыханием повторяют 3—4 раза, а со свободным — 1—2 раза. Можно и усложнить упражнение — подниматься не на носки, а на носок. Приложите подъем правой или левой ноги к ахиллову сухожилию другой ноги и по правилам подъема, изложенным выше, поднимайтесь на одной ноге. Положение корпуса и способ дыхания, как в первом случае. Проделайте упражнение Два раза на одной ноге и два раза на другой. При свободном дыхании особенно тщательно следите за ненапряженностью мышц и вертикальностью позвоночника. Волжские бурлаки из короткой передышки умели извлекать все, чтобы быстро отдохнуть. Едва остановившись, они валились на землю ничком, расслабляли мышцы и вставали, достаточно отдохнув, чтобы снова взяться за лямки. А кое-где в Африке уставшие до крайности охотники и сейчас пользуются другим способом кратковременного отдыха — стоят на одной ноге. Австралийцы из племени бандибу тоже стоят на одной ноге, чтобы быстрее отдохнуть. Если не верите, что такой отдых полноценен, проверьте сами, но сперва надо научиться устойчиво стоять на одной ноге. Вот соответствующее упражнение. Стоя согните правую ногу в колене, возьмите ее правой рукой за низ голени и прислоните подошву к внутренней стороне левого бедра так, чтобы пятка касалась тазобедренного сустава и центра таза снизу; носок вниз. У некоторых подошва будет соскальзывать. Расслабьте мускулатуру согнутой ноги — дело пойдет лучше. (Если равновесия нет и вы боитесь упасть, то вначале держитесь за что-либо, но это временно, и только временно.) После этого медленно и осторожно отведите колено согнутой ноги в сторону, одновременно опуская его вниз расслабленным. Если все сделано правильно, то подошва всей своей плоскостью надавливает на внутреннюю сторону бедра, колено же свободно повисает. Устойчивость приходит медленно, особенно в пожилом возрасте, но когда мышцы окрепнут, а суставы начнут лучше сгибаться, тогда все в порядке. Дыхание станет спокойным и свободным. Если же из-за плохого сгибания коленно- 85
го сустава нога соскальзывает, а вы пытаетесь удержать ее силой, может появиться складка на коже под ступней и резкая боль. Освоив это физическое упражнение, мои подопечные (я специалист по лечебной гимнастике) говорят: какая приятная и успокаивающая поза. После нее тянет сбежать по лестнице вприпрыжку, но в 75 лет удобно ли? Если никто не смотрит, я все же прыгаю со ступеньки на ступеньку. Хорошо! Расслабленная вертикальная стойка на одной ноге с опущенными руками быстро вырабатывает устойчивость. В дальнейшем положение рук можно менять. Поначалу делать это упражнение надо то на одной ноге, то на другой по 1—2 минуты, а потом кому сколько хочется. Если вы хотите заняться собой серьезно, то однажды посмотрите на себя критически, в особенности на свои суставы. Все ли они так подвижны, как надо? Вспомните, как вы ходите — не наклоняетесь ли вперед, не покачиваетесь? Это же неудобно! При ходьбе больше всего травм от простого падения, когда вдруг подвернется стопа. Подворачивается она потому, что мышцы тела, в особенности ног, развиты неравномерно. Дисгармонии в развитии тела заставляют позвоночник для удержания равновесия изгибаться больше, чем ему положено. Дисгармоний полным-полно: заплывший жиром живот, мощная мускулатура грудной клетки и худая спина... Правильная походка — это вертикальное положение тела, без излишнего мышечного напряжения. Если тыльные стороны кистей (именно кистей) обращены вперед, то спина мало-помалу начинает сутулиться. Сутулая же спина требует дополнительных усилий, иначе человек упадет вперед. Кроме того, из-за сутулой спины внутренние органы претерпевают большее или меньшее сжатие. Поэтому для хорошего самочувствия следует как можно быстрее приобрести привычку держать тело прямо. Не обойтись без этого и при тренировке в ходьбе «перекатом». Разуйтесь, выставьте правую ногу вперед, предполагая наступить на заднюю часть пятки, перенесите тяжесть тела на эту пятку, левую ногу поднимите над полом, оставив ее сзади. Какой-то момент постойте на пятке, а затем перекатным движением «пройдитесь» через всю подошву по ее центральной линии до самого носка. В момент, когда движение подошло к пальцам, их нужно распластать, чтобы они коснулись пола всеми суставами фаланг. Чуть постойте на носке, после этого выставьте другую ногу и так далее по 20—30 шагов. Движения должны быть плавными. Пожилым лицам и людям с больными ногами первое время лучше держаться за стену. Есть еще упражнения, которые называют «ходьба с приседанием» и «пружинистый шаг», но особенно полезна тренировка в ходьбе «скрестно». Основное здесь — научиться удерживать подошвы плашмя на полу, когда ноги перекрещены. В это время и идет нужная координационная тренировка мышц. Кроме исправления походки, это упражнение используют и для укрепления мышц живота и таза. Но на сей раз начинают его так: отставьте левую ногу в сторону на носок (не опирайтесь на нее), делая вдох, раскрывайте руки так, чтобы все мышцы растянулись и напряглись. Потом перекрестите ноги, поставив левую перед правой так, чтобы носки ока- 86
зались на передней линии, руки закройте — выдох. На выдохе мышцы рук, ранее растянутые, плавно расслабляются. Но это еще не все — выдыхая медленно втягивайте живот. Все мышцы живота и таза должны участвовать в движении: самый низ живота, его середина и верхняя часть. По всем этим отделам должно пройти волнообразное движение сокращения мышц. Можно сказать, что морщины есть не только на лице и теле, но и внутри нас. Например, вялость связок и мышц живота могут вызвать опущение желудка и других внутренних органов. Медленно перекрещивая ноги, вместе с выдохом, надо не только втянуть живот, но и подтянуть вверх все мышцы низа таза, помогая при этом перекрещенными ногами вытеснять снизу вялую промежность. Если мышцы правильно сокращаются (выдох) и расслабляются (вдох), то эта работа захватывает вялые мышцы живота и малого таза и даже мышцы грудной клетки с диафрагмой. А хорошее движение диафрагмы помогает работе сердца и улучшает функции внутренних органов: желудка, кишечника, печени... Сколь это важно для нормального химизма внутренней среды человека, вряд ли стоит пояснять. Внимательно посмотрите на коллег во время совещания. Они входят в зал, держатся уверенно, с достоинством. Сидят спокойно, ряды четкие. Начался доклад. Через полчаса аудиторию не узнать: одни наклонились вперед, поставив локти на колени, и подперли голову кистями, другие почти легли на подлокотники кресла, кто-то откинулся назад и съехал с сидения, многие положили руки на спинку впереди стоящего кресла и склонились туда. Кто-то то и дело менял положение ног: то правая лежала на левом колене, то левая на правом... То и дело слышатся тихие шуршания и вздохи. Совещание длилось два часа, за это время каждый не раз сменил положение. Все проще простого — вертикальное положение корпуса не требует дополнительных сил, меньше утомляет человека и, значит, повышает и внимание и работоспособность. В метро едут двое. Она сидит, прямая, как тростинка, руки лежат на стиснутых коленях, кисти сжаты в один общий кулак. Весь вид ее — сжатая, уплотненная организованность. Он, хотя и худ, занимает чуть ли не два места, широко расставил ноги, откинулся на спинку дивана, съехал вперед и сидит почти на задней поверхности крестца. Неестественное же положение крестца, как и искривление позвоночника, несет многие неприятности. У этого молодого мужчины поясничные позвонки в одном или нескольких сочленениях сильно растянуты сзади и до предела сжаты спереди. Руки как плети лежали у него на ногах. Поза его была «разваленной», полностью неорганизованной. Чтобы найти «золотую середину» между позами этих двух пассажиров метро, право, стоит потренироваться. Сядьте на скамью или стул так, чтобы бедра были параллельны полу (в анатомии бедрами именуют часть ноги, между коленным и тазобедренным суставами), а голени (от коленного сустава до голеностопного) были бы вертикальны. Высота скамьи должна соответствовать высоте голеней. Можно воспользоваться и более низкой скамьей, но тогда положите на нее свернутое одеяло или подушку. Ступни поставьте параллельно ширине плеч. Позвоночник держите прямо, голову не наклоняйте и не откидывайте. Плечи (от локтевого сустава до плечевого) тоже вертикальны, кисти же поверните ладонями вверх и спокойно положите на бедра. Раскрытые ладони способствуют развертыванию грудной клетки, препятствуют сутулости. После того как вы нашли свою позу правильной, вытяните позвоночник вверх, но мускулатура тела не должна быть напряжена, как в положении стоя. Сидеть вертикально сперва неудобно и утомительно для некоторых людей. Постепенно это исчезает и появляется удовольствие от правильной позы. Кстати, лежать тоже надо у меть, надо «слиться» с постелью, а не опираться на нее тремя точками (когда лежите на боку): плечом, тазом, коленями. Поучитесь лежать у маленьких детей. Они спят, безмятежно распластавшись, после них остается отпечаток всего тела на постели. У взрослых же слишком напряжены мышцы, и естественный отдых, расслабленность не получается, отсюда плохой сон, а значит, и отдых неполный. И еще, если хотите сберечь здоровье, нужно уметь расслабляться не только лежа, но и сидя. А здоровье — это основа работоспособности. М. Г. ФАДЕЕВА 87
V7 * *•>« йгочтастккр ■На* LH^ei ие
Ярмарка была что надо, с медведем, с конокрадами, с дракой. Никола товар продал и — к братнину куму, тут рядом, за церковью. Лошадь распряг, сенца ей бросил. Пошли с кумом гостинцы выбирать, в казенную завернули. Вышли — глянь, толпа. Мужики силу показывают, кто тяжельше подымет. Никола тоже сунулся. И кобы- ленка-то вроде ледащая, а только поднял ее на плечи, как под корешками — хрясь! Стоит — не вздохнуть. Становая жила, значит. Кум обратно в казенку тянет: мы это дело, говорит, поправим. Только подходит незнакомый человек, вроде свой, а вроде и барин. В белой шляпе. Я, говорит, художник и хотел бы вашу натуру запечатлеть.#Но поскольку вижу, в каком вы есть болезненном следствии богатырского подвига, так у меня доктор знакомый и бесплатно вылечит. Кум сразу на дыбы: у нас, мол, своя компания. Тогда в белой шляпе достает целковый: я, говорит, очень даже хорошо понимаю наше взаимное уважение. Кума как ветром сдуло. А в белой шляпе берет Николу под ручку, ровно девку городскую, и ведет его к доктору. Тот кричать — вот до чего глупость доводит. Никола даже картуз выронил со страху. Сиди, говорят ему, сейчас напишем записку в больницу. Ушли все. И стал Никола приходить в себя. Лошадь-то у кума оставлена. А цыган в городе полно. А в больнице, говорят, кровь высасывают. И вдруг Николу будто слегой ударило: фармазон! Он самый! Странница божья сказывала. Ездит по деревням, в белой шляпе, всех в свою веру обращает: деньги дает и списывает с человека поличье на бумагу да на холстину. И ежели кто фармазонской поганой вере изменит, сей же миг узнаёт, в поличье стреляет, и отступник помирает немедля. Свят, свят! Забыв про боль, вскочил Никола — и через подоконник. Обстрекался в крапиве, барыия с зонтиком завизжала. Добежал до дому. Мигом лошадь обрядил, плюхнулся в телегу. Мимо каланчи, мимо лабазов, вниз по булыжнику, за заставу, вдоль выгонов. Опомнился аж за старым погостом, когда лес начался. Лошадь бежала ни шатко ни валко. Никола пощупал деньги за пазухой, прикорнул поудобней — становая жила давала себя знать. Ничего, только бы до деревни добраться. Бабка Степанида поправит. Через порог положит, на спине топором старый веник потюкает, пошепчет, что надо. Как рукой снимет. Стара, а все может. Не то что эти... Только и знают кровь сосать. Смеркалось. Лес загустел. Совсем близко до деревни, вот только старый дуб проехать, а там и опушка. Нехорошее место этот дуб. Так и есть: вынырнул из кустов мужик не мужик, с котомкой, без шапки, весь оброс, волосье зачесано налево, а бровей нету. Во тебе,— добродушно подумал Никола, перекрестясь и выставив кукиш,— не на таковского напал. Это на Ерофея ты страшный, когда деревья ломать зачнешь. Леший захохотал, захлопал в ладоши. Лошадь понесла, трюхая селезенкой.—Ну ты. анафема, — осерчал Никола, — в лесу не бывала! Ухватил кнут, привстал, натянул вожжи. Колесо подпрыгнуло на толстом дубовом корне, телега накренилась... ...и не выпуская из рук ускользающую рулевую баранку, Коля рухнул обратно, на жалобно скрипнувшие пружины сиденья. Видавший виды «Москвич» с натужным воем прополз еще десяток метров, взобрался на пригорок и сдох. Коля выпростал свои длинные ноги из автомобильного нутра. До деревни осталось всего ничего: вон горстка изб у пруда. И одна избенка поближе, на отшибе, смотрела маленькими окошками в лес, иа Колю. — Ну ты, анафема,— пнул он покрышку и сам подивился своему лексикону Машина виновато молчала. Только внутри под капотом что-то изредка потрескивало, как у остывающей газовой духовки. И что там всегда потрескивает? Трудно узкому специалисту по низшим ракообразным ездить на старой и непрестижной машине. Сервис в этой области, как говорится, ненавязчив. Надо все самому. Грубые люди на станции техобслуживания, надменно принимая пятерку, сказали, что руки у него не тем концом вставлены, и тут уж ничего не попишешь. А жить хочется. Хочется путешествовать по просторам. Вот нынче он поставил себе целью добраться в глухой угол, откуда, по семейным преданиям, пошла есть колина династия... — Кто ж вас по такой дороге направил? — боковой тропинкой вдоль опушки подошла сухонькая бабуся в полотняной туристской кепочке и солнечных очках. — Местных-то к дубу силком не затащишь. 89
—Лесник показал, — ответил Коля, вспоминая недавнюю встречу на развилке. Старик-обходчик сидел на пенечке, сбросив котомку."Расстегнутая по жаре форменная тужурка открывала косоворотку мелкокрапчатого ситчика. Обросший - как в молодежном кафе. Вот только бровей не было. Фуражку с кокардой дед повесил на куст. Не спеша и с удовольствием расчесывал пышный чуб. Справа налево. На вопрос о дороге старик с шумом продул расческу и молча ткнул большим пальцем за плечо. Машина рванула словно сама по себе, задыхаясь, свалилась в старую колею. Дед гулко захохотал вдогонку. Странный какой-то. - Не помню я такого лесника,— нахмурилась бабка.- Ну, добрались, и ладно. Пойдемте ко мне. А машину бросьте. Постоит — сама заведется. Что-что, а это Коля знал. И потому охотно последовал за старушкой. Пока шли до ближней избы, Степанида Петровна обо всем повыспросила Колю и про себя рассказала. Учительница, на пенсии, зимой в городе, летом — здесь, в опустевшем родном углу, вся деревня съехала на центральную усадьбу, там и магазин, и разная культура, и служба быта. ...Вечером сидели на крылечке. Автомобиль, отдохнув, заводился как ни в чем не бывало. Коля уже обошел остатки бывшей деревни. Жили тут две глухие старухи да несколько унылых дачников, проникших сюда к собственному недоумению. Жизнерадостная коли на хозяйка не больно-то общалась с ними. К ее избушке на отшибе приходили только местные куры под началом цветастого петуха. Вот и сейчас петух важно стоял, поджав ногу, перед крылечком и прислушивался к беседе, вставляя короткие клокочущие реплики. — Ишь, фармазон,— засмеялась Степанида Петровна, бросив в него щепочкой. Петух не обиделся, только прикрикнул на кур — дескать, не вашего ума дело. — По-моему, фармазон должен быть в белой шляпе,— рассеянно заметил Коля. — С чего вы взяли? — Не знаю. — Коля сам удивился. — Может быть, память предков? — А что, — оживилась Степанида Петровна,— вдруг и в самом деле существует некая связь поколений? Вот на этом месте стояла когда-то избушка моей прарод- ственницы Степаниды — о ней шла слава как о знахарке. Меня, разумеется, ничему такому не учили, но я рукой чувствую боль и могу иногда снять ее. Кстати, у вас болит поясница. — Радикулит,— сказал Коля без особого интереса. — Профессиональная болезнь научных работников, от вечного перетаскивания аппаратуры. Да еще натрясло в машине. — А давайте снимем боль? — Массаж? — Коля засмущался. — Спасибо, у меня всегда с собой анальгин. — Да не притронусь я к вам, экий вы. словно девица! — Внушение, значит,— догадался Коля. — Не верю я в эти штучки. — Знаете старый анекдот? «Это такси? — Да. — А почему без шашечек? — Так вам нужны шашечки или вам нужно ехать?» Степанида Петровна споро махала рукой и словно бы цепляла что-то в воздухе, вытягивала из колиной поясницы какие-то хрусткие чувствительные нити — Но я же все равно не верю! — повторил он с отчаянием. — Вам нужны шашечки, Коля, — засмеялась Степанида Петровна. — Все! Можете двигаться. Коля пошевелился. В спине, где-то внутри, слегка пекло, как после легкого горчичника. Боли не было. — И все равно,— сказал он тяжелым голосом страстотерпца,— этого не может быть! Петух клокотнул с одобрением и уважительно рассмотрел Колю сперва одним, потом другим глазом... Пили чай с медом. Насупившийся Коля приналег на душистое лакомство. Поясницу и впрямь отпустило — верь не верь. На ночь хозяйка постелила ему в клети. От подушки пахло сонными травами. Но заснуть не пришлось. Сперва мысли мешали. Потом начало "дергать зуб, все сильней и сильней. От меда, что ли. Коля кряхтел, вертелся, принял любимый анальгин в двойной дозе. Наконец, сел на крыльце под луной, постанывая и раскачиваясь. — Что случилось? — Степанида Петровна склонилась над ним. — Почему ж ие разбудили? Ах, зубы. Бедный сластена. Вот здесь, справа, вверху. Привычно поводя рукой над больным местом, она откашлялась и забормотала чужим, странным голосом: ...подон, лодон, сукман... Что это? — пролепетал Коля испуганно. Тихо! Ведьмин счет. - Она рассмеялась и ушла. Зуб не болел. 90
Ошарашенный Коля сидел на ступенечке, облитой призрачным лунным светом. Черной стеной высился недалекий лес. Из темноты, от дуба, что-то выкатилось тенью, покружило возле опушки, остановилось. Вроде бы куст. Или пенек? Дифракция, — подумал он успокоительно. — То есть аберрация. В общем, обман зрения. Иллюзия. Да, да, иллюзия и обман. Все, что происходит на свете, должно иметь четкую трактовку. В действиях Сте- паниды Петровны не прослеживалось теоретической базы. Следовательно, это была мистика. Мистику Коля не уважал. Спина, конечно, прошла сама по себе. Совпадение. А зуб — зуб перестал болеть потому, что раздражение кончилось. Повторись оно — заболит снова. Чтобы развеять старухино мракобесие, Коля прокрался на кухню, достал с полки мед, зачерпнул ложку, другую... Эффекта долго не было. Потом рвануло. Сразу в полную силу. Со стоном Коля рухнул на свое ложе. Промучился он до свету. Когда в доме запахло оладьями, вышел, мрачно держась за щеку. — Доброе утро! — окликнула его с кухни хозяйка. — А я уже в росе купалась. День-то какой! Мне бы ваши заботы, угрюмо подумал Коля. А вслух сказал: — Я поехал. Спасибо за приют... — Да как же так,— всполошилась Степанида Петровна,— вы хоть позавтракайте, все уже на столе! — Не могу,— промычал Коля,— мне бы до врача добраться. — Опять? — удивилась она. — Но вы же не за ту щеку держитесь, у вас справа болело! Ах, Коля, как вы запустили зубы, врач необходим, но боль-то зачем терпеть, давайте я... — Нет уж! — ощетинился Коля. — Потерплю. Без ваших донов-лодонов. Степанида Петровна всплеснула руками. —Ну простите меня, пошутила я. Где-то вычитала,— она сделала круглые глаза,— сукман, дукман, левурда... Страшно? Коля шутки не принял. Попрощался сухо. — Что ж,— вздохнув, она протянула испачканную в муке руку. — Я уважаю вас, Коля. Вы как... как Муций Сцевола. Коля потупился. Только бы добраться до города. С острой болью примут без предварительной записи. Он представил себе все, что будет, и содрогнулся. — Ничего, ничего, — шептал он. не попадая ключом в замок зажигания. — Зато все как положено. Машина бойко дернула. Боль резанула во всю челюсть. — В-ведьм а! — взвыл Коля. — Окопались тут!.. На толстом корне под дубом колесо подскочило, глухо стукнула передняя подвеска... ...и не выпуская из рук кнутовища, Никола свалился с телеги иа поросшую травой обочину. Сел, ошалело помотал головой. — Не иначе, стало быть, амортизаторы прохудились,— сказал он, сильно удивился на такие свои непонятные слова и совсем пришел в себя. Хватился за пазуху — деньги на месте. Лошадь стояла невдалеке, виновато поглядывала на хозяина: ладно, мол, с кем ие бывает, поехали. Деревня-то — вон она. В густых сумерках что-то мохнатое, вроде клок сена, закружило с мяуканьем по опушке, метнулось туда-сюда, встало пеньком, притихло. — Оборотень,— умилился Никола. — Дома, стало быть, слава те господи. — Ои перекрестился, встал. Спина совсем не болела. Зато ныл зуб, спасу нет. Ничего, зубы для Степ аниды — раз плюнуть. По избам начали вздувать лучину. Совсем близко приветливо теплилось затянутое бычьим пузырем степанидино окошко. * 91
Судьба теплорода Обычно, приводя примеры ошибочных гипотез, составивших тем не менее эпоху в развитии науки, упоминают теплород, который представлялся в виде особой невесомой жидкости, заполняющей все тела и являющейся носителем тепловой энергии. Тем не менее на основе этих наивных представлений был открыт один из основных законов природы — второе начало термодинамики. Суть этого закона заключается в том, что деже у идеального теплового двигателя (то есть двигателя, в котором отсутствуют трение и потери тепла) в работу можно превратить лишь часть затраченного тепла. Коэффициент полезного действия у. любого подобного устройства связывается с абсолютной температурой нагревателя Т2 и холодильника Т, известным соотношением: '2 Это значит, что если Т|>0, то часть тепла, равная Т|/Т2, непременно должна поступить в холодильник, не произведя никакой работы. Сейчас эта формула выводится довольно сложно. Посмотрим, как ее получили в прошлом веке. Итак, представим себе сосуд, в котором находится теплород, количество которого обозначим S; высота уровня теплорода определяет температуру тела Т (рис. 1). Примем, что небольшое количество теплорода AS, находящееся на уровне Т, обладает энергией АЕ=Т • AS. Считалось, что теплород можно получать, например, трением; но ■ получив, его уже нельзя было уничтожить, а можно лишь как бы переливать из одного тела в другое. При обратимом «переливании» теплорода от горячего тела к холодному получается механическая энергия — по аналогии с Высота, на которую в тело, как в сосуд, налит «теплород», соответствует температуре, а площадь горизонтального сечения — теплоемкости «Теплород» можно переливать из сосуда в сосуд подобно жидкости; при этоМ его количество остается неизменным жидкостью, которая, переливаясь сверху вниз, может крутить мельничное колесо, производя работу. (Кстати, аналогия тепла с жидкостью в сосуде может быть развита и далее — площадь горизонтального сечения «теплового сосуда» имеет смысл теплоемкости.) Теперь рассмотрим два тела (рис. 2). Пусть одно из них (нагреватель) имеет температуру Т2, а другое (холодильник) — температуру Т, <Т2. Возьмем из нагревателя AS теплорода и «перельем» его в холодильник; при этом нагреватель потеряет энергию АЕ2 = =Т2 • AS, а холодильник получит энергию AEj = = Т, • AS. Разность этих энергий как раз и перейдет в механическую энергию — работу ДА: ЛА=АЕ,—ДЕ, = (Т2—Т,) . AS. Отсюда отношение доли энергии, перешедшей в работу, ко всей энергии, взятой из нагревателя, равна ЛЕ2 Т2 '2 Формула выведена. Кстати, а знаете ли вы, что теплород вовсе не исчез из теории теплоты? Просто теперь его называют энтропией... Доктор физико- математических наук А. Я БРУДНО ПОПРАВКА В J4V 4, стр. 17, в информации об утверждении Президиумом АН СССР руководителей научных учреждений, допущена ошибка в названии одного из институтов Доктор биологнче ских наук В. В. ИГНАТОВ утвержден директором Института биохимии и физиологии растений и мнкроорга- HH3MOR 92
кие зр^.^тки Откуда берется пыль Вопрос «откуда берется пыль?» в недоумении задают все хозяйки, когда вскоре после уборки вновь обнаруживают на полу и на мебели слой тончайшей серой пудры. Пыль обладает способностью проникать в любые закоулки — например, она собирается даже в музейных витринах, казалось бы, надежно защищенных стеклом. Пыль вредит здоровью людей, вызывает ускоренный износ механизмов; на предприятиях, где изготавливают полупроводниковые приборы, с пылью борются, как с врагом номер один, поскольку даже одна пылинка может привести к непоправимому браку. Но действительно, откуда берется пыль? Конечно, прежде всего, она образуется прямо в том помещении, где ее находят. Скажем, в квартире главным источником пыли служат ткани, из которых сделаны одежда, занавески, мебельная обивка, постельное белье — постепенно изнашиваясь, ткань превращается в тончайшие легчайшие волокна, которые взлетают от малейшего дуновения воздуха, а затем оседают повсюду равномерным слоем. Гораздо разнообразнее состав пыли, содержащейся в воздухе вне помещения : тут можно найти и частички копоти, и крупинки почвы, и пыльцу растений, и споры микроорганизмов. А в приморских районах воздух насыщен кристалликами солей. Но как далеко может переноситься пыль от места, где она возникла? На километр? Или может быть, на десять километров? Ответ на этот вопрос оказывается поразительным: пыль способна распространяться на тысячи километров, двигаясь со скоростью курьерского поезда. Например, как сообщает журнал «Nature» A981, т. 289, № 5798), облака пыли, поднимаемой с земли в засушливых районах Северной Африки, достигают высоты 5—7 км и за 4—5 дней преодолевают около 4000 км, добираясь до Южной Америки. Перемещение пыльного облака фиксировалось наблюдениями со спутника, а затем контролировалось изучением минералогического состава образцов пыли, добытых из воздуха после путешествия через Атлантику: ренгеноструктурный анализ показал, что состав пыли в воздухе Южной Америки идентичен составу почвы Северной Африки. Так что, вытирая дома пыль, вы, может быть, прикасаетесь к земле далеких стран... М. БАТАРЦВВ Круговорот копыт в природе Конторе по заготовке рогов и копыт, возглавляемой О. Бендером, изначально было предназначено прогореть: великий комбинатор не возлагал никаких надежд на продукцию, обозначенную на вывеске фирмы. И, как всегда, он крупно ошибался. Время показало, что рога и копыта — продукт, можно сказать, универсального использования: помимо традиционных роговых и клеевых свойств, они, как выяснилось, имеют свойства питательные. Дело в том, что как рога, так, естественно, и копыта почти цел - ком состоят из белка, столь необходимого для кормления сельскохозяйственных животных. Каждый килограмм этих массовых отходов бойни содержит 850 г дефицитного белка. Правда, это — кератин, далеко не лучший из белков: он не переваривается в желудке животных из-за того, что между полипептидными цепочками его молекулы имеются прочные дисульфидные связи. В Киевском технологическом институте пищевой промышленности применили поверхностный гидролиз мочевиной и сделали-таки копыта съедобными для скота. А заодно и рога. И, что особенно отрадно отметить, новый кормовой белковый концентрат (КБК) можно вырабатывать в обычных цехах сухих кормов на мясокомбинатах и дополнительные затраты на оборудование не нужны. Оценив это обстоятельство, Вороши ловградский, Донецкий и Макеевский мясокомбинаты вырабатывают КБК уже сот- ниями тонн. Концентрат достаточно концентрирован: в 100 г бывших рогов и копыт содержится до 97 г аминокислот. Съедобность его подопытные хрюшки красноречиво подтвердили, переварив 92 % добавки КБК к обычному корму. Полуторамесячным телятам концентрат добавляли к обычным полноценным кормам вместо полагающегося им в этом возрасте обезжиренного молока — разумеется, в количествах, эквивалентных по белку, примерно по 230 г в день, и телята прибавляли в весе ничуть не хуже контрольных, пивших по-старинке молоко. Они ели корм без остатка, с явным удовольствием, ели — и отращивали рога и копыта... В. ЩЕРБАКОВА 93
Опасен ли «черный жемчуг»? Все большее распространение получают в наши дни электрографические способы размножения и копирования текстов, в частности, ксерография. И в самом деле — как удобно: не нужно сначала проявлять фотопленку, а потом печатать с нее копии, можно обойтись без специальной лаборатории, сэкономить дефицитное серебро, входящее в состав фотоэмульсий... Все, что нужно для ксерокопирования,— это селеновая пластина, на которой электрические заряды запечатлевают невидимую картинку и порошок-краситель, который эту картинку проявляет. Но увы, нет розы без шипов. Недавно и у ксерокопирования обнаружился свой шип, несколько омрачивший ее розовое будущее. В журнале «Science» A980, т. 209, № 4460) было напечатано сообщение группы ученых из Стокгольма о том, что экстракт из ксерокопий обладает... мутагенной активностью: подсчет показал, что экстракт из одной страницы ксерокопированного текста вызывает у бактерий в среднем от 103 до 105 мутаций. Тщательный анализ материалов, спользу- емых в процессе копирования, позволил обнаружить и виновников этой мутагенной активности — ими оказались соединения из группы нитропиренов, главным образом динитропирены. Они входят в качестве примеси в один из красителей, используемых в копировальном процессе, — в углеродистый краситель черного цвета с красивым фирменным названием «черный жемчуг», содержащий нитропирены. О степени мутагенной активности нитропиренов свидетельствует тот факт, что в красителе они содержатся в концентрации всего лишь 10 частей на миллион. Правда, изучение статистики заболеваемости работавших с «черным жемчугом» сотрудников фирмы «Ксерокс»—крупнейшего производителя копировального оборудования — не выявило отчетливых неблагоприятных последствий. Тем не менее, это наблюдение следует рассматривать как еще одно предупреждение о необходимости строжайшей санитарно-гигиенической проверки всех новых веществ, с которыми приходится иметь дело человеку. А. ПЕРОВ
Что делать с рябиной Не в очень-то большом почете сейчас походы в лес по рябину. То ли дело по грибы, по малину, по землянику в конце концов. А с этой горько-кислой рябиной и неведомо что делать... Предкам, впрочем, было ведомо. Да и сейчас многие не пренебрегают рябиной, особенно в домашнем хозяйстве. (Один из лучших рецептов обстоятельно описан в заметке «Душа рябины», 1968, № 10; разыщите — не пожалеете.) Но не только домашними заготовками жив человек, а фабричными изделиями тоже. И тут возможности рябины лишь приоткрываются. После такого вступления — к делу. Специалисты двух институтов народного хозяйства — Московского и Свердловского,— наготовив достаточно рябины, переработали ягоды в пюре. И само по себе это пюре, безусловно, полезно, однако в натуральном виде его не очень-то поешь: терпко и горьковато. Поэтому такую витаминную заготовку отправили на Свердловскую кондитерскую фабрику, где ее стали добавлять в разные вкусные вещи для обогащения их ценными питательными веществами. Например, положили рябиновое пюре в начинку для вафель «Снежинка». Мало того, что получилось вкусно и цвет стал приятным розовым, так еще и срок хранения увеличился: содержащаяся в рябине сорбиновая кислота — известный антисептик. А еще рябиновое пюре добавляли в желе — обычное цитрусовое желе, которое готовили и прежде. Вот результаты дегустации, на которой автор этой заметки, к глубокому своему огорчению, не присутствовал и поэтому вынужден переписывать оценки из журнала «Известия высших учебных заведений. Пищевая технология», 1980, № 4. Итак, баллы, выставленные желе с рябиной и без нее: за вкус — 9,0 и 8,0, за цвет — 6,0 и 4,8, за консистенцию — 7,0 и 6,0. Уже этого было бы достаточно, чтобы призывать к употреблению рябиновой заготовки. Если же принять во внимание, что скромная ягода приносит в продукт букет витаминов и более десятка микроэлементов, то призыв будет звучать еще отчетливее. Хорошо бы поставить сбор рябины в лесах на крепкую экономическую основу. Так же, впрочем, как и сбор многих других возобновляемых лесных ресурсов. О. ЛЕОНИДОВ
Редакционная коллегия: гЛ-*й*^. И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, В. Е. Жвирблис (зав. отделом хим. наук), М. Н. Колосов, Л. А. Костандов, В. С. Любаров (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 С. АЛЕКСЕЕВУ, Москва: У фреонов нет запаха, они практиче ски безвредны (иначе не разрешили бы использовать их в холодильных агрегатах и аэрозольных баллончиках). Ю. Т. БИТЮЦКОМУ, Одесса: Применяемый для фумигации бромистый метил опасен для здоровья, о работе с ним в быту не может быть и речи. В каталоге Посылторга есть печати, и некоторые другие АФА НА СЬЕВЫМ, Донецк: и фотобумага для цветной фототовары. Е. В. ФРОЛОВУ, Москва, А. М. КОРОЛЮ, Хабаровск: Че хословацкую цветную пленки «Фомахром» нельзя обрабатывать отечественными средствами, однако закуплены и наборы «Фомахром сэт» для обработки такой пленки: обращайтесь в магазины. В. И. ОРЛОВУ. Ленинградская обл.: Эпоксидные клеи можно наносить и на мокрую поверхность, но тогда вместо полиэтиле нполиамина нужен другой отвердитель — АФ-2 (его изготовляют в Ленинграде). А. Н. ДЕШАБО. Пятигорск: Капните на серебряный электрод смесью азотной кислоты и хлорида натрия — и капля примет молочный цвет, исчезающий при добавлении раствора аммиака, медь сделает окраску голубой. 3. М. СОКОЛОВОЙ, Москва: Если ни пасты, ни порошки не сняли ржавчину с чугунной сковороды, попробуйте жидкие препараты, например « Санитар ный-2», — они лучше проникают к разъеденной ржавчиной поверхности. М. А. ГЕЗЕЦВИ, Е. В. АНТОНОВОЙ. Петрозаводск: 11% на этикетке жигулевского пива — это содержание в сусле сухих веществ, а спирта в этом пиве накапливается около 2,8%. Г. М. КОТОВУ. Ижевск: В ягодах калины мало защитных веществ, поэтому хранить их труднее, чем. скажем, рябину или бруснику, калину можно заморозить, протереть с сахаром, сварить из нее компот. Л. В. КОНСТАНТИНОВОЙ, Ленинград: Вы правы — соль и влага вредят холодильнику, и бережливый хозяин не положит продукты (а соленое сало особенно) прямо на испаритель. Ю. В. Ефремову. Москва: В ваших рассуждениях о замене дорогих бензинов дешевыми есть слабое место — степень сжатия, увы, не зависит от скорости, это постоянная для данного двигателя величина. П. САВЕЛЬЕВУ, Симферополь: «Железный проявитель»— даже не классика, а история фотографии, применяли его лет сто назад для бромо-желатиновых пластинок. Б. Н., Краснодар: Даже «универсальный» порошок стирает что-то лучше, а что-то хуже; что же до порошка на все случаи жизни — это пока несбыточная мечта. Редакция: М. А. Гуревич, Ю. И. Зварич, A. Д. Иорданский, О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), B. Р. Полищук, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), Г. М. Файбусович, В. К. Черникова Номер оформили художники: Л. К. Ажаева, Г. Ш. Басыров, Р. Г. Бикмухаметова, М. М. Златковский, Е. П. Суматохин Корректоры Л. С. Зенович, Л. А. Котова Сдано в набор 10.04. 1981 г. Подписано в печать 6.05. 1981 г. Т09506. Бумага 70X108 1/16 Печать офсетная. Усл.-печ. л. 8,4. Усл. кр. отт. 10340 Уч.-изд. л. 11,4- Бум. л. 3,0. Тираж 438 500 экз. Цена 45 коп. Заказ 809 АДРЕС РЕДАКЦИИ 117333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны для справок: 135-90-20, 135-52-29 Чеховский полиграфический комбинат Союзполиграфпрома Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Чех ов Московс кой обл. (Q) Издательство «Наука», «Химия и жизнь», 1981 96
Чем жаба отличается от лягушки? Многие с детства наслышаны о лягушке-царевне или лягушке-путешественнице, но вряд ли кто припомнит басню или добрую сказку про жабу, хотя поэты и писатели обычно затрудняются быстро, на глаз, отличить жабу от лягушки. О лягушках «Химия и жизнь» писала давно (№ 11, 1973), зато в этом номере напечатана статья про жаб. Пожалуй, уместно здесь же обсудить, в чем разница между этими существами. Сперва обратите внимание, что обе амфибии ходят голышом: ни чешуя, ни роговые покровы, ни перья, ни мех не окутывают их тельца. За это в старину жаб и лягушек звали не иначе, как голыми гадами. Так вот, самое явственное различие между этими полезнейшими гадами именно в голой коже. У жаб она неровная, бородавчатая, частенько сухая. А красивая лягушачья кожа — гладкая, скользкая, всегда мокрая и блестящая, как бы покрытая лаком. Кожа амфибий легко пропускает и воду, и газы. Так, углекислый газ удаляется из тела преимущественно через кожу, а не через легкие. У лягушек и львиная доля кислорода поступает внутрь через кожу. А вот у жаб кожное дыхание слабее; при долгом пребывании в воде они задохнутся. И если лягушка может всю зиму преспокойно лежать на дне пруда, то жабе такое не по плечу — ей для зимовки подавай подвал или чью-то покинутую нору. Не только кожа, но и фигуры у них разные: лягушка — само изящество, а про жабу, увы, такого не скажешь. Ноги у жабы — словно култышки — короткие и слабые. Из-за этого она предпочитает не легкомысленные прыжки, а солидное передвижение ползком. Лягушки в высоту и в длину прыгают при публике — днем, а жабы не выставляют себя напоказ — выходят добывать пропитание по ночам. Даже жабьи головастики стараются не мозолить людям глаза, ведут себя солиднее лягушачьих — держатся у дна, плавают отнюдь не мелко. В результате многим людям не удается как следует познакомиться с жа- I бами. Не расстраивайтесь: для неспециалистов они выглядят всего лишь неуклюжими лягушками с бородавчатой кожей. Есть и отличие, которое стоит, право, принять близко к сердцу: жабы не квакают, а как писал профессор А. М. Никольский, «поют довольно нежным, стонущим голосом». Знатоки уверяют, будто жабы выводят вот такие мелодичные трели: оэк-оэк-оэк или иррррр- иррррррр. Лягушачье кваканье сотрясает воздух недели три, жабьи песенные фестивали втрое короче.
Отчего полнеют пилоты Кино, телевидение, печать создали образ летчика реактивной авиации. Стройный, даже худощавый мужчина в шлеме и гермокостюме. Волевое лицо, спокойный, устремленный в небо взор... Но оказывается, эти полубоги, эти небожители, подоб* но представителям самых прозаических профессий, порою начинают полнеть, да так, что гермокостюм становится тесен. Преждевременной пол-* ноте летчиков было посвящено специальное исследование, о котором рассказано в «Военно-медицинском журнале» A9В1, № 1). Установлено, что пилоты одноместных реактивных самолетов, регулярно совершающие вылеты, прибавляют в весе и чаще и основательнее, нежели их коллеги, которые принимают и испытывают новую технику, то есть летают от случая к случаю. Особенно это заметно в возрастных группах от 34 до 39 лет. Причем преждевременной полноте наиболее подвержены летчики высокого класса, занимающие . командные должности. Иными словами, избыточный вес хорошо коррелирует с общим числом часов, которые налетал пилот, с его профессиональным опытом. Военные летчики в своих частях получают хорошее питание. Но дело, как считают исследователи, совсем не в том. Причина полноты — в нервно-эмоцио- наль ном напряжении, которое неизбежно в сверхзвуковых полетах. Это напряжение приводит к ней- ро-эндокринным сдвигам, к нарушениям липидного обмена. Что же делать полнеющим пилотам? Следить за своим весом. Соблюдать диету: больше творога, овощей, фруктов. Принимать витамины, которые предупреждают нарушения липидного обмена. (Хорошие результаты, например, дает прием витаминного комплекса «Аэровит».) И побольше двигаться: бегать, ходить на лыжах, играть в теннис, волейбол, футбол. По-видимому, эти советы пригодятся не только летчикам, но и всем нам, кто подымается в воздух лишь в качестве пассажира «Аэрофлота».