«Непридуманные воспоминания»
Leonid Vinograd
(1924 - 2011)
ПРЕДИСЛОВИЕ КО 2-МУ ИЗДАНИЮ или
Ответы на вопросы читателей по химии
Тираж первого издания Воспоминаний очень быстро разошелся. Произведение заинтересовало участников Войны, а также их жен, детей, внуков, правнуков, и тех, кому не безразлична история Родины.
Первый вопрос, который мне был задан читателем, касался взаимодействия фронтов Советской армии в ходе Берлинской операции. Я сразу вспомнил старое утверждение о том, что предисловий никто не читает. Будучи солдатом, я ничего не мог знать ни о стратегии, ни о тактике сражения. Впоследствии я, конечно, интересовался историей ВОВ, но эти сведения нельзя рассматривать, как мои воспоминания. Лучше прочесть мемуары Жукова, Конева или Рокоссовского.
Были вопросы о ремонте танков, хотя мне казалось, что эта тема освещена мною достаточно подробно. Ответ на вопрос о вкусе самогона смотри в главе Халаим-городок.
Большинство же читателей больше заинтересовала моя гражданская специальность, то есть химия. Мне даже показалось, что я первый живой химик, которого они встретили на своем пути. Я поместил ответы в предисловии, поскольку они не являются воспоминаниями о ВОВ.
Один из читателей усмотрел в главе «Пить или не пить» некоторое сходство проблемы нехватки горючего для танков, самолетов и автомобилей в Советском Союзе и в Германии во время ВОВ, с энергетическим кризисом, охватившим мир в начале XXI-го века. В частности, его удивило то обстоятельство, что приобретенный в то далекое время положительный опыт замены дефицитного бензина более доступным спиртом, в наши дни выдается за новейшее достижение науки.
Должен сказать, что главное здесь не проблема приоритета. Расчеты показывают, что, если всю пригодную для земледелия поверхность земной суши превратить в плантации кукурузы, сахарного тростника или свеклы, и весь полученный урожай переработать в спирт, то мы сможем заменить им только небольшую часть потребляемого транспортными средствами бензина. Даже в том случае, если мы откажемся от употребления алкоголя по прямому, более приятному и полезному назначению.
Эта коллизия напомнила мне исследования, которые были предприняты советскими учеными в годы пятилеток, с целью избавить страну от необходимости импорта натурального каучука. Оказалось, что каучук можно получать не только из гевеи бразильской или индонезийской, но и из дикорастущего в Средней Азии кустарника кок-сагыза. Причем качество получаемого продукта почти такое же хорошее, как и у каучука из натуральной гевеи.
Когда исследование и проектирование заводов подошло к концу, подумали о том, как собрать достаточное количество дикорастущего кок-сагыза или в каких колхозах его выращивать как культурное растение. Расчеты показали, что в среднеазиатских республиках (а кок-сагыз не может расти в других районах СССР), не хватит площади, пригодной для выращивания необходимого количества этого кустарника.
Было и второе предложение – заставить гевею расти в средней полосе Союза. То есть превратить многолетние тропические деревья гевеи в однолетнюю поросль. Каждый год весной высевать семена гевеи, а осенью собирать, выросшие за лето веточки, и извлекать из них латекс. Как и предполагалось, сок из веточек давал после переработки вполне пригодный каучук. Главная трудность была преодолена. Страна больше не будет зависеть от внешнего мира. Но арифметические расчеты, которые на этот раз были сделаны своевременно, показали, что урожайность не та и земли опять же не хватит.
Хочу добавить, что советские химики параллельно вели вполне успешные работы по получению синтетического каучука.
Тот же читатель с надеждой в голосе спросил меня – может ли замена бензина спиртом, по крайней мере, улучшить экологическую ситуацию в мире, то - есть, сократит ли она разрушение защитного озонового слоя в атмосфере.
Я вынужден был его разочаровать. Сжигание любого горючего вещества, содержащего углерод, то есть нефти, угля, газа, дерева, спирта и даже пальмового масла, неизбежно приведет к выделению углекислого газа (углекислоты) - главной причины парникового эффекта. Количество этого газа всегда будет пропорционально количеству сгоревшего углерода, по уравнению:
С + О2 = СО2 + энергия
Никакая сила и никакая воля изменить это уравнение не смогут. Спасение могут принести только лошади или, в крайнем случае, велосипедисты.
Проницательный читатель сразу же возразит мне, напомнив, что и люди и животные, также выделяют при работе и дыхании углекислоту. С этим я спорить не могу. Но ни люди, ни животные никогда не смогут переработать столько углеродсодержащих продуктов, и соответственно никогда не смогут загрязнить планету в такой же степени, как это делают автомобили и самолеты.
В листьях растений, при поглощении солнечной энергии идет обратная реакция:
СО2 = С + О2
Углекислый газ, главная причина парникового эффекта, связывается при этом, образуя ткани растения. Кислород возвращается в атмосферу. Природное равновесие восстанавливается.
Пока люди не сжигали слишком много топлива, растения поддерживали баланс углекислоты и кислорода в атмосфере. Сейчас мы превысили предел возможности растений. И леса повырубили. Переработать весь производимый нами углекислый газ природа уже не в силах.
Почтенная дама, очень осторожно, используя окольные вопросы, чтобы не обидеть меня, пыталась узнать, является ли химия нравственной наукой и не стыдно ли мне на старости лет признаваться в том, что я – химик.
- Посмотрите, что творится, – восклицала она, – все пищевые продукты, вся вода, весь воздух, вся почва, даже бедные пингвины в Антарктике загрязнены вредными веществами - пестицидами, гербицидами, консервантами, антиоксидантами и еще Бог знает чем! А ведь все это придумали вы, химики! - Это уже обвинение. Надо отвечать.
Наука химия, как метод познания, не может быть нравственной или безнравственной, моральной или аморальной. Но полученные знания можно применить с пользой для человечества или во вред ему, более того научные знания могут стать орудием борьбы между людьми. перенести
Возмущение моей вежливой оппонентки вполне понятно. Многие люди, если не сказать большинство, также уверены, что от химии больше вреда, чем пользы. Более того, я сам, согласен с ее недовольством. Мне самому тоже хотелось бы использовать пищу, питье, и воздух свободные от нежелательных или подозрительных примесей. Всем хочется! Так, в чем же дело, давайте откажемся от вредоносной науки! Ведь жили же наши предки, причем сравнительно недавно, без нее, без науки, конечно.
Отменив науки, и химию в том числе, мы никак не затронем законы природы. Природа всегда жила и будет жить по своим объективным законам. Ей для этого вовсе не нужны наши субъективные знания! Это нам, жителям планеты, знания законов природы необходимы. Мы должны знать, как устроен наш большой дом. Иначе мы, используя мощь современной техники, быстро исчерпаем ресурсы и сделаем родную планету непригодной для жизни.
Наоборот, приведя нашу деятельность в некоторое соответствие с законами природы, мы можем многого достигнуть. Вспомним систему подсечного земледелия, которой долго придерживалось большинство народов европейского континента. Сначала сжигали деревья на участке леса, зола попадала на землю и удобряла поле. Затем высевали зерна и, через положенное время, собирали урожай. Радовались и веселились от души. Здорово!
Но, радость длилась не долго. Проходило 10-20 лет, и урожай заметно снижался. Что делать? Очень просто: - превратить в золу растения на новом участке леса и получить новое поле! Но людей становится все больше, а несожженых лесов все меньше. Принятая система земледелия не могла бесконечно кормить население. Какой выход? Начать войну и захватить чужую землю? Или продать лишних едоков в рабство?
Так было до Либиха. Барон Юстус фон Либих (1803-73) был химиком. Он предположил, что почва теряет, что-то необходимое для плодородия. Что же она теряет? Для того, чтобы разобраться, ученый сжег сноп ржи и проанализировал полученную золу. Она содержала фосфор, калий, и азот. Тогда он сжег навоз и получил те же элементы. Затем он проанализировал почву. В ней содержание фосфора, калия и азота, было недостаточным. Эти вещества были израсходованы и выведены из кругооборота вместе с урожаем. (Метод анализа тоже придумал Либих, попутно.)
Вывод был прост: – не выбрасывайте навоз в реку или в овраг, а возвращайте его на поля! Только и всего! Почва не будет терять плодородие.
Идеи Либиха были настолько неожиданны, что люди не могли их принять сразу. Появились противники. Они считали, что навоз на поле вреден, и что он делает полученные злаки, овощи и фрукты опасными для употребления в пищу. Опытов никто не ставил, но возражения были веские: -
«Раньше никто так не делал, и мы жили хорошо!»
Или еще проще: -
«Я этого не понимаю!»
К высоким урожаям вскоре привыкли. Число скептиков снизилось. Жить стало легче, но не навсегда. На богатых хлебах ускорился рост населения. Опять оказалось, что: - «Пряников сладких на всех никогда не хватает!» Хлеба нужно больше, а свободных площадей уже нет. Что же делать? Повышать урожайность, конечно. Сделать это можно несколькими путями.
Химики научились изготовлять азотные, калийные и фосфорные удобрения,. Их проще вносить с помощью технических устройств. Они не токсичны. Каждый элемент можно отдельно дозировать в зависимости от потребности. Лишних денег не тратить. Навоз забывать тоже не надо потому, что он не только вносит недостающие элементы, но и улучшает структуру почвы.
К сожалению, выращенный на полях урожай, едят не только люди и домашние животные. Конкурентами являются дикие животные, птицы и особенно насекомые. Помните донесение Пушкина графу Воронцову из Бесарабии: саранча летела, летела, села, все съела и дальше полетела? Саранча это самое прожорливое, но не единственное насекомое.
Если не принять меры, насекомые съедят нашу, в поте лица добываемую пищу. Но это еще не все. Многие насекомые представляют опасность для самих людей. Они могут передавать опасные микроорганизмы человеку от других людей или от животных. Во время Второй мировой войны, когда наши солдаты и жители не знали, куда деваться от насекомых, армии союзников уже имели эффективный препарат– ДДТ. Его добавляли в мыло и легко уничтожали вшей. В одном из районов Индии с 1948 по 1965 годы с помощью ДДТ были уничтожены малярийные комары, что спасло около 500 тысяч человеческих жизней. В Сибири он помогал справляться с энцефалитным клещом.
Фактически это был первый синтетический, хлорсодержащий инсектицид. Слава чудесного продукта росла. Его стали широко применять в сельском хозяйстве. Кроме обычных вредителей, ДДТ помогал легко справляться с саранчой, с колорадским жуком и прочими напастями. Большую роль играла простота и дешевизна его производства.
Ничтожной концентрации было достаточно, чтобы быстро истребить насекомых. На человека он такого же быстрого действия не оказывал. Опыта у химиков и биологов не было. Было заманчиво поверить в то, что если ДДТ не действует на людей так же быстро, как он убивает вшей, то, значит, не действует на людей вообще. Токсичность нового препарата, конечно, изучали на животных, но при разумных дозах, заметных вредных последствий не дождались. Был трагический инцидент в Иране. Несколько детей умерли, после того как их накормили кашкой, сваренной по ошибке из ДДТ. Но там были не миллиграммы на килограмм.
За 1962 год в мире было произведено 82 тысячи тонн ДДТ. Всего же было изготовлено более 1 миллиона тонн. Порошок заполонил всю планету. Оказалось также, что модный инсектицид очень устойчивое вещество, попав в мировую экосистему, он практически не разрушается, но продолжает в ней циркулировать длительное время.
В 1948 году швейцарский химик Пауль Мюллер был награжден Нобелевской премией в области физиологии и медицины за открытие высокой эффективности ДДТ как контактного яда. Слово контактный в данной формулировке, означает, что, убивая насекомых, он заметно не расходуется.
Вслед за ДДТ появились и другие пестициды, Они содержали фосфорорганические соединения. Насекомых они убивали не хуже ДДТ, но были не столь устойчивыми веществами и загрязняли почву не навсегда. Однако стоят они дороже, чем ДДТ.
С инсектицидами нам, людям, немного повезло. Физиология насекомых и млекопитающих имеет большие отличия. То, что для насекомого является страшным ядом, для человека не то что полезно, но в десятки раз менее токсично, То есть можно подобрать вид и дозу инсектицида таким образом, что вредитель наверняка погибнет, а человек заметного ущерба не понесет.
Однако все эти объяснения не снимают опасений, связанных с токсичностью ядохимикатов для людей. Все равно хочется еды без токсичных добавок! Возможен ли отказ?
Очень заманчивый и, казалось бы, очень просто осуществимый отказ от пестицидов и удобрений будет означать возврат жизни в дохимическую эру подсечного земледелия. Нельзя предположить, что человечество на это сможет пойти, поскольку первым и главным следствием этого шага станет снижение урожайности культурных растений минимум на 50%, то есть половина населения лишится пищи. Иными словами, это может произойти только в страшном сне. Обратного пути у нас нет!
Что же нам делать? Искать менее токсичные препараты, упрощать и удешевлять методы быстрого определения количества оставшихся в пище ядохимикатов. Очень важно создание инсектицидов, не опасных для полезных насекомых, например пчел и дождевых червей. Кто все это будет делать? Химики конечно! Проглотят «позор и стыд» и возьмутся за дело.
Химики никогда не трудились ради любви к искусству. Их труд всегда был нацелен на спасение людей от голода и болезней. Рост населения планеты все время наступал на пятки исследователей и заставлял их торопиться. Химики заслужено гордятся своими успехами. Это я пишу как ответ на вопрос: - не стыдно ли быть химиком?
Противники пестицидов осуществили своеобразный проект. Они стали получать экологически чистые продукты питания в особых условиях, не применяя удобрения и ядохимикаты. Пусть они будут во много раз дороже обычных, экологически грязных продуктов, Есть люди, которые могут позволить себе их кушать!
Проект, конечно, интересный, но вряд ли он осуществим в полной мере. Спохватились поздно, на земле уже нет площадей, не подвергшихся действию пестицидов. Приходится, какой то процент ядов допускать. Но, если новых инсектицидов не вводить, то содержание нежелательных примесей будет ниже, чем в грязном, рядовом продукте.
По внешнему виду экологически чистый продукт неотличим от грязного собрата. Появляется соблазн продать обычный товар по цене чистого. Тем более что в рядовом продукте тоже ограничено содержание токсичных примесей. Отличить их друг от друга путем анализа вполне возможно, но долго и дорого. В магазине анализ не проведешь. К тому же анализ каждой партии не обязателен. Закон требует только наблюдения за процессом приготовления.
Если есть деньги, смело идите в магазин экологически чистых продуктов – ваша нервная система станет здоровее от выполненного долга и приятных эмоций!
Вопрос серьезный, но не могу удержаться от анекдота.
-Что ты дедушка все ходишь и ходишь по рынку, что ты ищешь?
-Мне яблоки нужны, сынок.
-Чем же мои яблоки тебе не нравятся? Смотри, какие красивые!
-Так мне же для любимой внучки нужны яблоки, с червями (то есть без инсектицидов)…
Анекдот, как обычно, делает скрытую истину наглядной. Всех червей руками не соберешь. Вы видели червей в экологически чистой цветной капусте? Нет, конечно, кто же станет такую капусту покупать? Значит, инсектицид применен был, но тайно.
Так применять или не применять пестициды? Иметь много дешевых продуктов с примесью ядохимиката или голодать? Выход один – применять и привыкать, да привыкать к ничтожной примеси инсектицидов физиологически и психологически.
Вспомним историю средних веков. Каждый умный сюзерен содержит алхимика, который умеет готовить растительные и минеральные яды. И понемногу эти яды принимает, создавая у себя привычку к ядам. Иначе нельзя – отравят любимые родственники или прислуга, подкупленная врагом! Следы пестицидов тоже со временем выработают в нашем организме иммунитет! Мы к ним привыкнем, и они не будут нам существенно вредить.
Процесс привыкания к ДДТ начался в 1939 году, он идет уже 70 лет. Что же мы видим? Происходит повсеместное улучшение физического состояния населения, увеличивается продолжительность жизни, средний рост и средний вес людей, уменьшаются заболевания. Это, скорее всего, связано с улучшением качества и количества потребляемых продуктов питания. Особенно это заметно в странах, которые хронически страдали от скудного и несбалансированного рациона. Например, в Китае и Японии. В то же время постепенно растет, или остается на прежнем уровне, содержание пестицидов в тканях людей. Выходит их имеющийся уровень не препятствует улучшению демографических показателей. Из этого можно сделать вывод о том, что польза применения инсектицидов для людей превышает приносимый ими вред!
Теперь о пингвинах.
Затем произошел скандал: в жировой клетчатке внешне здоровых пингвинов, обитающих в Антарктиде, обнаружили следы ДДТ. Провели повторные исследования. Установили, что препарат, попав в организм птиц, не только пингвинов, но и всех прочих пернатых, заметно снижает жизнеспособность зародышей и делает слишком тонкой скорлупу яиц, что ведет к сокращению популяции. Препарат аналогично действует на репродуктивный аппарат рыб, водоплавающих млекопитающих и на планктон. Высокоточный анализ во всех случаях показывает наличие ДДТ.
Мелкие частицы ДДТ легко извлекается из воды одноклеточными организмами. Спустя час – два в воде уже не обнаруживается введенный инсектицид. Он весь внутри клеток. Эти клетки становятся добычей рачков, моллюсков, рыб и морских птиц. Двигаясь по пищевой цепи, ДДТ все время накапливается в жировой ткани и распространяется по всему миру. Пингвины получают его с рыбой, которой питаются.
Борьба за защиту симпатичных, всеми любимых пингвинов от истребления, привлекла внимание к инсектицидам. Стоявший в строю первым, ДДТ был публично казнен. В развитых странах применение препарата было запрещено. Сделали исключение для энцефалитного клеща в Сибири. Его больше ничем не возьмешь! И для стран Африки. У них нет денег на покупку более дорогих препаратов! Выпускающие инсектициды фирмы не стали сильно спорить по поводу ветерана. Они уже производили более мощные, более избирательные и, конечно, более прибыльные, яды для насекомых. Антиреклама ДДТ была им полезна. Другие инсектициды запрещены не были, их продолжали выпускать и применять.Стр.80 тоже об этом
Биотехнологи решают проблему увеличения плодородия иначе. Они научились изменять природу растения путем изменения его генома. Например, сейчас широко применяют рис, геном которого изменен таким образом, что растение больше не болеет и не боится вредителей. Это повысило урожайность важнейшей зерновой культуры на 50%.
Изменение наследственного кода животных, растений и микроорганизмов приводит к новым, экономически выгодным технологиям. В мире действуют несколько успешных биотехнологических школ.
Химиков обвиняют также в создании синтетических лекарств. В мире нет совершенно безвредных синтетических или природных, веществ. Все зависит от дозировки, от соотношения дозы действующей и дозы токсичной. Мы стремимся приблизить величину этой дроби к нулю. Но это идеал.
Существует стойкое убеждение в том, что природные вещества чистые, а синтетические грязные. Раздаются голоса: - отменить синтетические лекарства, перейти на травы и корни растений. Это неверно в корне, более того, это клевета на химиков. Химики умеют очистить природное или синтетическое вещество до любой требуемой степени. Более старое название химии: наука о разделении. К испытанию допускаются только потенциальные лекарства, содержащие не менее 99,5% действующей субстанции. Отдельно регламентируется присутствие токсичных примесей.
Природные лекарства, как правило, представляют собой смеси десятков, а то и сотен веществ. Очень часто соотношение присутствующих соединений изменяется от партии к партии, от сезона сбора, от хранения. Их лечебное действие, как правило, результат внушения и веры в таинственные силы.
В тех случаях, когда природное лекарственное средство действительно содержит полезное начало, есть смысл его выделить в чистом виде и назначать больному в точно определенном количестве. Так поступают, например, с наперстянкой, выделяя из нее чистый кристаллический препарат дигоксин, который в отличие от травы легко дозировать.
Каждый лекарственный препарат обладает побочными действиями. Это любимая тема для светских бесед. Мы иногда слышим, как фармацевтические фирмы изымают свое лекарство из аптек и даже прекращают его производство. В чем тут дело? Такие случаи имеют место, когда при широком и достаточно долгом использовании нового препарата, у него обнаруживаются побочные действия, не ожидавшиеся и не замеченные в ходе лабораторного исследования.
Никто не считает эти случаи основанием для прекращения выпуска новых лекарств вообще. Фармакологи, врачи и химики не святые. Не ошибается только тот, кто ничего не делает.
Все пестициды потенциально опасны для здоровья человека. При производстве Organic food опасные вещества не должны применяться. Сорняки надлежит выпалывать руками, а насекомых уничтожать с помощью ловушек, птиц или естественных их врагов. Специальные контролирующие организации должны следить за продуктом от семечка до прилавка.
Экологически чистые продукты (organic food) должны выращиваться без применения минеральных удобрений, только на органическом навозе. Это требование легко декларировать, но невозможно проверить с помощью химического анализа, поскольку минеральные соли не содержат ничего такого, чего не содержал бы навоз. Приходиться верить фермеру и продавцу на слово
Естественно, производить экологически чистые продукты гораздо дороже, чем обычные, нечистые. Очень большой соблазн продать обычный товар по цене чистого. Тем более, в обычном продукте тоже запрещено применять ядовитые добавки. Отличить их путем анализа вполне возможно, но страшно дорого. К тому же анализ каждой партии не обязателен. Закон требует только наблюдения за процессом приготовления. Уповать нам следует только на высокую честность всех участников производственной цепи. Пока же невозможно даже узнать, в какой стране продукт произведен. И какие там
Самый впечатляющий пример искусства химиков и биологов, это полная расшифровка строения генома человека. Почему так интересно и важно знать устройство генома живого организма? Геном это по существу шаблон или форма, которая содержит в закодированном виде всю информацию, необходимую для развития, жизни и воспроизводства организма.
Генный код представляет собой полимерную цепочку, построенную всего из 4-х видов особых молекул – неклеотидов. Но этих, сравнительно простых молекул, геном содержит почти 3 миллиарда. Расшифровать код генома, это, значит, установить последовательность нуклеотидов в молекуле этого полимера. Определение последовательности представляло титаническую работу, которую совместными усилиями осуществили несколько групп ученых. Она была закончена в 2007 году. О том, как происходит считывание информации с генома и постройка белков, клеток и организмов, было к этому времени уже известно.
Скептики, конечно, останутся. Но аргументы: «раньше мы без химии жили очень хорошо! Я этого не понимаю!» влияния на жизнь не окажут.
В наши дни уже невозможно изолировать себя от свершившейся химической революции. Стоит подумать о том, как лучше вписать свою жизнь в изменившийся мир, как к нему легче приспособиться. Очень трудно и страшно жить в этом мире, не зная ни его опасностей, ни его возможностей, не ориентируясь в нем, и брезгливо отвергая химию с порога. Хотим мы этого или не хотим, но адаптация к жизни в химическом мире неуклонно происходит. И не в наших силах и не в наших интересах идти этой стихии наперекор! Наоборот, сейчас самое время поднимать уровень химического образования и мышления людей, делать химию нашим собственным, полным новых возможностей миром.
Л.Х.В 2009