Свинец
Погубивший рим
Бдительные гуси. – Печальная судьба патрициев. — На службе инквизиции. — Секреты брахманов. – Крики ужаса на Мосту вздохов. — Веский аргумент. — Восемьдесят лет под водой. — Недопустимая "самодеятельность". – Тучи над городом встали. — В снегах Гренландии. — Ледяной столб. — В наборной кассе. — Увесистые письма. — Под звон хрусталя. — "Made in Rodos". — Пожар в афинском порту. – Бывают ли чудеса? — Проделки "перуанского художника". – Ядовитый "сахар". – В нападении и защите. — "Мини"-иллюминатор. — Находка под слоем золы. — Жуки работают без "перекуров". – В садах Семирамиды. — Один на десять миллионов. — Зачем нужна конспирация? — Фамильные узы. — Кошку назвали кошкой.
Рим спасли гуси - это известно всем. Бдительные птицы своевременно, заметили приближение неприятельских войск и тотчас резкими гортанными звуками сигнализировали об опасности. На этот раз для древних римлян все обошлось благополучно.
Тем не менее Римской империи суждено было впоследствии пасть. Что же послужило причиной падения некогда могущественного государства? Что погубило Рим?
"Древний Рим отравился свинцом", - к такому выводу пришли некоторые американские и канадские ученые-токсикологи. По их мнению, использование свинцовой посуды (бутылей, бокалов, чаш) и косметических красок, содержащих соединения свинца, приводило к хроническому отравлению и вымиранию римской знати. Известно, что многие императоры, правившие Римом в первые столетия нашей эры, т.е. в последний период существования империи, страдали теми или иными психическими заболеваниями. Средняя продолжительность жизни римских патрициев не превышала 25 лет. Люди низших сословий в меньшей степени подвергались свинцовому отравлению, поскольку они не имели дорогой посуды и не употребляли косметических средств. Но и они пользовались знаменитым водопроводом, "сработанным еще рабами Рима", а трубы его, как известно, были сделаны из свинца.
Люди вымирали, империя чахла. Разумеется, виноват в этом был не только свинец. Существовали и более серьезные причины - политические, социальные, экономические. И все же доля истины в рассуждениях американских ученых безусловно есть: обнаруживаемые при раскопках останки древних римлян содержат большие количества свинца.
Все растворимые соединения этого элемента ядовиты. Установлено, что вода, которая питала Древний Рим, была богата углекислым газом. Реагируя со свинцом, он образует хорошо растворимый в воде кислый углекислый свинец. Поступающий даже в малых порциях в организм свинец задерживается в нем и постепенно замещает кальций, который входит в состав костей. Это приводит к хроническим заболеваниям.
На "совести" свинца лежит не только погубленный Рим, но и другие темные дела. Во времена разгула инквизиции иезуиты использовали расплавленный свинец как орудие пыток и казни. В Индии еще в начале прошлого века, если человек низшей касты сознательно или нечаянно подслушивал чтение священных книг брахманов, ему вливали в уши расплав свинца (чтобы сохранить свою власть над народом, жрецы Вавилона, Египта, Индии издавна держали свои знания в глубокой тайне).
В Венеции сохранилась средневековая тюрьма для государственных преступников, соединенная Мостом вздохов с замечательным памятником архитектуры - Дворцом дожей. На чердаке тюрьмы имелись специальные камеры под свинцовой крышей - для особо провинившихся. Летом узники здесь изнывали от жары, зимой - стыли от холода. А на Мосту вздохов слышны были крики ужаса...
С тех пор как изобрели огнестрельное оружие и из свинца начали отливать смертоносные пули для ружей и пистолетов, он стал одним из самых "веских аргументов" в споре враждующих сторон. Свинец не раз решал исход и грандиозных военных баталий, и мелких гангстерских потасовок.
Может сложиться впечатление, что, кроме вреда, от свинца ничего не дождешься, и поэтому ближайшая и главная задача человечества - полностью избавиться от этого злого металла, принесшего уже столько бед и горя. Но люди почему-то не стремятся к такому избавлению, а, напротив, постоянно расширяют производство свинца. Из всех цветных металлов лишь алюминий, медь и цинк производятся в большем количестве, чем свинец. Какой же полезной деятельностью занимается этот металл?
История знает немало примеров, когда народы вели справедливые войны за свою свободу и независимость - и в этой борьбе им помогал свинец. Чтобы быть уверенным в надежности своих границ, необходимо иметь не только порох в пороховницах, но и все тот же свинец. Вот почему военное значение этого металла весьма велико.
Когда развитие техники привело к созданию автомобилей, подводных лодок, самолетов, возникновению химической и электротехнической промышленности, в производстве свинца произошел особенно резкий скачок.
Еще в 1859 году французский физик Гастон Планте изобрел химический источник тока - свинцовый аккумулятор. За прошедшие сто с лишним лет в мире изготовлено огромное количество этих простых, но надежных устройств для накопления энергии: примерно треть всей мировой добычи свинца расходуется на "нужды" аккумуляторов. Недавно английские водолазы, которые занимались подъемом подводной лодки, затонувшей еще в начале нашего века, нашли и подняли на поверхность свинцовый аккумулятор. Каково же было их удивление, когда выяснилось, что, пробыв под водой ни мало, ни много восемьдесят лет, он все еще дает ток.
Оригинальный проект разработан в США: в штате Мичиган предполагается соорудить колоссальную по размерам батарею свинцовых аккумуляторов, на которую будет возложена ответственная миссия - удовлетворять потребность штата в энергии в часы пик. Заряжаться же эта "батарейка", весящая почти 3 тысячи тонн, будет в те часы, когда в потреблении энергии обычно наблюдается заметный спад.
Крупный потребитель свинца - топливная промышленность. В бензиновых двигателях горючую смесь, перед тем как поджечь, сжимают, и чем сильнее это сжатие, тем экономичнее работает двигатель. Но при значительной степени сжатия горючая смесь взрывается, не дожидаясь, когда ее подожгут. Естественно, такая "самодеятельность" недопустима. На помощь пришел тетраэтилсвинец. Небольшие добавки его к бензину (меньше 1 грамма на литр) предотвращают взрывы, заставляя топливо сгорать равномерно, а главное - в тот самый момент, когда это нужно.
Поскольку тетраэтилсвинец очень ядовит, этилированный бензин окрашивают в розовый, зеленый, оранжево-красный и другие (в зависимости от марки) цвета, чтобы отличить от обычного.
К сожалению, значительные количества ядовитых веществ выбрасываются автомобильными двигателями с выхлопными газами. Ученые Калифорнийского технологического института (США) подсчитали, что над большими городами носятся целые тучи свинца (как видите, литературный эпитет "свинцовые тучи" может иметь и буквальный смысл): за год только над океанами и морями северного полушария выпадает около 50 тысяч тонн этого металла, образующегося главным образом из добавок к бензину. Вот вам и 1 грамм на литр! Свинец автомобильного происхождения был обнаружен даже в снегах Арктики. Специалисты давно подыскивают 'замену тетраэтилсвинцу и уже добились в этом кое-каких успехов.
Любопытны данные, полученные при анализе гренландского фирна (плотного снега). Пробы фирна брались из разных горизонтов, соответствующих тому или иному историческому периоду. В образцах, датированных VIII столетием до н.э., на каждый килограмм фирна обнаружено не более 0,0000004 миллиграмма свинца (эта цифра принята за уровень естественного загрязнения, главный источник которого - вулканические извержения). Образцы, относящиеся к середине XVIII века (начало промышленной революции), содержали свинца уже в двадцать пять раз больше. В дальнейшем же началось настоящее "нашествие" этого элемента на Гренландию: содержание его в образцах фирна, взятых в верхних горизонтах, т.е. соответствующих нашему времени, в пятьсот раз превосходит естественный уровень.
Еще богаче свинцом вечные снега европейских горных массивов. Так, содержание его в фирне одного из ледников Высоких Татр за последние сто лет возросло примерно в пятнадцать раз. Если же исходить из уровня естественной концентрации, то оказывается, что в Высоких Татрах, находящихся рядом с промышленными районами, этот уровень превышен почти в двести тысяч раз!
Сравнительно недавно объектом исследования шведских ученых стали многовековые дубы, растущие в одном из парков в центре Стокгольма. Оказалось, что содержание свинца в деревьях, насчитывающих четыреста лет, в последнее время резко увеличилось вместе с ростом интенсивности автомобильного движения. Так, если в прошлом веке в древесине этих дубов содержалось всего 0,000001 % свинца, то к середине XX века свинцовый "запас" удвоился, а к концу 70-х годов возрос уже примерно в десять раз. Особенно богата свинцом та сторона деревьев, которая обращена к автомобильным дорогам и, следовательно, более подвержена воздействию выхлопных газов.
На Всемирной выставке "Экспо-75", проходившей в Японии на острове Окинава, внимание посетителей привлекал необычный экспонат - тридцатиметровый столб льда, выпиленный из айсберга, возраст которого примерно три тысячи лет. Исследования, проведенные учеными Японии, США и СССР, показали, что в последние десятилетия айсбергу пришлось "приютить" немалое количество свинца - результат бурного развития автомобильного транспорта.
В современной технике у свинца немало и других занятий. В электротехнической промышленности, например, этот металл служит надежной и достаточно эластичной оболочкой кабелей. Значительные количества его идут на изготовление припоев. Химические заводы и предприятия цветной металлургии для защиты оборудования от коррозии производят свинцевание (покрытие тонким слоем свинца) внутренней поверхности камер и башен для производства серной кислоты, труб, травильных и электролизных ванн. Во многих машинах и механизмах можно встретить подшипниковые сплавы свинца с другими элементами.
Об одном из свинцовых сплавов стоит рассказать подробнее. Вместе с сурьмой и оловом свинец уже несколько столетий входит в состав гарта - типографского сплава, из которого делают шрифты и другие элементы набора для книг, газет и журналов. Очень образно оценил эту роль свинца немецкий просветитель XVIII века Георг Кристоф Лихтенберг: "Больше, чем золотом, - писал он, - мир изменен свинцом, притом свинцом не из дула ружья, а свинцом из наборной кассы".
Истины ради заметим, что свинец имел довольно прямое отношение к письменности еще задолго до того, как великий немецкий изобретатель Иоганн Гутенберг использовал этот металл для отливки типографских литер. Не так давно советские археологи нашли на острове Березань, расположенном в Черном море при входе в Днепровский лиман, древнегреческое письмо на тонкой свинцовой пластинке, свернутой в трубочку. Столь же увесистое послание было обнаружено при раскопках руин древнего города Ольвии на берегу Буга. Такой способ переписки был широко распространен в Древней Греции, но до современных ученых "дошло" лишь пять свинцовых писем. Почему же эти металлические свитки - большая редкость? Да потому что, совершенно игнорируя интересы своих любознательных потомков, адресат, прочтя письмо, использовал его затем для изготовления разновесов и грузил, для ремонта крыши и других утилитарных целей.
Письмо, найденное на Березани, датируется VI веком до н.э. В нем некий Ахиллодор повествует Анаксагору о ссоре из-за рабов. В другом письме, относящемся к IV веку до н.э., некто Батикон делится со своим другом Дифилом переживаниями по поводу неудачного судебного процесса. Так спустя два с половиной тысячелетия свинец поведал историкам о некоторых штрихах жизни и общественных отношений древнегреческих колонистов, осваивавших тогда Причерноморье.
В наши дни многогранное применение находят соединения свинца. Вот уже несколько столетий миру известен хрусталь - стекло, прозрачное, как утренняя роса, радующее веселой игрой света и чистым мелодичным звоном. А своим появлением хрусталь обязан... случаю и свинцу. В начале XVII века английские стеклоделы перешли с дровяного отопления на угольное. Все было бы хорошо, если бы не копоть, которой стало намного больше: попадая в стеклянную массу, частицы копоти делали стекло темным и мутным. Чтобы избежать этого, стекло стали варить в закрытых горшках, но оно часто не проваривалось, и тогда-то, а точнее в 1635 году, мастера стекольных дел решили добавить в массу свинец, понижавший температуру ее плавления. И произошло чудо: бокал из нового стекла сверкал, как алмаз, и рождал чарующий звон. По сходству с красивыми природными кристаллами горного хрусталя свинцовое стекло также стали называть хрусталем. Так, благодаря свинцу люди обрели прекрасный материал, из которого изготовляются поистине удивительные изделия.
Но одному из "любителей" хрусталя свинец, напротив, принес крупные огорчения. Однажды соответствующие органы расследовали дело о пожаре. Дом сгорел дотла, но к счастью для владельца, все имущество было полностью застраховано и ему причиталась солидная сумма, поскольку, по его словам, среди прочих вещей в доме хранилась ценная коллекция хрусталя - огонь превратил его в бесформенные куски стеклоподобной массы. Однако работники, проводившие расследование пожара, усомнились в том, что перед ними "останки" хрусталя и отправили их на экспертизу. И вот флюоресцентный анализ показал, что содержание свинца в исследуемом веществе крайне мало, в то время как в хрустале он должен присутствовать в значительных количествах. В результате хрусталь оказался обычным стеклом, а дело о пожаре - делом о поджоге. Как выяснилось, хозяин дома предварительно вывез все ценности, заменил хрусталь стеклом, а затем поджег свой дом и стал терпеливо дожидаться крупного страхового возмещения. Но помешал свинец.
С давних пор известны и краски, содержащие этот элемент. Свинцовые белила, например, умели изготовлять еще три тысячи лет назад. Крупнейшим поставщиком белил считался в те времена остров Родос. Способ, по которому здесь изготовляли краску, был далеко не совершенным, но достаточно надежным. В бочку наливали раствор уксуса, сверху укладывали ветки кустарника, а на них - куски свинца, после чего бочки плотно закупоривали. Когда спустя некоторое время их открывали, свинец оказывался покрытым белым налетом. Это и были белила. Их соскабливали с металла, упаковывали в тару и вывозили в различные страны.
Однажды в афинском порту Пирее, где стоял корабль с грузом свинцовых белил, вспыхнул пожар. Поблизости в этот момент находился художник Никий. Зная, что на горящем корабле имеются краски, он поднялся на него, в надежде спасти хоть один бочонок: краски тогда стоили дорого, да и достать их порой было нелегко. К удивлению Никия, в обуглившихся бочонках он увидел не белила, а какую-то густую массу ярко-красного цвета. Взяв один из бочонков, художник покинул корабль и поспешил в свою мастерскую. Содержимое бочонка оказалось отличной краской. Впоследствии ее назвали суриком и стали получать пережигая свинцовые белила.
Известно, что картины и иконы, написанные свинцовыми красками, со временем темнеют: под действием микропримесей сероводорода, всегда находящихся в воздухе, образуется темный сульфид свинца. Но стоит протереть изображение слабым раствором пероксида водорода или уксуса, как краски вновь становятся светлыми, яркими. Моряки, плавающие вблизи тихоокеанского побережья Латинской Америки (в частности, у берегов Перу, где некоторые слои воды богаты сероводородом), знакомы с работами "перуанского художника". Так, шутя, они называют явление, заставляющее удивляться и недоумевать непосвященных пассажиров: лайнер, бывший еще вчера вечером белоснежным, утром оказывался совершенно черным. А виноват в этом, как вы уже знаете, был свинец.
В медицине соединения свинца используют как вяжущие, болеутоляющие и противовоспалительные средства. Уксуснокислый свинец, например, известен как "свинцовая примочка". За сладковатый вкус ее иногда называют свинцовым сахаром. Но ни в коем случае нельзя забывать, что этот "сахар" может вызвать сильное отравление организма.
Не случайно в цехах и лабораториях, где человек имеет дело со свинцом или его соединениями, принимают специальные меры предосторожности. Врачи-гигиенисты и инженеры по охране труда постоянно следят за тем, чтобы содержание свинца в воздухе не превышало допустимой нормы - 0,00001 миллиграмма на литр. Если в недалеком прошлом свинцовые отравления были профессиональным заболеванием рабочих свинцовоплавильных заводов и типографий, то в наше время благодаря совершенствованию технологии производства, мероприятиям по вентиляции и обеспыливанию об этих болезнях практически забыли.
Любопытно, что человек, не только защищается от свинца, но и защищается... свинцом.
Металлический свинец оказался одним из самых "непрозрачных" материалов для всех видов радиоактивных и рентгеновских лучей. Если вы возьмете в руки фартук врача-рентгенолога или его перчатки, то вас поразит их тяжесть: в резину, из которой они изготовлены, введен свинец - он задерживает рентгеновские лучи, защищая тем самым организм от их губительного действия. В кобальтовых пушках, используемых для лечения злокачественных опухолей, крупинка радиоактивного кобальта надежно упрятана в свинцовую оболочку-грушу.
Свинцовые экраны применяют в атомной энергетике, в ядерной технике. От радиоактивного излучения защищает и стекло, в состав которого входят оксиды свинца. Такое стекло позволяет наблюдать за обработкой радиоактивных материалов с помощью механических рук - манипулятора. В атомном центре в Бухаресте имеется иллюминатор из свинцового стекла толщиной 1 метр . Весит он более полутора тонн.
В земной коре содержится сравнительно немного свинца - в тысячи раз меньше, чем алюминия или железа. Но несмотря на это, он стал известен человеку еще в глубокой древности - примерно за шесть - семь тысяч лет до н.э. В отличие от многих других металлов, свинец имеет низкую температуру плавления (327°С) и находится в природе в виде довольно непрочных химических соединений. Это обусловливало возможность неожиданного его получения. Известен, например, случай, когда богатое свинцовое месторождение было обнаружено в Америке в результате... лесного пожара: на месте сгоревшего леса под слоем золы были найдены крупные слитки свинца. Пожар "выплавил" его из руд, находившихся под корнями деревьев. Вероятно, таким путем первый свинец и попал в руки доисторических обитателей нашей планеты.
Самым древним дошедшим до нас изделием из свинца считают египетскую фигуру, хранящуюся в Британском музее: ее возраст более шести тысяч лет. В Испании сохранились древнейшие отвалы свинцовистых шлаков: здесь еще в третьем тысячелетии до н.э. финикийцы разрабатывали свинцово-серебряное месторождение Рио-Тинто. При раскопках ассирийского города Ашшура была обнаружена свинцовая глыба массой примерно 400 килограммов . Археологи полагают, что она относится примерно к 1300 году до н.э.
Свинец - самый мягкий из всех обычных металлов: он легко царапается даже ногтем. Знаменитый немецкий зоолог Альфред Эдмунд Брем в своем популярном труде "Жизнь животных" приводит любопытный факт: осы, стремясь оказаться на свободе, ухитрились прогрызть стенки свинцового ящика толщиной 43 миллиметра . А некоторые жуки сумели проделать отверстия в массивных свинцовых трубах городского водопровода. Ученые, заинтересовавшиеся этой способностью жуков, провели эксперимент, поместив их в стеклянную пробирку, накрытую тонкой свинцовой фольгой. Стекло жукам было явно не по зубам, а металл показался им вполне преодолимым препятствием: медленно, но верно они начали прокладывать путь к свободе, отгрызая и выбрасывая мельчайшие частицы свинца, видимые невооруженным глазом. Зоологов удивил "бригадный" метод работы насекомых: все узники поочередно "сверлили" одно отверстие, словно понимая, что и один проход в заграждении даст возможность всем выбраться на волю. Для достижения цели жукам потребовалось всего шесть часов - неполный рабочий день, но без "перекуров".
Мягкость свинца не позволяла ему конкурировать с медью, бронзой или железом в качестве материала для орудий труда. Зато изготовлять трубы и другие детали водопроводов из этого пластичного металла оказалось очень удобно. Мы уже упоминали о римском водопроводе. Признанные одним из семи чудес света висячие сады Семирамиды орошались водой через сложную системы колодцев, труб и других гидравлических сооружений, также сделанных из свинца. В первой половине XVII века в Свибловой башне Московского Кремля был сооружен резервуар для воды, выложенный свинцовыми листами. Сюда вода закачивалась из Москвы-реки, а отсюда по свинцовым трубам она поступала в царские хоромы, сады и на прочие важные объекты. С тех пор эта башня именуется Водовзводной.
В давние времена свинец выполнял и другую работу, связанную с водой. Еще древние греки подметили, что ядовитые оксиды свинца явно не по вкусу моллюскам, рачкам и другим обитателям подводного царства, которые любят прилипать к днищам морских и речных судов. Вот почему античные кораблестроители охотно использовали свинец в качестве судовой обшивки: "прилипалы" обходили ее за версту. К тому же свинец надежно защищал железное днище и корабельные гвозди от ржавчины.
XX век доверил свинцу много интересных и важных дел, но и предъявил к нему ряд повышенных требований, в частности в отношении чистоты металла. В нашей стране разработан метод так называемого амальгамного рафинирования, который позволил впервые в мировой практике получить сверхчистый свинец: на долю примесей в нем приходится лишь 0,00001%. Это значит, что в тонне такого свинца едва удается "наскрести" десятую долю грамма всех посторонних элементов, вместе взятых!
На этом можно было бы и закончить рассказ о свинце, но мы еще ничего не сказали о названии этого элемента. Слово "свинец" происходит, видимо, от слова "свинка" - так раньше называли слитки этого металла (да и сейчас еще их именуют чушками). Но прежде чем стать свинцом, металл успел пожить под другими именами.
Вы помните чудесную сказку С.Я. Маршака о том, как кошку назвали сначала солнцем, потом тучей, ветром, мышкой, а в конце концов нарекли кошкой? Нечто подобное произошло и со свинцом.
Загляните в толковый словарь Даля и вы узнаете, что в поговорке "слово - олово" имеется в виду не олово, а свинец - металл более тяжелый, более весомый. А сама поговорка и употребляется, когда речь идет о слове веском, верном, надежном. Но зачем же такая конспирация? Проще было бы сказать прямо: "слово - свинец". Оказывается, в старину на Руси свинец называли оловом. Настоящее же олово появилось позднее, причем первое время его ошибочно принимали за свинец (свойства этих металлов, действительно, в какой-то степени сходны). Когда, наконец, их научились различать, то старое название закрепилось за новым металлом, а его предшественника назвали свинцом. Эти металлы путали и древние римляне. Свинец они называли "плюмбум нигрум" (свинец темный), а олово - "плюмбум альбум" (свинец белый).
"Фамильные" узы связывают свинец еще с одним металлом - молибденом. В переводе с греческого "молибден" означает "свинец". Оказывается, в древности многие путали минералы этих металлов - галенит и молибденит, называя и тот и другой "молибденой". Когда же спустя много веков из молибдена был получен новый элемент, он отобрал у свинца его древнегреческое название.
