Петр Образцов - Мир, созданный химиками. От философского камня до графена
Соленый путь
С наступлением зимы улицы наших городов начинают посыпать «солью». Принято считать, что это очень вредно для автомобилей и обуви пешеходов, а также для деревьев и газонов на тротуарах. Каждый зимний сезон в газетах появляются панические статьи об экологическом вреде данного мероприятия и требования прекратить, запретить и приказать убирать снег силами дворников и специальных машин.
Возьмем наши крупнейшие города. Москва находится на 56-й параллели, Екатеринбург — на 58-й, Санкт-Петербург — на 60-й. Ни в одной другой стране мира на таких широтах не располагаются столь крупные по территории и населению города, ни в одной стране мира нет столь долгих зим. Поэтому все способы удаления снега и льда с поверхности автодорог, будь то в северном Хельсинки или более или менее северном Торонто, для нас абсолютно неприемлемы. Пишут, что в Хельсинки посыпают дороги не песком с солью, а гранитной крошкой — но весь Хельсинки помещается в московское третье кольцо, а в Торонто зима длится месяца два. Сравнения с США просто бессмысленны, все мы знаем, что обильные снегопады в этой южной стране превращаются в национальное бедствие.
А у нас такие снегопады — национальная особенность, банальная, как дураки и дороги, и происходящая каждый год 5 месяцев подряд. Просто климат нам достался худший из возможных (в Гренландии хуже, но там и живут пара десятков тысяч человек — как на одной московской улице). Поэтому, кстати, насмешки Фазиля Искандера по поводу слишком пристального внимания москвичей к прогнозам погоды несостоятельны. Да, в России не бывает тайфунов или цунами, но жители больших городов уходят по утрам из дома на весь день, до работы добираются около часа, и поэтому зайти домой в обед и переодеться, если изменилась погода, у них возможности нет — в отличие, к примеру, от жителей Сухума, который поместится в московском Бульварном кольце. Вот почему снег и лед приходится убирать единственно возможным методом, посыпая дороги смесью песка и веществ, понижающих температуру замерзания раствора. Ничего не поделаешь, такими веществами являются соли и некоторые органические соединения, например глицерин или этиленгликоль. Можно ли представить себе обработку улиц глицерином или автомобильным тосолом (это и есть этиленгликоль)? Тосол помимо высокой стоимости еще и ядовит. А из солей самыми эффективными в деле плавления льда и снега и самыми дешевыми являются хлориды, прежде всего — хлорид натрия, наша поваренная соль.
Впрочем, были попытки поливать улицы раствором другого хлорида — хлорида кальция, который «работает» при еще более низких температурах. Привело это к тому, что даже в самый отчаянный мороз под 30 °C вся Москва была покрыта мерзкой черной жижей, которая намертво прилеплялась к лобовым стеклам и фарам автомобилей. Пробовали использовать минерал сильвинит — смесь хлорида калия и хлорида натрия, но тоже ничего особенно хорошего не вышло. Лучше соли и песка пока наука ничего не придумала.
Время от времени появляются предложения о нагреве поверхности дорог электрическим током. Например, использовать для покрытия дорог электропроводящие минералы типа карельского шунгита или проложить проволоку. Все это такая чушь, что даже обсуждать не хочется. Стоит поговорить разве что о стонах зеленых по поводу коррозии автомобилей, действительно усиливающейся после обработки дорог хлоридами, о гибели деревьев, растущих около этих дорог, и, наконец, о порче нашей обуви.
Что касается автомобилей, то проблема решается просто, надо лишь обработать днище специальными мастиками. Кроме того, доказано, что после снегопада или появления гололеда количество аварий на городских дорогах, еще не обработанных песчано-соляной смесью, возрастает десятикратно! Тут уж не до беспокойства о ржавчине. Теперь насчет обуви.
На самом деле наша поваренная соль NaCl коже не вредит, а, наоборот, защищает ее от гниения. И вся идущая на изготовление обуви кожа пропитана раствором соли. При ее намокании и последующем высыхании происходит процесс хроматографии — вода по капиллярам кожи перемещается от более мокрого места к более сухому, переносит с собой соль, высыхает — и соль остается на границе процесса. При этом переносится любая соль — и та, что действительно попала с улицы, и собственная соль кожи. Проверить это проще простого — посмотрите на состояние сапожек после прогулки по снегу где-нибудь в лесу, где соль никто не разбрасывает. После высыхания на сапожках образуется все тот же белесый след, причем неопасный и легко смывающийся водой или закрашиваемый кремом для обуви.
Но вот деревьям в городе соль действительно не полезна. При разбрасывании ее на газонах (по нерадивости) растительность и правда угнетается. Однако просто не надо бросать соль где попало. С автомобильных дорог смытая соль должна попадать в канализацию, никак не связанную с корнями деревьев, и проблема решается тоже просто — муниципалитет должен следить за исправностью канализации.
Негорючие перчатки
А вот и еще одна история, в которой конкуренция строительных компаний одержала победу над здравым смыслом и химической наукой. Это про асбест — удивительный природный волокнистый минерал на основе магнезиальных силикатов из групп хризотила и амфибола. Наибольшее технологическое значение имеет всем известный белый (хризотиловый) асбест. Гибкие тонкие волокна асбеста имеют достаточно высокую прочность на разрыв, пригодны для прядения и получения тканей и обладают высокой жаро-и химической стойкостью и теплоизолирующей способностью. Варежки из асбеста, использующиеся металлургами, после загрязнения можно не мыть, а просто бросить в огонь — прокаливание возвращает им снежно-белый цвет.
Эти свойства асбеста привели к широчайшему использованию минерала в самых различных областях, прежде всего в строительстве. Из асбеста, основные запасы которого находятся в России и Канаде, изготавливают потолочные плиты, асбоцементные трубы, противопожарные переборки, стеновые панели, различные утеплители и даже асбестовые одеяла, которыми положено накрывать очаги воспламенения. Использовался асбест и в тормозных накладках для автомобилей.
Однако в 70-е годы прошлого века появились публикации о канцерогенности асбестовых волокон размером менее 5 микрон. Эти волокна могут внедряться в ткань легких и после длительного латентного периода (между попаданием и заболеванием) через 15–40 лет вызвать рак легких. Почему-то большинство зеленых не насторожили эти поразительные числа, и они с энтузиазмом начали громить асбестовую промышленность. И это им удалось. На Западе борьба с асбестом практически привела к краху асбестодобывающей отрасли. Строительство новых объектов с использованием этого минерала прекращено, более того, тысячи старых зданий в Германии, США и Канаде были безжалостно снесены. При этом, кстати, образовалось намного больше строительной асбестсодержащей пыли, чем было ее в исходном доме. Несчастные маленькие антифрикционные накладки делают теперь без асбеста — так и написано: «asbestos free». С 2005 года использование асбеста в Европейском союзе полностью запрещено.
В нашей стране использование асбеста также было подвергнуто множеству ограничений. И это при том что технологии применения асбеста у нас резко отличались от западных. В бывшем СССР и сейчас в России асбест всегда смешивался с вяжущим материалом (тем же цементом) и из смеси формовались изделия, в дальнейшем покрывавшиеся краской или какой-нибудь облицовкой. Такой материал не пылит. На Западе мокрый асбест часто просто набрызгивали на поверхность, подлежащую изоляции, без дополнительной доводки, препятствующей выделению мельчайших частиц асбеста. Кроме того, у нас используется длинноволокнистый хризотиловый асбест 3MgO × 2SiO2 × 2H2O, а на Западе — амфибол R7[SiO11]2(OH)2, где R = Ca, Mg, Fe, который в 100–500 раз опаснее хризотила.
Обратимся и к цифрам. Что такое 40 лет латентного периода? Неужели не очевидно, что за 40 лет человек может подцепить такое количество заболеваний, подвергнуться воздействию такого числа вредных факторов окружающей среды и испытать столько нервных потрясений, что отнести рак именно к асбесту, которым он надышался 40 лет тому назад, просто несерьезно? Есть и другие, еще более сильные возражения. У нас на Урале находится центр асбестодобывающей промышленности, город Асбест, и частота онкозаболеваний в этом городе ничуть не выше, чем в остальной России.
И наконец, почему именно асбест? Дышать пылью действительно вредно, причем всякой — и асбестовой, и цементной, и городской, и даже древесной. А материалы, пришедшие на смену асбесту в строительстве, как, например, различные вспененные полимеры, часто гораздо опаснее асбеста. Из них могут выделяться безусловно вредные компоненты, при их горении образуются смертельно ядовитые газы. Одной из важнейших причин борьбы с асбестом была именно заурядная конкуренция германских фирм — производителей стройматериалов. Зеленых, как говорят на том же Западе, просто использовали в этой борьбе. А в результате страховые выплаты по заболеваниям, якобы связанным с асбестом, оцениваются в 200 миллиардов долларов! Этим деньгам можно было найти и более разумное применение, например потратить их на разработку химических веществ, безопасных при использовании в быту.
