Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева - Сэм Кин

Эта река протекала через шахтерские районы и одновременно орошала крестьянские поля, находившиеся на расстоянии многих километров от разработок. При наложении две карты практически совпали. Исследовав образцы риса с зараженных территорий, Хагино обнаружил, что рис впитывает кадмий, как губка.

В результате напряженной работы вскоре удалось узнать, какое патологическое воздействие оказывает кадмий. Цинк – важнейший микроэлемент нашего организма. Кадмий, который легко смешивается с цинком в рудах, легко попадает вместе с ним и в наше тело, заменяя его в живых тканях. Иногда кадмий также вытесняет из организма серу и кальций – именно поэтому он повреждает кости.

К сожалению, кадмий непригоден для обмена веществ и не может участвовать в биологических процессах, в отличие от многих других элементов. Хуже того, если кадмий попадает в организм, его очень сложно оттуда вывести. Плохое питание, на которое сразу обратил внимание Хагино, также способствовало развитию болезни. Рис играл важнейшую роль в рационе местных жителей, а в этом злаке отсутствуют многие важные питательные вещества. Поэтому крестьяне страдали от острого недостатка некоторых минеральных веществ. Кадмий вполне успешно «выдавал себя» за эти вещества, так что изголодавшиеся клетки организма включали атомы кадмия в свои структуры, причем даже более активно, чем при здоровом питании.

Хагино опубликовал результаты своих исследований в 1961 году. Неудивительно, что горно-металлургическая компания «Мицуи» отрицала какие-либо нарушения со своей стороны (на самом деле, эта корпорация просто купила предприятие, которое в действительности нанесло весь ущерб). Также «Мицуи» устроила постыдную травлю Хагино, стремясь его дискредитировать. Когда был сформирован местный медицинский комитет, призванный расследовать все детали, связанные с итай-итай, «Мицуи» сделала все возможное, чтобы Хагино не вошел в его состав, хотя он был крупнейшим в мире специалистом по новой болезни. Хагино, в свою очередь, продолжил исследование новых случаев итай-итай, зафиксированных уже в Нагасаки, – и эта работа только подкрепила его более ранние заявления. В конце концов пристыженные члены медицинского комитета, которых открыто настраивали против Хагино, были вынуждены признать, что причиной болезни может быть кадмий. На основании этого вымученного заключения была подана жалоба в национальный комитет Японии по здравоохранению. Доказательства Хагино были признаны абсолютно убедительными, и комитет постановил, что кадмий является основной причиной итай-итай. К 1972 году горно-металлургическая компания начала возмещать ущерб 178 оставшимся в живых пострадавшим, общий размер выплат составил более 2,3 миллиарда иен ежегодно. Через тринадцать лет ужас от последствий отравления сорок восьмым элементом по-прежнему обуревал японцев. Дошло до того, что когда морского монстра Годзиллу пришлось убить в заключительной серии фильма (она называется «Возвращение Годзиллы»), это, по замыслу режиссеров, было сделано при помощи ракет, начиненных кадмием. Учитывая, что к рождению Годзиллы привело радиоактивное загрязнение в результате испытания водородных бомб, можно представить себе, какие мрачные представления связаны у японцев с кадмием.

При этом вспышки итай-итай были не единственным подобным бедствием, случившимся в Японии на протяжении прошлого века. Японским крестьянам в XX веке неоднократно пришлось пострадать от массовых промышленных отравлений (в двух случаях это было отравление ртутью, один раз – отравление диоксидами серы и азота). Кроме того, еще тысячи японцев пострадали от радиационного отравления, после того как в 1945 году США сбросили на остров две атомные бомбы – урановую и плутониевую. Но и атомные бомбардировки, и отравления ртутью и газами произошли уже после длительного и тщательно замалчиваемого кошмара в Камиоке. Не молчали только местные жители, содрогавшиеся от криков боли: «Итай-итай!»

Однако кадмий – далеко не самый сильный яд в таблице Менделеева. В периодической системе этот металл находится над ртутью, которая поражает нервную систему. Справа от ртути расположились самые одиозные убийцы из числа химических элементов – таллий, свинец и полоний. Это настоящий коридор ядов.

В том, что эти металлы образовали компактную группу, есть доля случайности, но высокая концентрация ядовитых веществ в правом нижнем углу таблицы имеет вполне логичные химические и физические причины. Одна из них, наиболее парадоксальная, заключается в том, что все эти тяжелые металлы не являются взрывоопасными. Если бы в ваш организм попал чистый калий или натрий, они бы мгновенно прореагировали с водой, содержащейся в ваших клетках, и взорвались. Но калий и натрий настолько химически активны, что никогда не встречаются в природе в чистом, самом опасном виде. Элементы из коридора ядов гораздо более устойчивы с химической точки зрения и могут глубоко проникать в организм, прежде чем их удастся вывести. Более того, эти элементы, как и многие другие тяжелые металлы, могут отдавать разное количество электронов в зависимости от того, в каких обстоятельствах протекает реакция. Например, ион калия всегда имеет заряд +1 (К+), а вот таллий может иметь заряд от +1 до +3 (от Тl+ до Т13+). В результате таллий может «выдавать себя» за самые разные элементы и участвовать в различных биохимических процессах.

Вот почему таллий, № 81, считается самым смертоносным элементом в периодической системе. В животных клетках есть специальные ионные каналы, по которым в них поступает калий. Таллий проникает в клетку по этим же каналам, часто через кожу. Оказавшись внутри организма, таллий перестает притворяться калием и начинает разрывать важнейшие связи между аминокислотами внутри белков. Белковые структуры распадаются и перестают выполнять свои функции. В отличие от кадмия, таллий не оседает в костях и почках, а носится по организму, как молекулярная татаро-монгольская орда. Каждый атом может причинить невообразимый ущерб. Поэтому таллий считается ядом из ядов, излюбленным элементом злодеев, получающих эстетическое удовольствие от отравления пищи и напитков. В 1960-е годы в Британии жил печально знаменитый Грэм Фредерик Янг. Он начитался признаний серийных убийц, которые подавались в газетах как сенсационные материалы, и принялся экспериментировать на собственной семье, подмешивая таллий в еду и питье. Вскоре молодой человек попал в психиатрическую больницу, но позже по необъяснимым причинам был выписан оттуда. В результате он успел отравить еще семьдесят человек, в том числе нескольких своих начальников. Из всех пострадавших умерли лишь трое, так как Янг специально подбирал малые, несмертельные дозы яда, чтобы продлить муки своих жертв.

Пострадавшие от руки Янга – далеко не единственные жертвы ядов в истории. С таллием связана мрачная хроника убийств[78] – этим элементом травили шпионов, сирот и двоюродных бабушек, владевших крупными поместьями. Но вместо того, чтобы перечислять эти темные истории, давайте вспомним единственный трагикомический (честно говоря, отвратительный) случай, связанный с восемьдесят первым элементом. В те годы, когда ЦРУ было буквально одержимо «кубинской угрозой», агенты сочинили коварный план: подсыпать таллий Фиделю Кастро в ботинки, замаскировав яд под тальковую пудру. Злоумышленники хотели к тому же унизить Кастро в глазах соратников, так как из-за отравления у него должны были выпасть все волосы и даже его знаменитая борода. Неизвестно, почему спецслужбы так и не попытались воплотить этот план в жизнь.

Еще одна причина, по которой таллий, кадмий и подобные им элементы оказываются опаснейшими ядами, заключается в том, что они существуют практически вечно. Дело не только в том, что они могут накапливаться в организме (как кадмий). Просто эти элементы, вероятно, как и кислород, имеют очень стабильные, практически шарообразные ядра, не подверженные радиоактивному распаду. Именно поэтому содержание каждого из упомянутых элементов в земной коре достаточно велико. Например, самый тяжелый элемент, имеющий полностью стабильные изотопы, – свинец – находится в восемьдесят второй клетке, это одно из «магических чисел» таблицы Менделеева. В следующей, восемьдесят третьей клетке находится еще более тяжелый и почти столь же стабильный элемент – висмут.

Поскольку висмут играет особую роль в «коридоре ядов», стоит подробнее остановиться на этом странном элементе. Вот лишь несколько фактов о нем. Хотя висмут – беловатый металл с легким розовым оттенком, он горит синим пламенем и испускает желтый дым. Подобно кадмию и свинцу, висмут издавна широко использовался в изготовлении красителей. Часто он заменяет «красный свинец» в одной из разновидностей трескучих фейерверков, известных как «драконьи яйца». Кроме того, из множества соединений элементов таблицы Менделеева, висмут – одно из немногих веществ, расширяющихся при замерзании. Мы не задумываемся о том, насколько это странное свойство, так как оно присуще самому обыкновенному льду. Благодаря этому лед всегда оказывается на поверхности воды, и рыбы под ним плавают. Теоретически на озере из висмута должно было бы происходить то же самое. Тем не менее в таблице элементов это свойство практически уникальное, так как твердые тела почти всегда более компактны, чем жидкости. Более того, висмутовый лед, пожалуй, выглядел бы просто роскошно. Висмут давно стал излюбленным настольным орнаментом и декоративной безделушкой у минералогов и коллекционеров химических элементов, поскольку он образует особые породы, именуемые «воронкообразными кристаллами». Такие кристаллы по форме напоминают изящные радужные лестницы. Свежезамороженный висмут больше всего напоминает ожившие раскрашенные рисунки Маурица Корнелиуса Эшера[79].