ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
Химия и изобилие
Химия, здоровье и благосостояние. На протяжении веков большая часть человечества влачила весьма жалкое существование. Еще несколько столетий назад в мире царило рабство, и даже в прошлом веке, будучи свободными по закону, большинство людей, обеспечивая себе пропитание, вынуждены были так тяжело трудиться, что в действительности оставались рабами своего труда. Существуют разные профессиональные подходы к решению этой проблемы. Как сказал Макс Перуц (лауреат Нобелевской премии по химии 1962г.-Пер.): «Священник призывает, людей покорно сносить свою тяжкую судьбу, политик убеждает их восстать против нее, а ученый думает о методе, который вообще избавит людей от тяжкой судьбы».
Ни одна наука не открыла перед человечеством столь широкие перспективы и не сделала для него больше, чем химия. Химия обеспечила изобилие самых необходимых вещей и предметов комфорта, которые улучшили здоровье и благополучие людей и, можно надеяться, сделали их более счастливыми. Человек сам представляет собой биохимическую систему, существующую в химическом мире. Лучшее питание, более высокий уровень гигиены и лекарства неузнаваемо укрепили здоровье человека, вдвое продлили его жизнь, облегчили болевые ощушения, а для многих лишенных здоровья людей сделали возможным более нормальный образ жизни.
Благосостояние людей, если судить по общедоступности предметов первой необходимости, во много раз возросло даже по сравнению с тем, каким оно было лишь несколько десятилетни назад. Это особенно относится к продуктам питания, доступным теперь даже в тех странах, которые еще несколько лет назад находились под угрозой голода.
Джордж Портер, лауреат Нобелевской премии по химии 1967 г., читает лекцию «Химия и изобилие» на конгрессе ИЮПАК в Манчестере в 1985 г.
Большинство людей в наше время не мыслят своей жизни без пластиков, тканей и красок, которые позволяют всем хорошо одеваться (хотя не все стремятся к этому!) и жить в чистоте и порядке, обходясь для их поддержания без помощи слуг.
Предметы комфорта, которые тоже быстро становятся общедоступными, в большинстве случаев создаются при помощи химической и других технологий. Это лучше всего видно на примере автомобильного горючего, косметики и красителей, но относится также к любым электронным приборам и механическим устройствам, избавляющим от ручного труда. На крупных электротехнических предприятиях нередко работает больше химиков, чем физиков, а в таких прогрессивных отраслях экономики, как электронная техника, широко используются полупроводниковые устройства из кремния в виде высокочнстого химического элемента, подвергнутого обработке другими элементами в очень сложном, химически чистом окружении.
Но, по-видимому, наиболее успешным из всего этого за последние два-три десятилетия было участие химии в решении сельскохозяйственных проблем. «Зеленая революция» совершила в точности то, чего требовал король Бробдингнег из «Путешествий Гулливера», и «заставила вырастать по два колоска или по две травинки там, где прежде они росли по одному», а те, кто добились этого, согласно мнению короля Бробдингнега, «сделали больше для человечества и сослужили большую пользу своей стране, чем все политики вместе взятые». Это было великое достижение химии, во многом обязанное удобрениям и новым инсектицидам, ростовым веществам (инициаторам роста растений) и тому подобным средствам. Их производством занята огромная промышленность, о масштабах которой можно судить хотя бы по тому, что в США урожай зерновых собирают на общую сумму 74 млрд. долларов в год, а стоимость пестицидов, позволяющих вырастить такой урожай, составляет 4,2 млрд. долларов. Мировое производство растительных пищевых продуктов благодаря удобрениям увеличилось за последние двадцать лет в три раза, а с начала века-в 80 раз.
После второй мировой войны произошел резкий скачок в производстве пищевых продуктов. В Великобритании с той же площади обрабатываемых земель получают вдвое больше пшеницы или картофеля, а коровы дают вдвое больше молока при выпасе на меньших угодьях. Меньшее число сельскохозяйственных рабочих на меньших обрабатываемых площадях обеспечивает население пищей больше и лучше при меньшем количестве импортируемых пищевых продуктов и даже создает излишек сельскохозяйственных продуктов для экспорта на сумму 1,5 млрд. фунтов стерлингов.
Изобилие сельскохозяйственных продуктов достигло того, что в мире в целом имеется излишек пищи. С 1964 г. мировое производство пшеницы и других зерновых удвоилось и по темпам превысило прирост населения. Этот успех можно приписать на 60% улучшению сельскохозяйственной технологии, а на 40% - гарантированным ценам для производителей и улучшенным условиям сбыта. Недостаток в пищевых продуктах постоянно ощущается только в некоторых регионах Среднего Востока и на юге Сахары в Африке. В 1985 г. Китай, например, предполагал получить самый большой урожай пшеницы в мире. Производство пшеницы в странах Европейского Экономического Сообщества за последние семь лет удвоилось. То же происходит во всех странах, которые раньше считались неспособными прокормить себя. Индия уже практически обеспечивает себя, и Пакистан приближается к этому.
Предубеждение против «химикатов». Как же приветствовало эти достижения человечество? Возблагодарило ли оно химиков и поздравило их с тем, что они сделали на пользу человечества? Как бы не так! Десять или двадцать лет назад начался период охлаждения к науке н технике. Обнаружилась «постпромышленная революция». Рэчел Карсон* и многие другие не только подвергли критике действительно тревожные аспекты химического загрязнения окружающей среды, но поставили под вопрос всю этическую сторону современной техники. Обвиняется наука вообще и химия прежде всего.
Общеизвестный тезис «химия делает жизнь лучше» довольно быстро уступил в общественном сознании взгляду на химию как на источник загрязнения природы, мировых кризисов сырья и беззакония транснациональных корпораций. В представлении обывателей многие важнейшие компоненты революции, например пестициды, выглядят прежде всего как средства, разрушающие жизнь. В этот же период произошло несколько серьезных аварий на химических предприятиях: напомню только 41 контейнер с отходами, зараженными диоксином, из Севезо в Италии (которые не причинили никому вреда при перевозке, но сконцентрировали внимание общественности на проблеме удаления химических отходов) и трагическую утечку метилизоцианата в Бхопале (Индия), которая привела к гибели 2,5 тыс. человек и отравлению свыше 100 тыс. людей. То обстоятельство, что предприятие в Бхопале было занято производством более безопасного пестицида «Севин» (который в отличие от ДДТ не накапливается в организме), мало повлияло на отношение общественности к произошедшей трагедии. Если добавить к этому чудовищную историю с талидомидом*, загрязнение атмосферы хлорофтороуглеродами**, опасность захоронения ядовитых химических отходов, то нетрудно понять, почему химия лишилась для многих людей своей былой привлекательности.
Но высокие урожаи, несомненно, зависят от удобрений и применения пестицидов и средств для борьбы с сорняками, поскольку сельскохозяйственные культуры должны противостоять сорнякам и вредителям, вирусам и грибковым заболеваниям. Без всего этого, как указал Макс Перуц, производство зерновых за три года уменьшилось бы наполовину и настал бы катастрофический голод, как случилось в Ирландии, когда грибковая инфекция поразила картофель. Такова реальная перспектива ведения так называемого «органического (т.е. натурального нехимического) сельского хозяйства». ДДТ обладает не большей токсичностью, чем аспирин, и меньшей, чем те органические фосфаты и карбонаты, которые пришли ему на смену. Зато он истребил в большинстве стран мира чуму и тиф, а также (хотя н не столь полно) малярию. Последнюю, к сожалению, не повсеместно, потому что, находясь недавно на Филиппинах, я слышал, что всего в пятидесяти милях к северу от Манилы половина населения все еще страдает от малярии, причем в особо опасной для жизни форме.
Созданные химиками инсектициды способны вызывать серьезные проблемы, накапливаясь в цепн питания, и те из них, которые признаны опасными в этом отношении, удалось почти повсеместно заменить. Синтез новых пестицидов не прекращается, так как вредители все время развиваются, приспособляясь к ним. Это большая и дорогостоящая программа, потому что, прежде чем начать выпуск в промышленном масштабе одного нового пестицида, приходится синтезировать тысячи подобных соединений и испытывать их на животных и в полевых условиях. Но только таким способом оказывается возможным прокормить все возрастающее население Земли.
Память о том, как население Земли страдало без помощи науки, вскоре окажется утраченной, и молодые люди никогда не узнают о прежней жизни. Они видят только допущенные ошибки и оставшиеся нерешенными проблемы, часть которых можно решить либо предотвратить, но с остальными придется жить вечно. С этической точки зрения позицию пассивного человека, принимающего жизнь такой, как она есть, и сознательно устраняющегося от воздействия на нее, вероятно,
* Этот лекарственный препарат, выпущенный в Великобритании в 60-х гг. без надлежащего контроля, в результате массового употребления беременными женщинами привел к многочисленным случаям рождения детей с сильными уродствами
** Хлорофтороуглероды до последнего времени широко использовались для распыления аэрозолей, в том числе в бытовой химии, косметике и фармацевтике. Однако выяснилось, что попадание хлорофтороуглеродов в атмосферу губительно влияет на защитный слой озона в верхней атмосфере, который задерживает вредное ультрафиолетовое излучение Солнца. Поэтому пришлось запретить употребление хлорофтороуглеродов и заменить их другими газами, безвредными в этом отношении.
Химия помогает повысить продуктивность сельского хозяйства многими способами: с помощью удобрений, пестицидов и пластических материалов. Например, полиэтиленовые туннельные парники позволяют защищать от заморозков теплолюбивые сельскохозяйственные культуры в неустойчивое время года. Кроме того, они позволяют получить большое количество рассады, готовой к высевке на полях в начале сезона, что увеличивает период произрастания на открытом грунте. Эта фотография, сделанная вблизи Басры (Ирак), показывает широкомасштабное применение полиэтиленовых туннельных парников для зашиты помидоров от заморозков.
нельзя считать более нравственной, чем активную деятельность, направленную на улучшение условий существования, даже если такая деятельность приведет невольно к случаям со смертельным исходом. Можно сколько угодно повышать безопасность автомобилей, но, по-видимому, единственным полностью безопасным выходом из положения было бы только полное изъятие автомобилей, и все же большинство людей считают, что автомобили стоят риска, хотя автомобильные катастрофы являются второй по важности причиной преждевременной смерти людей в развитых странах.
Предубеждение против «химикатов» может принести больше вреда, чем сама вызываемая ими опасность. Благодаря тому что в США действует очень строгое законодательство в отношения пищевых продуктов и лекарственных препаратов, в этой стране не произошло отравления талидомидом. Но зато отсрочки в применении других лекарственных препаратов, связанные с их строгим контролем, обрекли тысячи страдающих сердечными заболеваниями и другими болезнями на мучения и даже смерть. Это является результатом того, что общественность пренебрегает самыми элементарными сведениями о материальном мире, об атомах, молекулах и химических соединениях, из-за чего почти невозможны аргументированные объяснения подобных проблем. Широкая публика, приученная к слишком упрощенным научным ответам, не подготовлена обсуждать различные аспекты технологически рискованных решений со всеми их сложностями. Что же в таких обстоятельствах можно сказать тем, кто противится получать химикаты в составе своей пищи?
Вынужденные согласиться с тем, что нам суждено жить в химическом мире, мы должны быть лучше знакомы с основами химии. Как помочь людям понять, что мы сами представляем собой тела, построенные из химических веществ и существующие полностью в мире химических веществ, поглощающие, сжигающие и вдыхающие их (на горе и радость себе!) и проводящие каждое мгновение нашей жизни, глядя на них и манипулируя ими тем или иным способом; что каждая частица нашего тела является химической разновидностью и что вся наша жизнь, болезни и смерть-это химические процессы? Попытка обойтись без химии столь же наивна, как попытка «остановить мир и выйти на остановке». Поскольку оказалось, что такие средства, как телевидение, которые сперва представлялись весьма обещающими, в действительности мало способствуют просвещению, нам следует вновь обратиться к школьному образованию, особенно на самом элементарном уровне. Это должно стать одной из самых важных задач химиков на ближайшие десятилетия.
Не менее важной задачей является разъяснение нашим политикам и тем, кто делает политику (в том числе, я должен добавить, и некоторым из ученых), какую роль играет химия в жизни современного общества.
Оглавление: