История о том, как один человек отравил все человечество. Дважды

Томас Миджли. sceti.library.upenn.edu

Будучи автором более 100 патентов, Миджли принес своим работодателям миллионы и миллионы долларов. Его изобретения «спасли» автомобильную промышленность и изменили пищевую: холодильные установки распространились по всему миру, а холодильник вошел в каждую семью. Сегодня на изобретения Томаса Миджли возлагают вину за отравления, болезни и смерть миллионов человек, отупение американской нации (и не ее одной!), рост преступности и разрушение озонового слоя Земли. Как же так получилось?

Томас Миджли появился на свет 18 мая 1889 года в штате Пенсильвания в семье потомственных изобретателей. Дед Томаса по материнской линии изобрел всем нам известную круглую пилу со вставными зубьями, отец – Томас Миджли – старший – занимался велосипедным делом, вносил усовершенствования в конструкцию самого модного средства передвижения богатых горожан того времени. Пенсильвания и тогда и сейчас – промышленное сердце Америки, недаром этот штат носил прозвища «нефтяной», «стальной» и «угольный».

Томас Миджли рядом с экспериментальным двигателем, работавшим на бензине с тетраэтилсвинцом. Фото: BBC, medium.com

Родился же будущий «гениальный химик» как раз на заре автомобильной эры: за три года до этого Карл Бенц собрал свой Motorwagen, а когда Миджли учился в университете, Генри Форд начал производить первый массовый автомобиль «Форд-Т» (1908). Окончив в 1911 году американский Корнеллский университет по специальности «инженер-механик», Миджли стал искать работу. В 1916 году он нанялся в компанию General Motors и стал трудиться в исследовательской лаборатории Dayton под руководством самого Чарльза – «Босса» – Кеттеринга (1876–1958), выдающегося автомобилестроителя, угодившего даже один раз на обложку журнала Time (1933), бессменного руководителя исследовательских лабораторий General Motors с 1920 по 1947 год. Однако первый научный «прорыв» произошел у Миджли только через пять лет: в 1921 году он додумался добавлять в бензин тетраэтилсвинец.

Когда небо было свинцовым 

Основной «детской болезнью» автомобильной индустрии начала XX века был «стук» двигателя. При увеличении оборотов в рабочих камерах двигателя внутреннего сгорания начиналась детонация топлива. Под высоким давлением пары бензина «взрывались» еще до того, как к ним попадала искра. В результате вместо упорядоченных и синхронизированных между собой «сгораний» образовывалось множество хаотичных «взрывов». Волна от взрыва получала сверхзвуковую скорость и поэтому и слышалась, и действовала на мотор намного более неприятным образом, чем обычное сгорание топлива в ДВС.

Стук и вибрация вредили двигателю не только в плане ресурса и шума: падала мощность, снижалась эффективность использования топлива. Выход был в повышении октанового числа топлива, ведь «предельный октан» – изооктан – имеет степень сжатия 100 единиц, то есть не самовоспламеняется ни под каким давлением. Множество ученых бились над проблемой «стука». 

Надо было найти такую «присадку», при добавлении которой в бензин возрастало бы октановое число, но при этом не падало качество самого топлива. Томас Миджли присоединился к бесконечному сонму исследователей в этом благородном поиске. За пять лет он перепробовал, казалось бы, все – «от топленого масла и камфары до хлорида алюминия». Большинство добавок, как вспоминал сам Миджли, «давали не больше эффекта, чем плевки в Великие озера». Некоторые «присадки» придавали бензину такой тошнотворный запах, что жена отправляла Миджли спать в подвал. Иногда бедный изобретатель был вынужден ночевать в подвале по полгода. 

Первым исключением из череды неудач стал этанол. Он прекращал «стук» в двигателе, но для этого его надо было добавлять до 10 % массы топлива. В принципе, любой фермер, который гнал у себя по-тихому кукурузный самогон, мог справиться с этой задачей. Вот только такая «присадка» был невыгодна с точки зрения прибыли. Да и конкуренты засмеют, если ты предложишь автолюбителям добавлять в бензин крепчайший самогон. Один раз, возвращаясь из лаборатории домой, Миджли зашел в аптеку с целью «купить чего-нибудь», что еще «можно плеснуть в бензин». В продаже оказался только йод. Так Миджли нащупал нить, которая приведет его к свинцу. 

Двигаясь по таблице Менделеева, Миджли заметил, что антидетонационный эффект усиливается по группам сверху вниз, а по периодам – справа налево. Так Миджли прошел путь от 53-го элемента (йод) до 82-го (свинец). Сам этот металл не годился: растворимость в бензине у него так себе. Нужно было соединение с хорошей растворимостью, при этом содержащее как можно больше атомов свинца в одной молекуле.

В итоге после пяти лет мучений была создана «присадка» – тетраэтилсвинец. Бензин с добавлением свинца не пах и мгновенно устранял «стук» в двигателе, двигатель начинал работать «как часы», резко вырастала мощность. Была единственная проблема – свинец страшно ядовит. Не существует никакой «безопасной» дозы свинца. Из-за того, что наш организм «считывает» свинец как кальций, даже в микродозах свинец опасен: он накапливается в костях и тканях, не выводится и со временем может привести к тяжелому отравлению, болезни, инвалидности и смерти. Собственно, от отравления свинцом и сегодня умирает по 0,5 миллиона человек в год – даже чуть больше, чем от гриппа!

Наиболее чувствителен к свинцу мозг. Поэтому внезапные головные боли, головокружения, галлюцинации и приступы ярости являются первыми симптомами отравления свинцом. Иной раз говорят, что «свинцовые бани» были причиной смерти последних Рюриковичей и первых Романовых, а свинцовые водопроводные трубы привели к гибели Римскую империю. Скорее всего, это преувеличение, потому что свинцовые трубы долго использовались без преувеличения везде – но ведь не везде же дело доходило до гибели людей и империй.

Эхо того времени сохранилось в английском языке: «водопроводчик» (plumber) происходит от латинского «plumbum» (свинец). Более того, древние римляне добавляли ацетат свинца («свинцовый сахар») в пищу, а вино хранили в сосудах, запечатанных свинцом. Благо тот был недорог, не давал вину портиться, да еще и делал его слаще на вкус.

Томас Миджли вдыхает фреон в легкие, чтобы затем затушить им свечу Фото: C&EN, medium.com

Будучи химиком-практиком, Миджли не мог не знать о ядовитости свинца. Но на кону стояли огромные деньги. Начальник Миджли Чарльз Кеттеринг оценивал прибыль от выхода на рынок новой марки бензина в размере 200 миллионов долларов (около 3 миллиардов долларов в современных деньгах). Поскольку каждый мало-мальски образованный человек знает о вредности свинца, то новый товар было решено зарегистрировать как «этил» (так его можно было спутать с «этиловым спиртом»). Под этим названием новая марка бензина и поступила в продажу. В 1922 году Американское химическое общество награждает Миджли медалью Николса – «за изобретение антидетонационных соединений для моторного топлива». Уже в следующем году три промышленных гиганта: General Motors, DuPont и Standard Oil Джона Рокфеллера – создают совместное предприятие под названием Ethyl. 

Кеттеринг становится президентом компании, Миджли – вице-президентом и ведущим научным работником. Начинается масштабная рекламная экспансия по завоеванию доверия потребителя. Однако законы химии быстро берут свое. При запуске производства на заводе в Дейтоне, штат Огайо, сразу же погибло два рабочих, а еще несколько десятков человек получили серьезные отравления. Сами рабочие стали называть свой завод – «дом с дурным газом». Работы по производству «этила» пришлось остановить. 

В январе того же 1923 года сам Миджли берет длительный отпуск и улетает во Флориду. Причина та же – тяжелое отравление свинцом. «Проработав с органическими соединениями свинца порядка года, я пришел к выводу, что пострадали мои легкие, и что настало время отложить все работы и получить большую порцию свежего воздуха», – писал он. 

Изобретатель был вынужден провести на юге около полугода. В 1924 году было решено построить новый завод в штате Нью-Джерси – производство, уже более-менее отвечающее хоть каким-то требованиям безопасности. Рабочим раздают респираторы. Помещения регулярно проветриваются. Однако и здесь начинаются серьезные отравления персонала. Зафиксировано несколько случаев безумия, рабочие страдают от галлюцинаций, и один за другим умирают сразу пять человек. В пиар-кампанию по спасению «этила» вынужден включиться и сам Миджли. 

Он собирает пресс-конференцию с целью продемонстрировать «абсолютную безопасность» тетраэтилсвинца. На ней рискованный изобретатель… выливает «присадку» себе на руки, протирает ею лицо, а потом на протяжении минуты вдыхает пары жидкости и при этом «прекрасно себя чувствует». Он заявляет, что готов это делать «каждый день» и что подобные контакты с «этилом» не несут в себе никакого вреда. 

Рекламщики Ethyl утверждали, что свинец и так естественно присутствует в окружающей среде и поэтому совершенно безвреден для людей. Несмотря на то что «этиловый бензин» завоевывает рынок, правительство штата Нью-Джерси все же приказывает закрыть завод по производству тетраэтилсвинца. Самого Миджли снимают с должности вице-президента компании и «задвигают» обратно в лабораторию. 

Но промышленное лобби топливных гигантов благодаря масштабной и дорогой рекламе все же умудряется добиться разрешения на производство бензина с добавлением новой присадки. Федеральное правительство не стало вводить запрет, передав права по решению данного вопроса в юрисдикцию штатов. Сам же Миджли вышел из игры мультимиллионером. В 1929 году, когда в США началась Великая депрессия, изобретатель решил построить рядом со своим поместьем «совершенно ненужную» огромную пещеру, благодаря чему 50 окрестных жителей в течение полутора лет были обеспечены работой. О Томасе Миджли отзывались как о заботливом и добропорядочном гражданине. Ужасная слава виновника в смерти «миллионов» придет к нему только через 30 лет после смерти, лишь в 70-х годах XX века, когда проблемы экологии и борьбы с загрязнением окружающей среды станут беспокоить национальные правительства. 

Именно в 70-х было установлено, что количество свинца в костях и зубах американцев XX века почти в 1000 раз превышает количество свинца в костях и зубах американцев XIX века. Также концентрация свинца на поверхности океана почти в 10 раз превышала концентрацию свинца на глубине 4,5 метра. А ведь это тяжелый металл: если бы источник его был природным, внизу его было бы меньше, чем вверху.

Следовательно, загрязнение планеты свинцом – дело человеческих рук, результат использования бензина со свинцовыми добавками. Развитым странам стала грозить участь Римской империи – во имя прогресса и комфорта отравить самих себя, ведь отравление свинцом становилось причиной порядка 500 000–900 000 смертей в год. В итоге в США в 1976 году вводят рекомендацию на снижение количества «этилового бензина», и к 1989 году «свинцовые выхлопы» снижаются на 99 %. 

Как это ни странно, но графики снижения количества «этила» и графики падения уровня преступности в США практически совпадают, хотя прямой связи между двумя этими явлениями не доказано. Постепенно весь мир начинает отказываться от тетраэтилсвинца. В 2002 году полный запрет вводится и в России. Постепенно «ползучий яд» остается только в странах третьего мира – несколько лет назад «этиловый бензин» был запрещен в Ираке и Йемене. В 2021 году Алжир стал последней страной в мире, запретившей продажу потребителям бензина со свинцовыми присадками. 

Так что можно сказать, что эра «свинцового неба» на планете продлилась ровно сто лет. Сто лет миллионы автомобилистов отравляли себя и всех окружающих ядовитыми выбросами. Ущерб коллективному здоровью населения планеты еще предстоит посчитать. Например, в США считается, что каждый год использования тетраэтилсвинца стоил нации 800 000 баллов IQ, то есть в прямом смысле слова привел к отупению. По данным ООН, сам факт отказа от «свинцового бензина» ежегодно спасает около 1 миллиона жизней и экономит для всемирной экономики порядка 2,45 триллиона долларов, то есть порядка более 2 % мирового ВВП.

Как поджарить планету при помощи холодильника?

Сегодня холодильник – такой же обыденный и привычный предмет в каждом доме, как стул, стол или зубная щетка. Сто лет назад, когда на рынок стали выходить первые массовые холодильные установки, предназначенные «для дома, для семьи», ситуация была, мягко говоря, иная. В 20-е годы в качестве хладагентов в холодильниках использовались крайне токсичные, легковоспламеняющиеся и даже взрывоопасные газы, например аммиак, пропан или диоксид серы. Любая трещинка могла привести к взрыву или тяжелому отравлению. Летальные случаи были весьма частыми. 

Иные утверждают, что «его убил холодильник» была такой же распространенной причиной смерти, как смерть в ДТП. Поэтому перед изобретателями ведущих производителей бытовой техники встал вопрос поиска безопасного хладагента. Отодвинутый от свинцовых дел Томас Миджли решил заняться новой задачей, ведь одно из подразделений General Motors (Frigidaire) считалось ведущим производителем охладительных систем в США. Очень быстро синтезировали вещество дихлордифторметан, которое было запатентовано под более знакомым нам названием фреон (сегодня его называют «фреон-12», или R-12). 

Для популяризации своего нового изобретения Миджли опять собрал пресс-конференцию, на которой набрал полные легкие фреона, а потом выдохнул его, затушил «выхлопом» из своего рта свечку. Так он доказал, что газ неядовит и не взрывоопасен. Он, при нормальных условиях, таким и был – идеальное изобретение. «Фреон» очень быстро вытеснил остальные хладагенты, а также стал активно использоваться в аэрозолях, дезодорантах и даже в ингаляторах для больных астмой. 

Сильный побочный эффект от использования «фреона» проявился только спустя поколение – в 80-х годах. Оказалось, что раз «фреон» не вступает ни в какие химические реакции с другими веществами при нормальных условиях, но может накапливаться в атмосфере, то рано или поздно он пронизывает ее всю. И, достигая стратосферы, разрушает озоновый слой планеты, влияя тем самым на механизмы глобального потепления и скачкообразно увеличивая вероятность заболеть раком кожи. 

Попадая в стратосферу, под влиянием жесткого ультрафиолета, которого почти нет у поверхности, фреон распадается и выделяет из себя атом хлора, который, вступая в реакцию с озоном (О3), дает монооксид хлора и кислород (О2). В итоге озоновый слой начинает истончаться и появляются так называемые «озоновые дыры». 

При этом фреон может оставаться в атмосфере до 50–100 лет. Учитывая то, что использование «фреона» было запрещено «Монреальским протоколом по веществам, разрушающим озоновый слой» от 16 сентября 1987 года, полного распада всего находящегося в атмосфере фреона нам придется ждать еще несколько десятилетий. Однако уже сегодня озоновый слой демонстрирует признаки восстановления, так что вред от ультрафиолета уже серьезно снижается. 

Пока же пагубное действие «фреона» не было доказано, «второе великое изобретение Миджли» уничтожало озоновый слой со скоростью 4 % в десятилетие. Правда, сам Томас Миджли так и не узнал о том, что чуть дважды не погубил все человечество, сначала отравив его, а потом чуть не поджарив. Умер изобретатель еще не старым – и, по иронии судьбы, от своего же изобретения. 

В 1940-м году, в возрасте 51 года, Миджли заразился полиомиелитом. Полиомиелит и тогда и сейчас считался детской болезнью, и болели им чаще всего дети в возрасте до 5 лет. «Великовозрастных» больных можно сосчитать по пальцам одной руки. Даже искушенный читатель может вспомнить разве что одного Франклина Делано Рузвельта, 32-го президента США, который заразился полиомиелитом в возрасте 39 лет. Правда, потом смог отчасти восстановиться и имел возможность передвигаться при посторонней помощи. 

Миджли же парализовало ниже пояса, и он утратил возможность ходить. Для того чтобы не быть никому обузой, он изобрел специальное приспособление, которое при помощи множества балок и ремней переворачивало его на кровати и поднимало с нее, позволяя сесть. Однако, по злой иронии судьбы, в 1944 году в устройстве что-то сломалось, Миджли запутался в ремнях и был задушен своим детищем. Множество современных экологов, «зеленых» и защитников окружающей среды считают такую смерть справедливой и весьма заслуженной. 

Так ли это? Если в случае фреона он не знал о вреде от того, что создал, то про тетраэтилсвинец дискуссии быть не может: человек, лечившийся от последствий отравления этой присадкой, знал, что творил.

Быть может, «зеленые» в этот раз не так уж и неправы.