ГЛАВА 14
ГЛАВА 14
Первые газовые атаки. — Письмо с фронта. — Чудесный уголь. — «Белая тень» и «черное дело».
Посреди двора дома № 19 по Забалканскому проспекту поднималась высокая башня с круглыми часами. Это были самые точные часы не только в городе, но и в стране, и проверялись они Пулковской обсерваторией. В самой башне производились опыты со свободным падением тел и выверялись измерительные приборы, а в подвалах хранились образцы аршина и фунта, а также копии международных мер длины и веса — метр и килограмм. Создателем «башни чудес» был великий русский химик Д. И. Менделеев, который жил здесь и умер в 1907 году.
Министерство финансов во дворе дома № 19 разместило Центральную химическую лабораторию.
Дом был длинный, одноэтажный, около крыльца росли две березы и кусты сирени.
Николай Дмитриевич Зелинский сидел в своем кабинете за письменным столом. Стол неудобный, с одним ящиком, конторский. Мебель в комнате разнокалиберная: венские желтые стулья, потертый плюшевый диван, кресло, горбатое бюро и по стенам черные шкафы. Этот кабинет не похож на его кабинет при химической лаборатории Московского университета, как не похожа петербургская деятельность профессора Зелинского на ту, что он вел почти 20 лет в Москве.
Там была работа с нефтью, а здесь Центральная лаборатория министерства финансов обслуживает предприятия спирто-водочной промышленности. «Кабацкая» лаборатория, как с горькой иронией прозвал ее Николай Дмитриевич. И все же недаром прошли эти четыре года. Теперь и здесь, в лаборатории, ведутся серьезные работы по нефти, по катализу, по химии белка. Нашлись и новые помощники: В. С. Садиков, серьезный, вдумчивый химик, молодежь, всегда ищущая, увлекающаяся.
Наступила весна 1915 года. В этом году пасха была ранняя. Зима только что выплакалась капелями. Деревья еще стояли голые, зябкие.
В кабинете через открытое окно было слышно, как во дворе шумели дети, чирикали воробьи, а на проспекте звенели трамваи, цокали лошадиные копыта.
Вдруг, все заглушая, раздался выкрик: «Экстренная телеграмма! Экстренная телеграмма!» И совсем близко, за оградой, прозвучало: «Германия применила удушливые газы! Тяжелое поражение союзников!;» Зелинский взволнованно встал из-за стола.
В кабинет уже входил Сергей Степанович Степанов с газетой в руках.
«22 апреля. Вечером у реки Ипр со стороны немецких окопов поднялось желтовато-серое облако, которое быстро достигло окопов французских и английских войск и распространилось в глубь обороны. У солдат, занимающих оборону, это облако вызвало страшное удушье и мучительный кашель. Более 15 тысяч солдат канадских и французских частей оказались тяжело отравленными, около 5 тысяч из них умерло в ту же ночь».
Далее сообщалось: «Ширина фронта атаки составляла 6 километров. Вслед за облаком двинулась немецкая пехота, овладевшая значительными трофеями. Наступающие углубились в оборону, не встречая никакого сопротивления. Попав под воздействие газового облака, солдаты пытались спастись бегством, но газ делал свое дело. Лишь немногим удалось избежать тяжелых отравлений».
В комнату, в пальто и шляпе, вошел Садиков.
— Я был у вас дома, — сказал он вместо приветствия. — Евгения Павловна сообщила, что вы здесь.
Зелинский ходил по комнате, как всегда, когда волновался, медленно, заложив руки назад и слегка горбясь.
— Что вы скажете об этом, Николай Дмитриевич?
Зелинский ответил не сразу.
— Думаю, что правительство должно привлечь химию к вопросам обороны страны. Началась химическая война, и бороться против нее должны химики.
Садиков взволнованно провел по волосам. Задев пенсне, он смахнул его и теперь, близоруко щурясь, рассеянно искал черный шнурок на лацкане праздничного сюртука.
— Для меня самое важное — наша работа по химии белковых веществ, но сейчас…
Он крутил в пальцах пойманное пенсне, забыв надеть его. Теперь видны были большие синие глаза Садикова.
— Сейчас белок придется оставить, — так же взволнованно перебил его Зелинский. — Нужно думать о защите солдат от удушающих газов. России нужны люди, умеющие работать. Думаю, и мы с вами пригодимся.
На русском фронте трагедия разыгралась 18 мая в 3 часа 30 минут под Варшавой, на реке Равке, в районе Болимово, близ селения Воля Шидловская.
На небольшом участке фронта действию удушающих газов подверглось около 9 тысяч солдат и офицеров. В ближайшие сутки из них умерло свыше двух тысяч.
Через несколько дней машинистка лаборатории Прасковья Андреевна Репина принесла Зелинскому листовку.
В ней высокопатриотическим слогом призывали женщин шить марлевые повязки для защиты от удушливых газов.
Говорят, такие обращения разосланы по всем женским организациям: гимназиям, институтам, женским монастырям. В аптеках марли уже достать нельзя. Все кинулись ее покупать. Марлю, кажется, чем-то пропитывают, рассказывала Репина.
Ознакомившись с составом, которым пропитывались маски, Зелинский убедился, что эти наспех созданные кустарные средства не могут оказать нужного действия. В лучшем случае они помогут на короткое время и дадут возможность убежать из зараженного района. Но ведь солдаты не могут бежать. Они должны сражаться…
В кабинет Зелинского то и дело заходили сотрудники спросить, что думает профессор о противогазовых масках.
— Маски основаны на химическом связывании отравляющих веществ, — объяснял Николай Дмитриевич. — Их важнейший недостаток в отсутствии универсальности действия. В первой атаке немцы применили хлор, но ведь химикам известны и многие другие удушающие и отравляющие газы, это может быть и фосген, и синильная кислота, и смесь газов. Нельзя же снабдить маски целым набором химикатов. Да и неизвестно, какой газ применен в каждой отдельной атаке, сразу это определить не так-то просто. Увлечение таким легким способом защиты может помешать более серьезным изысканиям. Нужны не монашки и институтки, а химики. Нужна не патриотическая болтовня, а работа!
Анатолий Степанов писал своему отцу: «Папа! Если ты долго не будешь получать от меня писем, справься обо мне. Бои идут ожесточенные, волосы дыбом встают. Мне дали маску, сделанную из марли и ваты, пропитанную каким-то снадобьем. Сухая не действует.
Однажды подул ветерок. Ну, думаем, сейчас немец пустит газы. Так и случилось. Видим, идет на нас мутная завеса. Наш офицер скомандовал надеть маски. Началась суматоха. Маски оказались высохшими. Воды под руками не было. Надевали, какие были. Многие мочились на нее. И у меня оказалась такая же, пришлось и мне помочиться на нее. Надел маску, приник к земле, пролежал, пока рассеялись газы. Многие отравились, их мучал кашель, харкали кровью. У нас что было! Однако некоторые спаслись: один закопался и дышал через землю, другой обернул голову шинелью и лег недвижимо, тем и спасся.
Будь здоров. Пиши. 5-я армия, 2-й полк, 3-я рота. Анатолий».
С этим письмом Степанов вошел в кабинет Зелинского.
Зелинский читал внимательно, долго и вдруг, не говоря ни слова, спрятал письмо в ящик стола.
— После, Сергей Степанович, после…
Степанов обиженно посмотрел на своего начальника: ему хотелось поговорить о письме, о сыне… Но Зелинский, всегда внимательный, отзывчивый, не обратил на это внимания.
Оставшись один, Николай Дмитриевич снова вынул и перечитал солдатское письмо.
Мокрая тряпка. Рыхлая земля, шинель, солдатское плотное сукно. Все это фильтры, которые не дали проникнуть газу… Не связывание отдельных газов их химическими антиподами, что происходит в масках с пропиткой, а удерживание, поглощение газов за счет молекулярных сил сцепления — вот над чем надо работать! Не химическая реакция, а физико-химический процесс. Как же я раньше не подумал! Это ведь совершенно иной путь. Нужно вещество, обладающее большой поглощающей способностью ко всем газам, для которого был бы безразличен химический Характер газа — щелочной, кислый или нейтральный… Универсальный поглотитель!
Сукно, конечно, не годится. Его поглощающая способность невелика, оно быстро, «отравится», и «враг прорвется через заграждение». Нужны вещества с громадной поглощающей поверхностью, способные удержать большое количество газа.
Николай Дмитриевич стал перебирать в уме известные в химии адсорбенты, как называются поглотители, — окись алюминия, кизельгур, уголь… Вспомнилась работа по очистке спирта-сырца углем. Несмотря на крайнее разнообразие природы денатурирующих веществ, они почти все без исключения поглощались древесным углем. Уголь! Конечно, уголь, именно этот поглотитель может быть универсальным. Для угля безразличен химический характер адсорбируемого вещества, он должен поглотить любой газ.
Сами собой всплыли в памяти известные данные об угле: уголь имеет микромолекулярное строение, он подобен губке, которая тем больше поглощает воды, чем она пористее.
Какова же пористость угля? Если объем ячейки угля измеряется миллимикронами, то в ста граммах угля, в среднем занимающих 250 кубических сантиметров, будет 2500 миллиардов пор, а общая поверхность их составит 1,5 квадратного километра. Вот почему уголь должен поглотить и удержать огромные количества газа. По опытам Сосюра, один объем букового угля поглощает 90 объемов аммиака, а уголь кокосовых орехов, по Фавру, поглощает 178 объемов этого газа.
Значит, надо выбрать сорт угля с максимальной поглощающей способностью. Сначала испытать на хлоре, потом попробовать фосген, синильную кислоту… Скорей, скорей поставить опыты, проверить поглотительную способность угля на газах!.. Как это до сих пор не пришло ему в голову, а они с Садиковым бьются уже целый месяц!
Мысли опережали одна другую, складывался план испытаний. Ведь за ним уже стоял большой опыт применения угля для очистки спирта.
Итак, основное сейчас — выяснить, является ли сорбционная способность угля специфическим или универсальным его свойством. Потом надо будет проверить не только полезную активность угля к ядовитым газам, но и «остаточную» емкость. Это важно, чтобы выяснить возможные сроки действия фильтрующей массы. В известных работах по углю изучались главным образом адсорбционные свойства предварительно обезвоздушенных углей, но, учитывая практическое применение в противогазах, необходимо испытать уголь, находящийся в равновесии с газами и влагой воздуха, то есть такой, каким он будет при хранении в обычных полевых условиях. Не будут ли поглощенные из воздуха водяные пары уменьшать его адсорбционную способность? А что будет при смеси газов? Окажется ли уголь способным удерживать разные газы из смеси их, как будет изменяться его поглотительная способность в этом случае?
Много еще вопросов задавал себе в эту ночь Николай Дмитриевич, шагая взад и вперед по своему кабинету. Он так и не ушел домой, с нетерпением ожидая утра.
Утро принесло разочарование. Когда они с Садиковым, сразу оценившим гениальную простоту и огромное значение пришедшей Николаю Дмитриевичу идеи, проверили пропусканием хлора через уголь его хлороемкость, она оказалась всего 5 процентов. Слишком мало для практического использования. Потребовались бы громадного размера противогазы.
Но ученый упорствовал: мысль верная, надо пробовать еще. Стали проверять другие угли.
Зелинский оказался прав: костяной уголь показал 35 процентов хлороемкости, кровяной уголь — 50 процентов. Однако использовать эти угли в противогазах неудобно: это порошкообразные, легкораспадающиеся материалы, да и количество их ограниченно.
Что же сделать, чтобы увеличить поглотительную способность простого угля? По определению Юона, в техническом березовом угле твердой углистой массы заключается лишь 29,7 процента объема угля, а 73,3 процента занято мельчайшими порами, наполненными воздухом. Но только ли воздух наполняет поры? Нет, обыкновенный технический уголь, находящийся в состоянии воздушного равновесия, заключает в своем объеме не только элементы воздуха, но и изрядную часть продуктов сухой перегонки дерева: углеводороды, смолы, окись углерода, углекислоту. Если удалить эти вещества, адсорбирующая поверхность угля увеличится, а значит, увеличится и его адсорбционная способность.
И вот ученый уже продумывает план повышения активности угля, метод активирования, «оживления» простого березового угля. Надо испытать прокаливание без доступа воздуха и, наоборот, с продувкой воздухом, предварительную промывку растворителями (спиртом, водой), введение добавок. Опять большой, глубоко продуманный план работ. Но ведь нельзя оставить и работы по проверке различных типов углей на различных отравляющих веществах. Все это потребует громадного количества опытов. Ну что ж! Ведь путь, основной путь ясен, а работа… когда ее боялся Николай Дмитриевич!
Через два дня в кабинете заведующего собрались служащие лаборатории. Это было первое заседание, посвященное использованию угля в деле защиты от вредоносных газов.
Слова Зелинского «ни дня, ни часа промедления» стали законом для сотрудников. Считая, что работы по углю должны быть как можно скорее развернуты широким фронтом, учитывая малочисленность своей лаборатории, Зелинский решил, не откладывая, сообщить о найденном средстве защиты от газов.
Через неделю после совещания с сотрудниками Зелинский писал докладную записку:
«В официальных сообщениях с фронта и частных письмах не раз подробно описывалась обстановка газовых атак, случаи поражения от них и немногочисленные случаи спасения солдат, находившихся на передовых позициях. Сообщалось, что только те оставались в живых, кто прибегал к таким простым средствам, как дыхание через тряпку, смоченную водой или уриной, или дыхание через рыхлую землю, плотно касаясь ее ртом и носом, или, наконец, спасались те, кто покрывал голову шинелью и спокойно лежал во время газовой атаки.
Эти простые приемы показали, что концентрация газов в воздухе была хоть и смертельно ядовитой, но все же сравнительно незначительной.
…Обсуждая в лаборатории вопрос о возможных мерах борьбы с газовыми атаками, мы решили обратить ваше внимание на простое средство, действие которого было бы вполне аналогично действию материи шинели или гумусу почвы. Как в том, так и в другом случае ядовитые вещества связывались не химически, а поглощались (адсорбировались). Таким средством является древесный уголь, но коэффициент адсорбции его по отношению к постоянным газам, как известно, много больше, чем у гумуса почвы».
Появились воззвания:
«Русские женщины! Делайте маски! Спасайте жизнь героя-солдата!»
«Мать! Твоя маска спасет твоего сына!»
«Не забывайте о воинах-героях!»
И маски шили. Шили их разного размера, иногда слишком большие, иногда слишком малые. Длинные завязки путались, короткие рвались. Были маски-повязки и маски-рыльца. И то и другое одинаково было непригодно. С фронта прорывались отчаянные вопли: «Маски не спасают!»
Эти «белые птицы», вылетающие из стен институтов для благородных девиц, женских монастырей, из гостиных великосветских особняков, не помогали на фронте. А между тем «белая легкая тень» мешала делу Зелинского, «черному делу», как окрестили тыловые остряки работу с углем.
Да, «черному». В Центральной лаборатории министерства финансов все, от профессора до простого служащего, ходили черными от угольной пыли. Весь персонал лаборатории занимался углем. Его обжигали, прокаливали, сортировали, просеивали, взвешивали, отравляли и снова взвешивали. Уголь березовый, липовый, еловый, буковый, разные сорта, разные методы обработки…
Центральная химическая лаборатория министерства финансов быстро превратилась в боевую противогазовую лабораторию.
При входе в нее на правой стороне спешно выложили кирпичную печь для обжига древесины.
В дальних комнатах все вытяжные шкафы заняты приборами для получения хлора, фосгена и других газов. Около 30 различных жидких и газообразных веществ было испытано в те дни на адсорбцию их углем.
Во дворе служители братья Цветковы весь день пилили дрова на 6-сантиметровые кубики для обжига. Иногда выскакивал во двор попилить — «проветриться» — кто-нибудь из химиков, изнемогших от многочасового сидения за аналитическими весами или бесконечной зарядки углем, трубок. Основные испытания на адсорбирующую активность угля проводились в стеклянных трубках, заполненных углем. Через них пропускался газ, трубки взвешивались до и после пропуска газа. Работа длительная, кропотливая, а людей было мало, очень мало. Весь персонал лаборатории — это В. С. Садиков и четыре лаборанта:
Ф. А. Александров, 3. И. Баранчик, С. И. Сиверцев, Н. 3. Сумм да еще верный многолетний помощник Зелинского препаратор С. С. Степанов.
Зелинский добивался расширения лабораторий, и ему удалось настоять на временном прикомандировании химиков Орлова, Иванова, Красницкого, Воробьева и Розенблата.
Исследования этого времени, проведенные всего несколькими химиками лаборатории под руководством Зелинского, поистине поражают количеством поставленных опытов и глубиной анализа результатов.
«Николай Дмитриевич последовательно изучает и формулирует все основные типовые методы активирования углей и обоснованно предлагает рациональный. Эти работы Н. Д. Зелинского несомненно являются классическими по оригинальности замысла и выполнения», — писал академик М. М. Дубинин в своей статье «Создание первого угольного противогаза» 35 лет спустя.
«Н. Д. Зелинский предложил впервые в истории техники методы активации зерненного древесного угля», — отмечает профессор Н. А. Фигуровский в книге «История возникновения и развития угольного противогаза Н. Д. Зелинского».
Березовый уголь-сырец, показавший при первоначальном испытании 5 процентов хлороемкости, после одной термической обработки влажного угля дал 27 процентов, а после вторичного прокаливания вновь смоченного угля удалось достигнуть 40 и более процентов хлороемкости.
Вода! Не спирт, не органические растворители, испытывавшиеся в начале работы, а простая вода дала такой поразительный эффект. Недаром Николай Дмитриевич настаивал на этих испытаниях, когда некоторые «маловеры» говорили: «Что может дать вода, когда и со спиртом получились сравнительно слабые результаты».
Совершенствуя это направление работ, вскоре удалось подобрать наиболее рентабельный метод активации — двукратное прокаливание смоченного водой угля при температуре 800–900 градусов в газовых печах или ретортах. Активность угля поднялась до 60 процентов. Это был уже вполне пригодный для практического использования адсорбент. Универсальный поглотитель, он был испытан и дал положительные результаты на хлоре, фосгене, хлорпикрине, хлористом сульфурине и ряде других газов.
Пришло время решительных испытаний. В пустой, наглухо закрытой комнате зажгли серу. Стали ждать. Зелинский следил по часам. Пора! Концентрация сернистого газа в помещении достигла достаточной степени.
Зелинский, Садиков и Степанов приготовились. Они насыпали в носовые платки мелкозернистый березовый прокаленный уголь и, прижав платок ко рту и носу, быстро скрылись в импровизированной испытательной камере. Дверь за ними закрыл Розенблат, оставшийся следить по часам.
Секунды текли, складывались в минуты. Стрелка дернулась. Прошло 5 минут, потом 10. Еще… еще… Уже 20 минут были испытуемые в камере. Неужели выдержат еще?! Если бы была маска, а то ведь просто платок…
25… 30… еще две минуты… Дверь открылась.
— Победа! — закричал Садиков.
— А как же могло быть иначе? — сказал Степанов, солидно и спокойно вытряхивая из платка уголь.
Зелинский начал диктовать Репиной результаты: «В совершенно невыносимой атмосфере, дыша через угольный респиратор, можно было оставаться свыше получаса, не испытывая неприятных ощущений».