Книга Загадки современной химии. Правда и домыслы - Джордж Шварц

Дружелюбный огр Шрек привел в восторг зрителей в фильме «Шрек навсегда». Однако для гиганта фастфуда «Макдональдс» Шрек стал настоящим кошмаром. В качестве рекламной кампании «Макдональдс» запустил производство набора стаканов, украшенных изображениями Шрека и других персонажей фильма. После того, как были проданы миллионы стаканов, вскрылась история, приведшая к грандиозному скандалу с многочисленными судебными исками. Желтый краситель, использованный для нанесения рисунков, оказался сульфидом кадмия – вещества, токсичного даже в небольших концентрациях. Угроза заключалась в том, что пигмент мог остаться на детских ручках, а потом попасть в кишечник, так как дети любят тянуть пальцы в рот.

Кадмий был открыт в 1817 году в Германии профессором Фридрихом Штромейером, когда он пытался решить проблему, с которой столкнулись аптекари, изготовлявшие каламиновый лосьон для лечения кожных заболеваний. Процесс получения предусматривал нагревание «каламина», руды карбоната цинка, для образования оксида цинка, который является активным веществом каламинового лосьона. Иногда лосьон окрашивался в желтый цвет, что, как установил Штромейер, было следствием некой минеральной примеси, которую он в конце концов выделил в виде соединения кадмия.

Именно цвет кадмиевых соединений привел к их первому коммерческому применению. Художникам пришелся по душе насыщенный желтый цвет сульфида кадмия, а также оттенки красного и оранжевого цвета, которые получали смешиванием сульфида и селенида кадмия. Винсент ван Гог использовал сульфид кадмия для желтого окрашивания цветов в своей знаменитой картине «Цветы в синей вазе». К сожалению, со временем сульфид кадмия окисляется в сульфат кадмия, в соединение белого цвета, что сильно меняет цветовую гамму исходной картины. Знаменитые желтые оттенки Клода Моне тоже были сделаны кадмиевыми пигментами.

Кадмиевые пигменты до сих пор применяют в живописи, хотя художники постепенно отказываются от них. В самом деле, Швеция подала рапорт в европейское Химическое Агентство, где утверждалось, что художники, моющие кисти в водопроводных раковинах, ответственны за попадание кадмия в сточные воды и, в конечном счете, на поля сельскохозяйственных угодий.

Кадмий является ядом с кумулятивным действием, и Всемирная Организация Здравоохранения установила минимальный порог допустимого попадания кадмия в желудочно-кишечный тракт на уровне 70 микрограммов в сутки. Потребление следовых количеств кадмия неизбежно, потому что он содержится в пищевых сельскохозяйственных культурах. Как он туда попадает? Осадок сточных вод и фосфаты, применяемые в качестве удобрений, могут содержать и содержат кадмий. В результате в одном гамбургере может содержаться до 30 микрограммов кадмия, потому что кадмий содержится в траве, растущей на пастбищах, а в траву кадмий, естественно, попадает из почвы. Каменный уголь также содержит соединения кадмия, которые попадают в атмосферу, а затем вместе с осадками выпадают на землю и проникают в почву. Кадмий может выделяться из никель-кадмиевых аккумуляторов, хотя современные средства контроля позволяют сводить эти потери к минимуму. Кадмий также содержится в виде примесей в цинковой руде, и некоторое количество кадмия выделяется в атмосферу при добыче руды и при выплавке цинка.

Никто, на самом деле, не проводил исследований, чтобы измерить количество кадмия, которое могло попасть на детские ручки после контакта с изображением Шрека на стакане, но вполне вероятно, что это количество меньше содержания кадмия в гамбургере, который держали те же ручки. Тем не менее, устранение любых источников кадмия очень желательно, особенно, если иметь в виду, что многие соединения кадмия отличаются выраженной канцерогенностью. Кадмий, кроме того, обладает способностью откладываться в суставах и позвоночнике, вызывая заболевание, которое японцы назвали «итай-итай», то есть «ой-ой», имитируя стоны, которые издают жертвы этого болезненного поражения.

Классический случай токсичности кадмия, находящегося в окружающей среде, произошел в самом начале двадцатого века, хотя его причина была выяснена только в шестидесятые годы. Было совершенно очевидно, что что-то неладное происходило в бассейне реки Дзиндзу и ее притоков в префектуре Тояма. Люди заболевали, кричали от боли и преждевременно умирали. Подозрение пало на реку и компанию «Мицуи», которая в течение многих лет сбрасывала сточные воды своих предприятий в реку. Земли гор вверх по течению реки богаты полезными ископаемыми, рудами, содержащими серебро, свинец, медь и цинк. Шахты в этой местности работали несколько столетий. Потребность в этих металлах резко возросла в двадцатом веке, и сточные воды предприятий все в больших масштабах сбрасывались в реку, включая и отходы кадмиевой руды.

Воду реки использовали для орошения рисовых полей, а так как рис эффективно поглощает кадмий, то металл накапливался в продовольствии и в организмах местных жителей. Результатом стала эпидемия болезни итай-итай. Истинная причина заболевания – отравление кадмием, была выявлена только в 1965 году, но уже в сороковые годы стало ясно, что болезнь каким-то образом связана с употреблением речной воды, и горнодобывающие компании стали сохранять отходы, перестав сбрасывать их в реку. Заболеваемость резко снизилась, но никто не знает, сколько жертв на счету местных шахт, которые загрязняли окружающую среду с шестнадцатого века, когда началась добыча металлов на реке Дзиндзу.

В 1966 году в Англии один строительный рабочий умер, а несколько других тяжело заболели в результате отравления дымом, содержавшим соединения кадмия. Рабочие использовали автоген для удаления болтов при разборке вспомогательных конструкций, возведенных при строительстве моста. Распространенная практика при строительстве мостов заключается в нанесении электролитического покрытия стальных болтов кадмием, в особенности, болтов, контактирующих с соленой водой, так как кадмий реагирует с солью, образуя непроницаемую пленку хлорида кадмия. В этом случае люди вдохнули кадмий, испарившийся с поверхности болтов, что и вызвало острое отравление.

Стаканы со Шреком – это не единственные предметы, предназначенные для детей, содержащие кадмий. Так как свинец является известным ядом, кадмий стали использовать для производства дешевых ювелирных украшений для девочек, преимущественно, в Китае. Если эти игрушки будут случайно проглочены, или, если девочки, носящие такие украшения, будут часто брать пальцы в рот, то поступление кадмия в организм может достичь опасного уровня. Ювелирные украшения с кадмием должны непременно разделить судьбу стаканов со Шреком – они должны быть изъяты из обращения и уничтожены.