История пестицидов, или Химия, изменившая мир

© Роман Потапов, 2024

ISBN 978-5-0064-5557-3

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

От автора

Если прочитав название вы подумали, что эта книга точно не для вас – попробую переубедить. Возможно, вы ничего не смыслите в химии и вам часто приходилось слышать от учителей о «ненаучном складе ума». Но, дело в том, что это не учебник и не скучный справочник, поверьте мне. Как автор я прекрасно понимаю, что 99,8% населения земли не имеют абсолютно никаких знаний о сельском хозяйстве, но это и не требуется, так как в ваших руках сборник историй, историй о химии и химиках. Эти истории не просто мне понравились, правильнее сказать так: не случись всех этих историй, кто знает, сколько опасностей и лишений сопровождало бы каждого из нас. Не верите? Я постараюсь объяснить…

Современное сельское хозяйство неразрывно связано с химическими веществами. Топливо для тракторов – продукт переработки нефти, удобрения производятся на химических предприятиях. Наконец, пестициды – яды, убивающие сорняки или отпугивающие незваных «гостей» насекомых с поля – также продукт сложного химического производства.

В настоящее время в мире применяется свыше тысячи химических веществ для борьбы с вредителями, болезнями и сорняками. Первые из таких средств появились еще много веков назад. Разумеется, в прежние времена земледельцы использовали препараты естественного происхождения, но приблизительно в середине XIX века химики-энтузиасты совершили множество удивительных открытий, чтобы помочь фермерам. Именно об этих открытиях пойдет речь во втором издании книги, что у вас в руках.

Часто меня спрашивают: почему я решил написать книгу об истории пестицидов? Слишком узкая тема, да и большинство людей не интересуют пестициды – это же яды, вредная химия. Скепсис мне понятен, но интерес к историям и литературе в жанре нон-фикшн перевешивает. Всю свою жизнь я работаю с пестицидами, вот только найти книгу о пестицидах мне не удавалось, однако же, нужно признаться некая отрывочная информация мне попадалась в «Зеленом пожаре» Либерштейна1, «Служба зеленого креста» Нейперта2, «Пуговицах наполеона» Пенни Лекутера3 и Джей Берресона4, в «Охотниках за микробами» Поля де Крюи5. Год за годом по крупицам я собирал информацию в статьях, учебниках, глобальной сети – но сведений было крайне мало. Мне же, как специалисту в области защиты растений, хотелось понять: как, кем и когда были созданы эти удивительные химические препараты. Подобные вопросы по-настоящему не давали мне покоя. Как люди растили хлеб до появления современных мощных средств защиты растений? Какую химию использовали в прошлом? Через некоторое время у меня накопилось несколько интересных историй и фактов о пестицидах. Я даже смог опубликовать статью об истории пестицидов в одном аграрном журнале, затем еще одну, таким образом родился цикл статей о протопестицидах – бордоской смеси, швейнфурской зелени, мышьяке, ртути и пр.

Так было положено начало. Пора было переходить к «тяжёлой артиллерии» – препаратам, которые знают не только специалисты, к примеру, ДДТ, Глифосат, Дихлорфос. Сборник статей я предложил почитать моему боссу в компании Дюпон6, и он рекомендовал мне продолжить, собрать небольшую книгу на 5—6 глав. Собственно, так я и сделал.

Путь изучения оказался увлекательным и поглощающим. Подобно первоиспытателю, я погрузился в историю химии, войн, открытий, трагических событий, разочарований и невероятных успехов. Первое издание «Химии, изменившей мир» я и сам пару раз перечитывал впоследствии, и могу честно сказать, что был приятно удивлен. Истории получились короткими и увлекательными, такая, знаете, книжка на вечер для любителей науч-попа. К сожалению, из-за небольшого объема, я смог опубликовать книгу только в качестве самиздата. Со временем моя «копилка» профессионального и личностного опыта существенно выросла, вновь появилось желание поделиться размышлениями. И вот результат – сейчас вы держите в руках второе издание книги об истории пестицидов. Приятного чтения!

Он химик, он ботаник…

«Яды», – скажут садоводы и огородники, имея в виду пестициды, химические средства для защиты растений, и будут недалеки от истины, ведь долгое время пестициды называли ядохимикатами. Но можно ли считать пестициды только опасной химией, которую неизбежно приходится использовать для получения хорошего урожая? Или же эти химические вещества наши союзники, защищающие сады, поля и огороды от вредных насекомых, опасных болезней растений и сорняков?

В прежние века люди мало задумывались о пользе или вреде химии. И хлеборобов, и землевладельцев занимали более насущные проблемы: они мечтали о дожде в засуху, чтобы стадо диких кабанов не потоптало поле, град не уничтожил посевы и чтобы завистник не наслал порчу на урожай.

Постепенно прогресс добирался до представителей рода человеческого самых консервативных взглядов. То тут, то там появлялись слухи о победе науки над ранее неизлечимыми болезнями коров и овец, о появлении новых растений с других континентов, способных накормить крестьянина в самый неурожайный год. Наконец, даже те, кто работал «как деды завещали», стали все больше доверять советам ученых: ботаников, биологов, химиков.

Так, однажды знаменитый французский микробиолог Луи Пастер7 помог местным пивоварам. Неизвестная напасть портила их пиво. Пастер лично обследовал десятки пивоварен, общался с рабочими, осматривал пивные чаны. Наконец, проблема была обнаружена – причиной всему были бактерии. Он предложил пивоварам немного подогревать пиво, тем самым избавляясь от микробов. Сейчас этот процесс мы называем пастеризацией, а пивовары по всему свету с тех пор могут дольше хранить и перевозить на большие расстояния свой хмельной напиток.

Еще один случай произошел с другим французским ученым – на этот раз с химиком Жозефом Луи Прустом8. Виноградари Франции обратились к известному ученому с необычной просьбой: они попросили найти безопасное средство для защиты их урожая от воришек. Просьба не смутила химика, и он предложил им обрабатывать созревающие ягоды смесью извести и медного купороса. Высыхая на гроздях винограда, голубая с синим отливом смесь выглядела как плесень. Конечно, она не причиняла никакого вреда растениям и легко смывалась, а самое главное – защищала от преступников. Желающих воровать такие непривлекательные ягоды просто не находилось. Смесь стала настолько популярной, что впоследствии ее стали называть смесью Пруста по имени создателя или бордоской смесью по названию места, где её особенно часто применяли.

В 1882 году ботаник Пьер Мари Мильярде9, проезжая мимо виноградников, где особенно часто использовали смесь Пруста, обратил внимание на полное отсутствие следов виноградной гнили на созревающих гроздях. Причина этого была быстро найдена: медь, содержащаяся в бордоской смеси, убивала грибок.

Весть о новом средстве против заболеваний в рекордный срок распространилась среди виноградарей. Совсем скоро составом стали опрыскивать не только виноград, но и другие культуры: картофель, томаты, лук, яблони и груши. Чтобы бордоская смесь лучше действовала, а при опрыскивании соединения меди сильнее прилипали к листве, в раствор добавляли сахар или мыло. После появления в Европе дешевой соды начали готовить так называемую бургундскую смесь, в которой вместо извести добавляли соду.

К слову, смесь Пруста появилась очень вовремя. Не случись этого, кто знает, сохранились бы до наших дней прекрасные виноградники Шампани, Бургундии, Бордо и Прованса? Дело в том, что колонисты Нового Света, обнаружив в Северной Америке образцы дикого винограда, очень высоко оценили его качество и привезли саженцы на родину для размножения, не подозревая, что весь привезенный ими материал был заражен опасным грибным заболеванием – милдью10. Так, вместе с саженцами из Америки, одно из самых опасных заболеваний винограда попало в Европу. Прекрасно было то, что химия против неё уже была. Вот и получается, что случайное открытие фунгицидных свойств меди сохранило главные винодельческие регионы Франции.

Параллельно с применением бордоской жидкости в качестве фунгицида эту смесь в большей концентрации применяли также для уничтожения сорной растительности в полевых культурах, преимущественно злаках. Так, если для борьбы с болезнями достаточно было обработать поля 1—3% раствором, то в качестве гербицида необходим был уже 20% раствор. Медь, из которой изготавливали медный купорос, была в то время достаточно дорогой, да и воды для создания препарата требовалось в десять раз больше, чем применяется обычно, поэтому бордоская смесь в качестве гербицида не получила столь широкую известность.

О том, как именно медь влияет на фитопатогены, ученые узнали много позже, в XX веке. Было установлено, что действие основано на особенностях ионов меди денатурировать или осаждать белковые вещества в организме вредных грибов.

В отличие от большинства органических фунгицидов к медному купоросу не возникает устойчивости, поэтому препараты на основе меди достаточно эффективны и в современности. В распоряжении земледельцев сегодня широкий ассортимент препаратов на основе хлорокиси и гидроокиси меди. Она также используется, к примеру, для уничтожения водорослей в плавательных бассейнах и даже для снижения численности водорослей в озерах.

Не потеряла своей актуальности и бордоская смесь – правда, в настоящее время её чаще используют только на приусадебных и дачных участках, в личных подсобных хозяйствах. И все же, вот уже более 130 лет смесь извести и медного купороса используется для защиты урожая, а первооткрывателю фунгицида ботанику Мильярде в Бордо установлен бюст в знак признательности за его разработку.

Спасение виноградников во Франции и открытие фунгицидных свойств медного купороса – лишь короткий эпизод, с которого я начну свой рассказ о химии и химиках, изменивших наш мир.

От Арсения до Меркурия

«Всё – яд и всё – лекарство; то и другое определяет доза». Эти всемирно известные слова Парацельса – швейцарского химика, врача и философа – как нельзя лучше подходят для заглавия следующей истории. Речь здесь пойдет о двух известных веществах – давайте разберемся, гибель они или спасение.

Ртуть и мышьяк в качестве ядов и лекарств известны человечеству с незапамятных времен. Многочисленные истории отравлений дошли до наших дней, а вот счастливых исцелений гораздо меньше. Как рассказывает нам история, еще Царь Митридат, жившивший в 120—63 гг до нашей эры приучал себя к малым дозам мышьяка. Для чего, спросите вы? Ответ прост – чтобы пить на пирах отравленное вино со своими врагами. Мать Ивана Грозного Елена Глинская предположительно была отправлена ртутью, а её сын сам чуть не отравился «живым серебром» пытаясь лечить люэс11. Едва не отправила на «тот свет» ртуть и Наполеона.

Несмотря на свою токсичность, ртуть активно использовалась врачами с древности в качестве метода лечения различных заболеваний. По записям Марко Поло12, йоги Древней Индии употребляли напиток на основе серы и ртути, который, по их верованиям, продлевал жизнь. Также известны случаи производства китайскими знахарями так называемых «пилюль бессмертия» на основе этого металла. До XX века ртуть использовалась в качестве универсального лекарства от множества недугов, его применяли для лечения всевозможных заболеваний, начиная от гриппа и заканчивая меланхолией.

Архимед13 и Плиний14 назвали ртуть в честь бога Меркурия. Ученые древности считали ртуть жидким серебром, отсюда и латинское название ртути – Hydrargirum. Таинственный французский алхимик Никола Фламель15 пытался получить золото из ртути. Как вы думаете, удалось ли ему это? Неизвестно… Секреты ученого не разгаданы до сих пор. Исторически сложилось так, что вокруг ртути всегда было множество мистификаций и секретов, таинственных заболеваний и смертей. Учитывая её убийственные свойства, удивляться нечему.

Первые известные случаи отравления ртутью датируются еще медным веком, примерно в 2900—2600 годах до нашей эры. В те времена люди активно использовали киноварь – минерал, содержащий сульфид ртути, который после измельчения превращался в яркий блестящий красный порошок. Кстати, такое название до сих пор имеют масляные и акриловые краски красного оттенка. Древние греки и римляне активно использовали ртуть для очистки золота. В сфере сельского хозяйства использование ртути для борьбы, к примеру, с вредителями или болезнями, пока было слишком рискованно. При этом, римские земледельцы того времени активно использовали химию. Примерно в 200 году до нашей эры римский цензор, оратор и писатель Марк Порций рекомендовал применять обработки растений маслом для защиты от вредителей и болезней. Философ Плиний Старший подробно описывал использование различных веществ для лечения семян от головни, но ртуть в качестве пестицида не упоминалась.

Зато мышьяк в качестве пестицида встречается в записях китайского ученого Ко Хан уже в начале V века нашей эры. Ученый советовал во время высадки подросших растений риса в чеки обрабатывать корни белым мышьяком для борьбы с насекомыми-вредителями.

В Европе мышьяк также использовали против вредителей хлебных запасов, а именно мышей, не зря русское название этого вещества происходит от двух слов «мышь» и «яд». Смесь мышьяка с серой также применяли для борьбы с муравьями.

Средневековые алхимики активно использовали соединения мышьяка и называли их: «лекарством для отбеливания Венеры»16. Однако по-настоящему большой шаг в использовании химии был сделан в период промышленной революции – чудеса прогресса были доступны теперь не только ученым, но и простым обывателям. Все это обуславливалось тем, что редкие и опасные химические соединения окружали горожан на фабриках, заводах и прямо в домах.

К примеру, во времена Викторианской Англии у жителей Лондона появилась новая мода – оклеивать жилища красивыми обоями изумрудного цвета. Новый оттенок зеленого стал настолько популярным, что фабриканты не поспевали за спросом, несколько предприятий выпускали десятки километров обоев с самыми разными узорами. Век прогресса принес в дома англичан свет, стали видны ранее пребывавшие в темноте пространства, которые постыдно было оставлять без красивых обоев. Новинка не была лишена недостатка: краска, которой был нанесен узор содержала мышьяк, именно он и придавал рисунку изумрудно зеленый, красивый цвет.

Разумеется, люди в XIX веке прекрасно знали, что мышьяком можно отравиться, но кто же собирался есть обои, тем более такие красивые? О том, что мышьяк может быть опасным на расстоянии стало понятно позднее, когда в 1862 в богатом доме лондонского района Лаймхаус умер ребенок. Спустя несколько недель в том же доме умер второй ребенок. Врачи сочувственно пожали плечами: дифтерия17, что поделать? Но когда через считанные дни в этом же доме скончался третий ребенок, врачи забеспокоились. Причину стремительно нашли – стены в детской комнате были по последнему слову моды оклеены изумрудными обоями. Как и ожидалось, слуху, что так полюбившиеся лондонцам обои могут быть опасны многие отказывались верить. Нация одумалась лишь тогда, когда королева Виктория приказала ликвидировать зеленые обои со стен недавно отремонтированных комнат в Букингемском дворце.

Зеленая краска на основе мышьяка была известна не только в Англии. Пигмент – тонкий кристаллический порошок зеленого цвета, нерастворимый в воде и один из самых токсичных мышьяк содержащих препаратов был распространен во многих странах Европы. В Германии его называли Швейнфурской зеленью, в Австрии – Венской, а во Франции – Парижской зеленью. Порошок использовали для окраски судов с целью предотвращения обрастания корпусов моллюсками. В сельском же хозяйстве применяли в качестве фунгицида18 и очень ядовитого инсектицида19.

Так, в США первое упоминание Парижской зелени, как средства против вредителей, датируется 1867 годом. Именно в тот момент массовое применение этого препарата помогло американским фермерам избавиться от колорадского жука на посадках картофеля.

В Российской литературе по сельскому хозяйству конца XIX говорится о применении парижской зелени для борьбы с проволочным червем (совр. проволочником) – личинкой жука щелкуна, которая сильно повреждала клубни картофеля, делая в нем ходы. Урожай, поврежденный проволочным червем хранился крайне мало. Метод борьбы с этим вредителем заключался в разбрасывании по полю, на котором планировалась посадка картофеля, пучков свежего клевера либо комочков сладкой кукурузной муки, отравленных 10% раствором парижской зелени.

Упоминается также о применении парижской зелени для борьбы уже с другим, но не менее опасным вредителем – «озимым червём» – гусеницей озимой совки, повсеместно вредившей на сельскохозяйственных культурах, нанося многомиллионные убытки сельскому хозяйству нашей страны. Основной мерой против этого вредителя в XIX веке стала глубокая вспашка и ручной сбор личинок и гусениц на полях. Применение парижской зелени против озимой совки стало действительно долгожданным открытием и позволило при правильном применении полностью избавиться от вредителя.

Страшной напастью на Кубани во все времена считалась саранча, которая возникала внезапно и производила огромный ущерб на полях и пастбищах. В исторических заметках саранча упоминается как «Бич Божий». В начале ХХ века для борьбы с саранчой использовались все имеющиеся средства – это и отпугивание шумовыми приспособлениями, и уничтожение катками. Особенно распространенным методом стало сгребание в специальные рвы, в которых саранчу выжигали порохом или вытаптывали лошадьми. Но все эти меры были мало эффективны, только в 1908 году после централизованной закупки правительством за границей швейнфурской зелени, борьба с вредителем стала эффективной.

Примерно в это же время ученые и химики Германии обратили внимание на другое ядовитое вещество – ртуть. В самом конце 19-го столетия растворы хлорида ртути впервые были использованы для борьбы с болезнями семян. Первые опыты сразу показали высокую эффективность хлорида ртути. В отличии от формальдегида и меди, которые в то время широко применялись для борьбы с семенной инфекцией, ртутьорганические соединения не повреждали зародыш и всходы, и при этом эффективно боролись с грибной и бактериальной инфекцией. Позже хлорид ртути показал отличные результаты на бобовых и овощных культурах.

Позже Георг Везенберг, химик компании Байер, обнаружил, что вещество хлорфенолртуть эффективно подавляет многие грибные заболевания растений. Результатом этих открытий стало то, что в 1915 компания начала промышленное производство крайне эффективного протравителя «Успулун». Жидкий препарат получил очень широкое распространение не только в самой Германии, но и в странах Западной Европы.

В 20-х годах еще большую популярность обрел другой ртутный препарат «Церезан», применяемый для опыливания семян самых разных культур. Производителем были выпущены рекомендации и брошюры для фермеров на английском, немецком, французском языках. Рекламные проспекты призывали использовать новое надежное средство. На одном из таких плакатов двое довольных крестьян лопатами перемешивают семена с дустом в деревянной бочке, а ведь речь все еще идет о ртути – опасном яде, да еще в форме пыли. Учитывая уровень техники безопасности и отношения к своему здоровью, совсем не удивительно, что вскоре популярность ртутьсодержащих протравителей пошла на убыль. Слишком опасным для людей была такая обработка. Вернулись к ртутным препаратам только в середине 20-го века после изобретения специальных протравочных машин, в которых семена и яды смешиваются автоматически в специальном закрытом баке. Это был большой шаг к безопасному использованию ртути, но, к сожалению, недостаточный. Ведь в это самое время в японской префектуре Минамата20 начиналась одна из самых страшных трагедий, связанных с отравлением ртутью.

Что же случилось? В небольшом приморском городке, который преимущественно зарабатывал на ловле и торговле рыбы, находилось крупное химическое предприятие Чиссо. Производились там удобрения и другая химическая продукция. Размеренная послевоенная жизнь в провинциальном городке была простой и понятной, дети ходили в школы, родители усердно работали.

В семьях рыбаков всегда держали кошек – это был надежный способ борьбы с крысами, которые портили снасти и грызли рыбацкие сети. Около 1950 года рыбаки стали замечать за четвероногими необычное поведение: припадки, судороги. Слух о странном недуге кошек разошёлся по городу, после чего стало ходить название «болезнь танцующих кошек». Все бы ничего, только кошки вскоре стали умирать в конвульсиях или бросались в воду. Тут жители вспомнили о мертвых птицах, иногда встречающихся на улицах, а также о массовой гибели рыбы в заливе.

Беда не заставила себя долго ждать. Первым пострадавшим от отравления стала пятилетняя девочка. Родители обратились в больницу в апреле 1956 года. Состояние девочки стремительно ухудшалось, тело сотрясали конвульсии, а через два дня заболела её младшая сестра, затем в больницу попала соседская девочка. Началась массовая «эпидемия» – врачи лишь разводили руками. Через полгода было уже сорок заболевших, четырнадцать из которых скончались. Больным детям давали побольше рыбы, что еще могли предложить в рыбацких семьях?

Наконец, врачи и ученые обратили внимание на тех самых «танцующих кошек» и предположили, что люди и животные гибнут по одной причине, кроме того, большинство пострадавших были из рыбацких районов вдоль побережья. Подозрение на рыбу пало сразу, а вот что за яд убивает людей и животных еще предстояло выяснить. Источник загрязнения все же был найден – химическое предприятие находилось совсем неподалеку. Оказалось, завод Чиссо сбрасывал в бухту химические отходы, не заботясь об экологии и здоровье горожан.

В качестве побочного продукта при химическом распаде выделялись ртуть и мышьяк, которые Чиссо сбрасывал прямо в море, и это продолжалось годами. Ртуть из сточных вод отравляла рыбу, рыба попадала на стол рыбаков и жителей Минаматы. Таким образом, от ядовитой рыбы пострадало огромное количество людей, потому что более доступной еды в прибрежном городе и представить было себе невозможно.

Борьба с химическим производством и выбросом отходов продлилась долгие годы. Руководство крупной химической компании не хотело признавать проблему, и уж тем более выплачивать компенсации.

26 сентября 1968 года на государственном уровне было официально признано, что болезнь Минамата – так ее теперь называли, является результатом длительного употребления в пищу отравленных ртутью продуктов. Это произошло через 12 лет после обнаружения первого случая заболевания. Компания Чиссо была признана ответственной за происходящее. Наконец, было официально признано, что жертвами трагедии стали 2 265 человека, 1 784 из которых скончались.

Японская трагедия привела к ужесточению требований при работе с ртутью и содержащими ртуть соединениями, экологи и врачи серьезно обеспокоились безопасностью препаратов, применяемых в косметической, текстильной промышленности и в сельском хозяйстве. Несмотря на то, что ртутьсодержащие препараты оставались исключительно эффективными против ряда болезней растений, хорошая активность против патогенов сопровождалась высокой опасностью для человека. После почти полувековой истории применения эти препараты были запрещены для использования во многих странах, а последние обработки такими протравителями были проведены более 30 лет назад.

Кто вы, герр Шрадер?

Утро. По остывшему за ночь полю ползут первые рассветные лучи солнца, свет огненным блеском отражается в каплях росы. Все замерло перед началом нового дня: не слышно пения птиц, не чувствуется ни единого дуновения ветерка. Вокруг оглушительная тишина, и только слабый гул, идущий издалека, нарушает эту идиллию. Звук становится все отчетливее, все ближе и ближе, он уже надвигается, подобно буре, подобно волне во время шторма. В одно мгновение утренний воздух разрывает снаряд, затем еще один… В шквале огня и взрывов теперь уже ничего не разобрать. Артиллерийская канонада, кажется, заполнила целый мир. Окопы, укрепления, деревья и камни перемешались с землей. И вдруг все снова стихло, только то тут, то там слышатся глухие хлопки – один, два, три… Это химические снаряды, этот звук не спутать ни с чем. В тот же миг густой газовый туман, стелясь по земле и заполняя все углубления, бесшумно накрывает позиции. От этого яда никому не спрятаться.

Внезапно над нашими окопами раздается крик: «Газ! Газ!» Солдаты в спешке пытаются натянуть противогазы: стоит сейчас на секунду замешкаться – и в легкие проникнет смертельный яд. Все хорошо, противогаз надет, но все также дышать тяжело, пять минут в окружении смертельной опасности кажутся вечностью. Вокруг уже снова рвутся снаряды и летят пулеметные пули. Наконец желто-зеленое облако яда рассеялось. Но газ – коварное оружие, он скопился в низинах, проник в траншеи и воронки – если снять противогаз сейчас, то умрешь медленной мучительной смертью от кровохарканья и удушья, поэтому бывалые солдаты не торопятся.

Огонь прекратился также внезапно, как начался. Артиллерия замолчала, значит, скоро в атаку пойдет пехота. На наших позициях повсюду слышится хрип, стоны и кашель. Солнечный диск медленно поднялся над лесом. Наступил новый день войны…

Трудно представить себе те чувства, которые испытали солдаты, пережившие газовую атаку на полях сражений Первой мировой войны. Ужас, кошмар, ад?

Уинстон Черчилль21, вспоминая о тех событиях, говорил: «Никогда еще человечество не было в таком положении. Не достигнув значительно более высокого уровня добродетели, люди получили в руки такие виды оружия, при помощи которых они без промаха могут уничтожить все человечество».

Минометы, танки, авиация, подводные лодки, мины, гранаты, огнеметы, снаряды всех калибров – все новые и новые средства убийства людей использовали противоборствующие стороны. Из всех этих ужасных средств химические боевые вещества, пожалуй, стали самым неожиданным и гнусным оружием в той войне.

Впрочем, идеи применения «химии» на войне приходили в головы военным стратегам и раньше. На протяжении по меньшей мере двух тысячелетий человеческая изобретательность не оставляла попыток превратить синтетические и природные яды в оружие. Историкам и археологам известны эпизоды применения отравляющих веществ, в основном продуктов горения, в античных войнах. Практика применения ядов против армий противника была продолжена в Средневековье. Замедленный технический прогресс не позволял изобрести действительно эффективное химическое оружие. Все изменилось в начале XX века с приходом научно-технической революции – именно тогда были обнаружены большинство известных нам отравляющих веществ. Возможно поэтому настоящим «звездным часом» для химического оружия стала Первая мировая война.

Впервые немцы применили боевые отравляющие вещества на территории Польши в январе 1915 года против русских солдат. Проблемой стало замерзание газа, что снизило эффективность атаки – практически оставило ее незамеченной. В историю вошла совсем другая дата, через три месяца: 22 апреля 1915 ровно в шесть вечера в Бельгии неподалеку от города Ипр облако ядовитого газа накрыло французские позиции. Эта бесшумная и неожиданная атака всего за восемь минут унесла не менее 1200 жизней солдат. Более 10 тысяч человек были отравлены. Немцы в газовых масках заняли французские позиции, значительно продвинувшись вперед. Данная химическая атака навсегда вошла в историю войн как «черный день у Ипра»22.

Газ – капризное вещество, любой поднявшийся ветерок может неожиданно повернуть ядовитое облако на самих атакующих. Именно поэтому химическое оружие применялось вечером или перед рассветом, когда атмосфера относительно спокойна. Кроме того, именно в темное время суток дозорным обнаружить газовую атаку было тяжелее всего.

Появление нового оружия на полях сражений было настолько неожиданным, что поначалу у солдат не было абсолютно никаких средств защиты. К примеру, солдаты русской армии при первых столкновениях с новым опасным оружием вместо противогазов использовали пропитанные водой портянки, что оказалось весьма эффективным средством. Правда, действовали они недолго. Позже были изготовлены и доставлены в войска специальные предохранительные маски, но, по сути, это были простейшие марлевые повязки, которые не обеспечивали надежной защиты.

В связи с этим известен печальный эпизод. Летом 1915 года, отражая немецкую газовую атаку при обороне крепости Осовец, русские войска, сильно поредевшие и отравленные газами, все же шли в контратаку. Солдаты с лицами, обмотанными тряпками, шли в штыковую атаку, сотрясаясь от кашля, буквально выплевывая куски легких на окровавленные гимнастерки, – это зрелище настолько поразило немцев, что они не приняли боя и бросились отступать. «Атака мертвецов»23 – так был назван этот пример героических действий русских воинов.

Таких жутких эпизодов было немало, применение химического оружия немецкой армией вызвало настоящую бурю негодования в обществе. Тем не менее, несмотря на всю жестокость этого оружия, во Франции и Англии было развернуто собственное производство боевых газов.

За годы Первой мировой войны немецкие войска более 50 раз использовали отравляющие газы, французы – 20 раз, англичане – 150 раз. Всего было применено около 112 тысяч тонн различных химических веществ, результатом этих атак стали 90 тысяч погибших и более миллиона пострадавших: ослепших и тех, кто до конца жизни мучился болезнями легких. Всего Первая мировая война унесла 20 миллионов жизней солдат и мирного населения.

Боль войны в том, что мирные жители страдают не меньше солдат. Сперва из семей уходят мужчины и приходит голод, затем оставшиеся в городах и селах старики, женщины и дети днем и ночью строят укрепления, роют окопы и рвы. А потом на улицах появляются солдаты и тяжелая техника.

Во время войны ученик младших классов Герхард Шрадер24 наверняка слышал об ужасах, творящихся на войне. Улицы немецкого города Брауншвейг день ото дня пустели, не видно было веселящейся молодежи, одна за другой закрывались торговые лавки и мастерские. На городской вокзал поезда все чаще привозили не студентов, вернувшихся с каникул, а искалеченных душевно и физически солдат с фронта. Среди них гимназист Герхард видел ослепших солдат, переживших газовую атаку. Наверняка это произвело на него неизгладимое впечатление. Но кто же такой этот гимназист Герхард Шрадер, и какова его роль в этой истории?

Шрадер Пол Герхард Генрих родился 25 февраля 1903 года в маленьком городке Бортфельд. Сперва мальчик учился в родном городке, но с 11 лет поступил в гимназию им. Вильгельма в 15 километрах от родного дома, в городе Брауншвейг – важнейшем европейском образовательном и научном центре. Герхард еще учился в гимназии, когда «непобедимая» немецкая армия окончательно потерпела поражение, а Германия была вынуждена подписать унизительный Версальский договор. Трудные времена наступили для всей немецкой нации.

Во время учебы Герхард был старательным и прилежным гимназистом, более всего его увлекала неорганическая химия. После окончания гимназии в 1923 году Герхард поступил в один из старейших технических университетов Германии – Брауншвейгский технический университет (БТУ), избрав темой исследований металлы. В 1928 г. он защитил докторскую диссертацию на тему: «Химия рутения и осмия».

В том же году молодой доктор химических наук Герхард Шрадер переехал в Леверкузен и присоединился к крупнейшей химической и фармацевтической компании в Германии «Фарбенфабрикен Байер». Немного поработав в лабораториях над разными проектами, он увлекся органической химией, и, будучи талантливым ученым, в 1930 году перешел в центральную лабораторию. Там он стал работать над исследованиями красителей. Через четыре года переключился на исследования пестицидов, в основном на изучение и поиск новых средств против насекомых на основе фосфорной кислоты. Известный химик-технолог Отто Байер поручил молодому специалисту разработать новый инсектицид. В распоряжении лаборатории уже были перспективные вещества, но получить по-настоящему эффективный препарат пока не удавалось.

Для Германии это был важный проект, так как по условиям Версальского договора страна не могла развивать технологии, которые уже были доступны другим мировым державам. К тому же, в мире разворачивался серьезный экономический кризис, что делало положение Германии еще более тяжелым. Компания «Фарбенфабрикен Байер» по заданию правительства занималась поиском новых инсектицидов, способных поддержать местное сельское хозяйство и снизить зависимость Германии от химических средств защиты растений, импортируемых из-за границы. Кроме того, для продовольственной безопасности необходимо было предотвратить вред насекомых, ежегодно уничтожающих урожай на полях и истощающих и без того скудные запасы продовольствия на складах.

Тридцатитрехлетний Герхард Шрадер решил начать свои поиски нового и столь необходимого инсектицида среди органических фосфорных соединений, которые тогда считались перспективными. Соединения на основе фосфора пытались использовать в самых разных отраслях химической промышленности. Кроме того, еще в XIX веке некоторые соединения из этой группы химики той поры называли «пахнущие жидкости с огненным вкусом». В тот же период были заложены ключевые постулаты для получения новых соединений на основе фосфора.

Герхард видел в них большой потенциал именно в качестве новых инсектицидов, однако ему не удавалось найти действенное средство из первоначально выбранных для основы будущего препарата серы и фосфора. Вместе с коллегами-химиками он синтезировал все новые и новые соединения, но инсектицидными свойствами они не обладали. После этого Шрадер обратил внимание на другие молекулы, имеющие в своем составе фосфор и цианид. Постоянные эксперименты существенно ухудшили состояние здоровья Герхарда. У него стали появляться боли в животе, одышка, временами он даже терял зрение. Одна из первых молекул, полученная Герхардом Шрадером, отправила ученого в больницу на несколько недель – настолько опасным получилось новое вещество. Вернувшись в лабораторию, исследователь уже точно знал, что он на верном пути, и снова приступил к своим экспериментам: он сфокусировался на фосфорорганических соединениях. Как и любой идейный ученый, Герхард был настойчив и искренне верил, что при помощи органической химии ему удастся накормить весь мир, избавив посевы земледельцев от вредных насекомых.

23 декабря 1936 года Шрадер синтезировал соединение, которое назвал «Вещество 9/91». Это был невероятный по убийственной силе препарат и опаснейший яд: даже в сильно разбавленном виде он успешно уничтожал самых разных вредных насекомых.

Новый инсектицид, нанесенный на растение, защищал его от любых вредителей в течение нескольких недель. «Наконец земледельцы Германии могут вздохнуть свободно», – надеялся ученый. Однако почти сразу было установлено, что при всей своей эффективности у нового инсектицида есть серьезный недостаток: он вызывал рвоту, одышку, расширение зрачка, слюнотечение, потоотделение, диарею, но самое основное – смерть обезьян и других млекопитающих. Стало очевидно, что такие особенности впоследствии могли привести к случаям отравления людей, работавших с препаратом.

Компания, в которой работал Герхард, сразу же предупредила военных о новом препарате и его высоких ядовитых свойствах, также были переданы документация и образцы.

Военное руководство Германии заинтересовалось новой разработкой и высоко оценило результаты опытов: вероятно, в памяти генералов еще сохранились воспоминания об убийственном действии химии на полях сражений Первой мировой войны. Наработки Герхарда Шрадера попали в руки военных ученых, которые вопреки Версальскому договору в условиях совершенной секретности работали в средневековой цитадели Шпандау на северо-западе от Берлина. В стенах секретной лаборатории были продолжены исследования токсических свойств «Вещества 9/91». Тайные эксперименты должны были привести к созданию нового химического оружия. В конце концов это удалось, боевое отравляющее вещество было названо табун – от немецкого слова, означающего «табу» (т. е. «запрет»). Веществам, которые активно применялись в Первой мировой войне, требовалось иногда несколько часов, чтобы убить жертву. Табун же убивал за считанные минуты. Немецкое военное руководство выплатило Шрадеру и его коллегам награду в 50 тысяч марок за открытие нового яда.

Вскоре в секретных лабораториях начались исследования возможности применения табуна в качестве оружия. В первую очередь были разработаны снаряды, в которых опасное вещество могло храниться без утечки. Одновременно с этим военные испытывали табун на животных, а также занимались поисками эффективного антидота.

Шрадер все это время продолжал эксперименты с веществами из класса фосфорорганических соединений. В 1939 году он синтезировал еще более сильное и токсичное соединение, назвав его «Вещество 146», которое было в два раза убийственнее для животных и человека, чем открытый ранее табун. Военные ученые из цитадели сразу же взяли образцы препарата и приступили к разработке новых методов по быстрому производству отравляющего вещества в промышленных масштабах. Созданное Герхардом Шрадером «Вещество 146» было переименовано в зарин.

Чуть позже немецкие военные построили опытный завод по производству табуна, способный произвести до 400 кг ядовитого вещества. В ходе экспериментов со снарядами, содержащими табун, было установлено, что наиболее эффективно, если после небольшого взрыва вещество распыляется в виде тумана. Именно этот опыт стал «толчком» для производства табуна в промышленных масштабах на химическом предприятии близ городка Дюрхфорт (ныне Бжег-Дольны). Первые 140 тонн боевого вещества были получены в сентябре 1942 года, при полной загрузке месячное производство табуна могло доходить до 350 тонн. За все время существования предприятие произвело около 10 тысяч тонн отравляющего вещества, которое впоследствии было заправлено в снаряды и бомбы.

На фабрике использовался труд заключенных из концлагерей, от токсического воздействия табуна при его производстве погибли сотни рабочих. Однако стоит отметить, что медицинская помощь никому из них не оказывалась. Местные жители вспоминают, что заключенные выглядели как ходячие мертвецы. Нацисты безжалостно использовали заключенных в экспериментах с табуном; часть из них умерла в агонии. Известно, что заключенных с фабрики отправляли без каких-либо защитных средств в качестве «канареек» или «живых индикаторов» в железнодорожных вагонах, перевозивших табун, для обнаружения утечек ядовитых веществ. Разумеется, многие погибали в пути. В конечном счете все эти жертвы и огромные усилия были бессмысленны. Уже в 1943 году военному руководству стало понятно, что новый яд зарин, открытый Герхардом Шрадером, был куда более эффективным оружием, чем табун, хотя и считался более сложным в производстве. В 1943 году немецкое военное руководство одобрило строительство совершенно новой химической фабрики по производству зарина в городе Фалькенхаген в 70 километрах от Берлина.

Одновременно с этим продолжались поиски новых ядов. Хотя военные ученые из цитадели Шпандау и считали первооткрывателя нового класса инсектицидов Герхарда Шрадера талантливым химиком, но понимали, что его открытие было скорее случайностью. Поэтому в 1943 году они пригласили для участия в исследованиях немецкого химика и лауреата Нобелевской премии Рихарда Куна, попросив его вычислить, каким образом табун и зарин действуют на насекомых и млекопитающих. Вскоре механизм действия был установлен: фосфорорганические соединения – это яды нервно-паралитического действия, вызывающие смерть в течение первых часов после контакта. Данные вещества, попадая в организм, замещают ферменты, отвечающие за передачу нервного импульса. Вследствие нарушения передачи сигнала возникает тремор, переходящий в полный паралич. Также фосфорорганические соединения, воздействуя на центральную нервную систему, способны вызывать конвульсии, потерю чувствительности к свету, потерю равновесия, нарушения сознания, потерю сна, кому. При этом, яд может с легкостью проникать в организм через кожу, желудок или даже дыхательные пути. Выяснив, каким образом табун и зарин действуют на организм, Рихард Кун изобрел еще более сложное соединение – зоман, который в два раза превосходил по своим токсическим свойствам непревзойденный до этого зарин.

Итак, к 1943 году в распоряжении нацистов оказался целый арсенал сверхубийственных ядов, способных за несколько минут убить сотни или тысячи ничего не подозревающих солдат. И все это при том, что ни одна сторона в ходе Второй мировой войны не применяла боевые отравляющие вещества. Разумеется, правительства по обе стороны сдерживали международные обязательства, однако существует версия, будто бы Гитлер считал, что использование отравляющего газа на поле битвы неэтично. Его позиция сформирована тем, что он и сам однажды, в 1918 году, оказался в облаке горчичного газа, когда рядом с ним разорвался химический снаряд. Впрочем, эта версия кажется несостоятельной, если учесть, что немецкое командование одобрило применение отравляющих веществ в концлагерях против миллионов заключенных. К тому же, в июне 1943 года президент США заявил, что «любое использование химических отравляющих веществ Германией или ее союзниками немедленно будет сопровождаться самым полным возмездием».

Очевидно, немцы опасались, что у Советского Союза, Британии или США имеются собственные разработки в области боевых химических веществ. В результате во Вторую мировую войну ни нацисты, ни командование антигитлеровской коалиции не посмели развязать новую химическую бойню, что сегодня видится большой удачей для всего человечества. Таким образом, именно Первая мировая война стала единственным крупным военным конфликтом, в котором отравляющие газы применялись масштабно.

В последние годы войны в ходе освобождения Польши от немецких войск Красная армия дошла до Дюрхфорта и захватила фабрику по производству табуна, после чего все химическое оборудование было вывезено в СССР. Немцы на баржах и по железной дороге пытались вывозить в более безопасные регионы запасы «боевой химии» с территорий, занятых союзниками, однако транспортировка столь опасных грузов была рискованным делом и нередко заканчивалась трагедиями.

После окончания Второй мировой войны союзники разделили Германию на четыре зоны влияния и быстро начали конкурировать между собой за технологические трофеи. Началась охота за учеными, которые могли быть использованы в военных и научных программах Советского Союза и США.

Когда войска союзников заняли Западную Германию, Герхард Шрадер оказался в руках американских военных. Все исследования, проводимые в лабораториях Леверкузена, тщательно инспектированилсь, образцы материалов были изъяты, а персонал тщательно допрошен.

Герхард Шрадер, как один из главных исследователей в области синтеза боевых веществ был помещен в крепость Крансберг, где содержался в течение двух лет. Шрадер не состоял в нацистской партии, он не был осужден как военный преступник. При этом, находясь в крепости под присмотром военных, он составил подробную монографию об особенностях, способах получения и инсектицидных свойствах всех открытых им фосфорорганических соединений. В 1947 году ученый передал подготовленные документы и материалы американскому командованию для использования своих наработок химической промышленностью Англии и США. Позже на предложение от британского правительства о сотрудничестве он ответил отказом, оставшись в Германии, в компании «Байер», где продолжил разработку новых инсектицидов из семейства фосфорорганических соединений. Каждый год лаборатория под руководством Герхарда Шрадера синтезировала более 2000 новых органических веществ на основе фосфора.

В 1949 году компания «Байер» вывела на рынок инсектицид метафос. Он был эффективен практически против всех видов вредителей, в том числе клещей. Еще через три года Шрадер открывает меркаптофос, коммерческое название которого – Систокс. Это был инсектицид против широкого круга вредных насекомых и клещей. Систокс быстро получил распространение на международном рынке. После применения на полях инсектицид быстро проникал в растение (особенно через почву), и примерно через шесть часов оно становилось ядовитым для любых насекомых. Систокс защищал культурные растения от вредителей от десяти дней до двух месяцев, однако резкий неприятный запах и высокая токсичность, как и у предыдущих открытых Шрадером инсектицидов, были большим минусом этого препарата. В мире Систокс также получил достаточно широкое распространение и выпускался под разными названиями: в СССР – Меркаптофос, в США – Деметон.

В это время во всем мире велись собственные разработки фосфорорганических инсектицидов (схожих по свойствам веществ): к примеру, в Соединенных Штатах была получена молекула малатион, он же карбофос, в Швейцарии – диазинон, другое название базудин, который выпускался разными компаниями, в том числе «Шеринг» и «Гейги», в Англии разработали дихлорфос.

С началом 1960-х годов было развернуто масштабное производство фосфорорганических препаратов по всему миру. В США, Англии, ФРГ и СССР вводились новые мощности по выпуску новых инсектицидов, ежегодное производство исчислялось тысячами тонн продукции.

Фосфорорганические инсектициды уничтожали не только взрослых насекомых, но и отлично справлялись с гусеницами, личинками. Они с успехом применялись на полевых культурах, в садах, виноградниках, в теплицах для защиты овощей, а также для обработки складов, некоторые препараты были эффективны против почвенных нематод25. Также они нашли применение в лесном хозяйстве, борьбе с саранчой, кожными оводами у животных, в медицине и ветеринарии при борьбе с паразитами. Однако нужно понимать, что фосфорорганические инсектициды все еще оставались весьма опасными веществами, неосторожное обращение с которыми могло привести к трагедиям. Большинство отравлений пестицидами, часто с летальным исходом, отмеченных в США, были вызваны именно фосфорорганическими инсектицидами. В период с 1960 по 1970 год в США было зафиксировано 18 случаев гибели детей в результате контакта с неправильно хранящимися фосфорорганическими пестицидами.