Защита Зелинского

Профессор Николай Зелинский принципиально отказался патентовать свой противогаз. Он считал, что безнравственно наживаться на человеческих несчастьях

Через семьдесят лет после инициированной ВКП(б) кампании по утверждению приоритета русской науки вопрос о том, кто первым предложил принцип современного противогаза, остаётся актуальным. Вот только в 40-е годы ХХ века он имел идеологическую подоснову, а в наши дни определение приоритета – вопрос в значительной мере академический. Но также вопрос восстановления исторической справедливости: противогаз Николая Зелинского был первым.

Считается, что работы по созданию противогаза начались тогда, когда появилась возможность использования боевых отравляющих веществ. Это совершенно неверно. Противогаз изначально разрабатывался как средство индивидуальной защиты для врачей и их помощников, контактировавших с больными острозаразными болезнями, в первую очередь чумой. Кроме того, противогазы или их предшественники в виде разнообразных масок использовались при вредных работах, связанных с запылённостью или загазованностью. Например, при работе в шахтах или при покраске больших площадей в закрытом помещении. Таким образом, к современному противогазу, также используемому и в мирных, и в военных целях, пришли двумя путями: мирным и военным.

Венецианский противочумный костюм

МАСКА ЗЕМЛЕКОПА

Журнал PopularMechanics в статье 1984 года, посвящённой первым прототипам противогазов, отмечал, что ещё в античной Греции рудокопы пользовались специальными масками с фильтрами из шариков высушенных трав. Выдающиеся арабские учёные IX века, известные как братья Бану Муса, среди своих выдающихся открытий в области астрономии, математики и механики имели и разработки исключительно прикладного характера. Например, маски, которыми пользовались рабочие при рытье глубоких колодцев. Братья Бану Муса, жившие в Багдаде, обнаружили, что в этом регионе, где почвы сильно «загазованы», при рытье колодцев газы освобождались, и частыми были отравления рабочих. Их «противогазы» напоминали античные по фильтрующему материалу, но были уже специальным образом сшитыми, с возможностью замены использованного фильтра на новый. 

Во время позднего средневековья античные представления о миазмах – враждебной человеку зловонной субстанции, испаряющейся из почвы и вызывающей болезни, дополнились представлениями о так называемых контагиях, то есть о мельчайших ядовитых частицах с острыми краями, способных передаваться от человека к человеку через кожу и органы дыхания. Теория контагиев была развита, когда накопились материалы о распространении острозаразных заболеваний, в особенности «чёрной смерти», или чумы. Оба учения, о миазмах и контагиях, позволили создать синтетическую теорию о наличии в окружающей среде некого материального агента, обладающего, выражаясь современным языком, поражающим действием. Для защиты от него в Венеции XIV века был разработан противочумный костюм, представлявший собой пропитанный дёгтем длинный плащ, плотные перчатки, а также «клюв», в который помещались травяные фильтры, защищавший голову капюшон и очки. Запах дёгтя отпугивал чумных блох, хотя их главенствующая роль в распространении чумы ещё не была известна. Плотная ткань «клюва» и фильтры задерживали капли мокроты, выделяемые больным лёгочной формой чумы.

Любопытно, что венецианский противочумный костюм полностью или частично использовался и во время Первой мировой войны. Так, плащи, пропитанные специальными составами, использовались для предохранения от попадания на кожу капель иприта, а респираторная маска в форме клюва, так называемая маска Прокофьева, использовалась на Восточном фронте для защиты от воздействия хлора и фосгена.

В Новое время первый противогаз предложил учёный-энциклопедист Александр фон Гумбольдт в 1799 году. Противогаз Гумбольдта, созданный «в паре» с первой в мире рудничной лампой, был предназначен для горняков, его фильтрующий элемент абсорбировал вредные рудничные газы. Через 50 лет был выдан и первый патент на противогаз – USpatent № 6,529. Его получил в 1849 году Льюис Хаслетт из штата Кентукки. Изобретением Хаслетта открывается эра современных противогазов: в его приспособлении было предусмотрено «клапанное дыхание», то есть два пластинчатых клапана: один на вдох, другой на выдох, а в качестве фильтра использовалась ткань из влажной шерсти или пористого вещества.

Однако продолжалось использование архаичных средств защиты от вредных газов. Например, шланговых противогазов, применявшихся при золочении куполов Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге, в 1838–1841 годах. Они представляли собой стеклянные колпаки со шлангом, через который подавался воздух, однако многих рабочих это не спасло от отравления – погибли 60 мастеров. Вероятно, оттого, что колпаки были негерметичны и не защищали от воздействия паров ртути

Профессор Николай Зелинский

«ОГНЕННЫЕ ЯДРА ДУШИСТЫЕ»

Впервые боевые отравляющие вещества были применены во время Первой мировой войны, 22 апреля 1915 года, в боях в районе бельгийского города Ипр. Тогда германские войска распылили из установленных на своих передовых позициях баллонов хлор, ветер отнёс ядовитое облако на англо-французские окопы. Газовая атака привела к тяжёлым потерям в живой силе: погибло около 5000 тысяч солдат. Так сложился миф о том, что главными отравителями были германцы. 

Однако, во-первых, ещё в августе 1914 года французы использовали гранатомёты, снаряды которых были наполнены этилбромацетатом, слезоточивым газом. Германцы не остались в стороне, и в октябре того же года, в битве при Нев-Шапель, атаковали британские позиции, по которым предварительно было выпущено несколько сот снарядов с нелетальным химическим раздражителем. Во-вторых, использование химического оружия с разной степенью летальности имело место и раньше.

Среди боеприпасов, находившихся в Киевской крепости в 1674 году, имелись «огненные ядра душистые», начинённые нашатырём, мышьяком и «асса фатуда». Под последним, скорее всего, подразумевается асафетида, сильно пахнущая смола, полученная из зонтичного растения ферулы вонючей, характерная резким запахом чеснока и лука. Более поздние разработки химических наполнителей к артиллерийским снарядам начались в России после того, как во время Крымской войны «вонючими бомбами» была бомбардирована Одесса.

В дневнике контр-адмирала Михаила Рейнеке, близкого друга и однокашника адмирала Павла Нахимова, имеется запись о том, что «…привезены из Одессы (в Севастополь. – Ред.) две вонючие бомбы, брошенные в город 11 апреля с английских и французских пароходов. Одну из них стали вскрывать во дворе у Меншикова в присутствии Владимира Алексеевича Корнилова, и прежде совершенного вскрытия втулки нестерпимая вонь так сильно обдала всех, что Корнилову сделалось дурно; поэтому перестали отвинчивать втулку и отдали обе бомбы в аптеки для разложения их состава. Такая же бомба была вскрыта в Одессе, и канонир, вскрывавший её, лишился чувств, получив сильную рвоту; два дня он был болен, и не знаю – выздоровел ли».

После Крымской войны в России были предприняты попытки создать нечто подобное английским и французским «вонючим бомбам». Так, была изготовлена опытная серия бомб, снаряжённых отравляющим веществом с цианидом, по многочисленным источникам – с какодило-цианидом. Испытания осуществлялись в открытом деревянном срубе, в качестве испытуемых были выбраны кошки, но результаты признали неудовлетворительными: после подрыва бомбы с цианидом ни одна из кошек не сдохла. Это дало повод начальнику Главного артиллерийского управления, генералу от артиллерии графу Александру Баранцову в докладной на Высочайшее Имя заявить, что применение артиллерийских снарядов с отравляющими веществами в настоящем и будущем полностью исключено.

Развитие химии в конце XIX векаоткрывало широкие возможности использования боевых отравляющих веществ. Первая мировая война, приобретшая позиционный характер, поставила задачу поиска новых видов наступательного вооружения, а также средств защиты. Главным было не только найти эффективные фильтры, в которых бы осаждалось отравляющее вещество, но и создать надёжную маску.

УГОЛЬ ВО ГЛАВЕ УГЛА

Николай Дмитриевич Зелинский родился в 1861 году в Тирасполе, в дворянской семье. Родители, сначала отец, а вскоре и мать, умерли от быстротечной чахотки. Оставшийся на попечении бабушки Николай окончил уездное училище в родном городе, потом знаменитую Ришельевскую гимназию в Одессе. В 1880 году Зелинский поступил в Новороссийский университет, в 1888-м выдержал магистерский экзамен, защитил магистерскую и докторскую (в 1891 году) диссертации. С 1893 года и до самой кончины в 1953 году Николай Дмитриевич Зелинский был профессором Московского университета.

Научная деятельность Николая Зелинского была широка и многообразна, но одним из главных её направлений был поиск окисных катализаторов при крекинге нефти. В частности, Зелинский предложил способ улучшить реакцию каталитического уплотнения ацетилена в бензол с использованием в качестве катализатора активированного угля. Примерно в это время, в 1915 году, Зелинский провёл работы по адсорбции и созданию угольного противогаза, который был принят на вооружение во время Первой мировой войны русской и союзническими армиями.

Надо признать, что Зелинский не был первым, кто обнаружил способность древесного угля поглощать из воздуха пары хлора, сероводорода и аммиака. Это в 1854 году сделал шотландский химик Джон Стенгауз, разработавший респиратор, представляющий собой маску, покрывающую лицо человека от переносицы до подбородка. Порошок древесного угля помещался в пространство между двумя полушариями, образуемыми проволочной медной сеткой. Угольные фильтры Стенгауза были лишь одной из альтернатив и до работ Зелинского не пользовались широким распространением

Первым же, кто предложил применить взятый из камина берёзовый уголь, активированный путём прокаливания, для очистки химических растворов, питьевой воды, для удаления из водки сивушных масел и для предохранения мяса от гниения, был Товий Егорович, он же Иоганн Тобиас Ловиц. Ловиц, родившийся в Геттингене и приехавший в детстве в Россию, пользовался особым расположением Михаила Ломоносова, заведовал Главной аптекой в Петербурге, в конце жизни был избран академиком Российской академии наук.

Противогазы второй половины XIX века совершенствовались от модели к модели, пока в 1879 году американец Хатсон Хард не предложил противогаз в форме сделанной из вулканизированного каучука маски. Однако ни Хард, ни германский химик и изобретатель Бернгард Лаб не использовали в качестве фильтра активированный уголь или же использовали его только как вспомогательное средство. О сорбирующих свойствах древесного угля вспомнил в 1909 году американец Самюэль Данилевич. Фильтрующая коробка его противогаза, как и противогаза британца Джеймса Скотта, была наполнена древесным углём. Правда, кроме угля, изобретатели использовали и другие фильтры.

Приоритет Зелинского в том, что Николай Дмитриевич применил не просто древесный уголь, а уголь активированный (его производство впервые было налажено в Германии), то есть подготовленным особым способом, с повышенной адсорбционной способностью: общая поверхность пор одного кубического сантиметра активированного угля может иметь площадь до 1500 кв. метров. Кроме того, Зелинский привлёк к работе инженера-технолога завода «Треугольник» Эдмонда Кумманта.

Солдаты Духовщинского 267-го пехотного полка, 1916

ЗАСЛУГА РУССКОЙ БЕРЁЗЫ

В боевых условиях даже проникновение небольшого количества отравляющего вещества, из-за неплотного прилегания маски противогаза к коже лица, становилось фатальным. Эдмонд Куммант решил задачу «прилегания маски», и его имя вполне заслуженно вошло в историю как имя полноправного соавтора противогаза. Признанием оригинальности маски Кумманта стало и то, что в 1918 году британское патентное ведомство выдало ему патент № 19587 на маску противогаза.

Противогаз Зелинского – Кумманта испытали под руководством ученика профессора Зелинского Николая Шилова. Шилов проводил испытания в боевых условиях, причём внёс несколько важных предложений (например, послойную конструкцию угольного фильтра), позволивших усовершенствовать первоначальную конструкцию. Под руководством Шилова были организованы передвижные лаборатории по проверке противогазов и специальные курсы по обучению личного состава. При этом Шилов проводил и, так сказать, работы в противоположном направлении – он создал оригинальный прибор для распыления химических отравляющих веществ.

Противогаз Зелинского намного опережал как французские, так и британские противогазы. Так, французский противогаз Жюля Тиссо предполагал расположение респираторной коробки весом более четырёх килограммов на спине, в качестве поглотителей Тиссо использовал едкий натр, смешанный с металлическими опилками, древесную вату, пропитанную касторовым маслом, мылом и глицерином. 

Большинство современных западных исследователей индивидуальных средств химической защиты считают, что современный противогаз своим предшественником имеет британский противогаз 1916 года. По факту это так. Более того, его модификация 1918 года дала основания признать британский противогаз лучшим в Первой мировой войне. На его основе в дальнейшем конструировались все последующие модели, включая и модели советских противогазов.

Надо только учитывать, что ни французские, ни британские химики на момент создания противогаза Зелинского – Кумманта ничего не знали о возможности использования активированного угля для поглощения газообразных и парообразных отравляющих веществ различной химической природы. По просьбе британского командования российским Генштабом 27 февраля 1916 года в Лондон были отправлены 5 противогазов Зелинского – Кумманта для исследования. Британские химики не верили, что активированный берёзовый уголь может оказаться хорошим средством защиты. Когда они убедились в обратном, оказалось, что в Англии нет технологии получения качественного активированного угля. Тогда была передана и технология активизации древесных углей.

К этому времени профессор Николай Зелинский уже не занимался противогазами. В 1918–1919 годах он разработал оригинальный метод получения бензина крекингом солярового масла и нефти в присутствии хлористого и бромистого алюминия.

Зелинский принципиально не хотел патентовать свой противогаз, считая, что безнравственно наживаться на человеческих несчастьях. Быть может, это произошло ещё и потому, что Зелинский чувствовал собственную ответственность за эти несчастья. Ведь Николай Дмитриевич был первым, кто разработал принципы промышленного производства хлорпикрина, применявшегося в Первой мировой войне как вспомогательное отравляющее вещество.