Не выпей яд, Гертруда или о токсичной электронике

О радиации я уже писал. Про то, как не подорваться на конденсаторе или аккумуляторе — тоже. Осталось написать о том, как не отравиться.

В составе электронных устройств присутствуют элементы буквально всей таблицы Менделеева и самые разнообразные химические соединения. Неудивительно, что некоторые из них опасны для здоровья, а часть из них — опасны серьезно. В этой статье я хочу рассмотреть основные токсичные вещества, содержащиеся в электронных устройствах и технику безопасности обращения с ними.

Токсичная таблица Менделеева

Таблица Менделеева в народной молве стала своего рода символом химической опасности. «В нем вся таблица Менделеева» — говорят про что‑то, что нельзя есть или пить. Мы не будем уподобляться персонажам, которые используют имя великого химика таким образом, а прогуляемся по периодической системе элементов, рассматривая их токсические свойства.

Мы встретим там элементы, которым ядовитость присуща самим по себе. Мышьяк, например, в какой бы форме ни был, будет в большей или меньшей степени, но ядовит всегда. Всегда ядовитыми будут и соединения бария, свинца, ртути, таллия, как и сами металлы. Только те их соединения, которые не способны усвоиться из‑за крайне низкой растворимости, окажутся сравнительно нетоксичными. С другой стороны, мы увидим такие элементы, как углерод, азот, фосфор, сера. Среди их соединений могут быть сильнейшие яды, другие же их соединения практически лишены ядовитых свойств. Так, белый фосфор — яд, соли же фосфорной кислоты лишь при больших дозах могут нанести вред, а определенное их количество нужно для жизни. Элементарная сера практически безопасна, если не находится в коллоидном состоянии, а сероводород чрезвычайно ядовит. А среди соединений углерода есть и ботулотоксин, и наша с вами пища (а вот одна из форм элементарного углерода — сажа — стала первым известным людям канцерогеном). Даже кислород — источник жизни, в виде озона становится сильнейшим ядом, но и здесь эта токсичность присуща не кислороду, как элементу, а именно простому веществу — озону, который столь активен химически, что любое органическое вещество разрушится при контакте с ним.

Мы заметим, что чем больше атомный номер, тем больше шансов на то, что очередному элементу будут присущи токсичные свойства. Понятие «тяжелые металлы» возникло не на пустом месте — прочно связываясь с белками, они необратимо выводят из строя ферментативные системы клеток и способны, накапливаясь, действовать в очень малых дозах. Тем не менее, эта закономерность иногда дает сбои. Бериллий, например, крайне ядовит и в виде металла, и в виде оксида, и в виде любого соединения. Токсичен и литий, путающий все карты в отлаженном механизме работы натриевых, калиевых и кальциевых каналов в клеточных мембранах. То же можно сказать и о фторе — самом легком, и при этом самом токсичном галогене — как в виде простого вещества (о всеуничтожающих свойствах фтора знает каждый, кто посещал школьные уроки химии), так и почти всех соединений, исключая разве что гексафторид серы и некоторые фторированные углеводороды, включая фторполимеры. А вот висмут — казалось бы, он самый тяжелый из нерадиоактивных металлов и должен быть ядовит как минимум так же, как свинец. Ан нет, из‑за своей удивительной склонности к гидролизу он почти не способен быть усвоен per os. Что и используется для лечения язвы желудка: препарат De‑nol не только обволакивает пораженную слизистую, защищая ее от кислоты, но и убивает хеликобактер, за открытие роли которого в патогенезе язвы желудка дали Нобелевскую премию.

Здесь, говоря о токсичности, надо не забыть еще и о том, что помимо множества токсичных элементов есть и множество тех, которые абсолютно необходимы для жизни. И удивительно то, что эти множества сильно пересекаются между собой, иллюстрируя то самое изречение Теофраста Гогенгейма «все есть яд, и только доза делает яд лекарством»*). Некоторые из них требуются организму в исключительно малых количествах, так что имеющий дело с селеном или кобальтом скорее получит от контакта с ними вред, чем пользу, но тем не менее, отсутствие поступления этих элементов в организм влечет за собой не меньшие проблемы, чем их избыток. Но это не означает, что организму также необходимы микродозы, скажем, ртути, таллия или бериллия. Целый ряд элементов просто не нужен организму. Не все из них являются сильными ядами: олово, цирконий, ниобий и тантал, лантаниды, лишенные биологической роли в организме, почти не проявляют токсичных свойств в виде металлов и простых соединений. А вот ртуть, свинец и таллий, также не имеющие биологической роли, являются сильными кумулятивными ядами.

_________

*) Здесь надо отметить известное заблуждение: данное изречение не звучит, как «все есть яд и все есть лекарство». Парацельс не считал, что любой яд может и должен быть лекарством в малой дозе.

И я перехожу к самому, пожалуй, известному «электронному яду», воздействию которого невольно подвергается практически каждый радиолюбитель или электронщик.

Свинец

Свинец относится к тем химическим элементам, что известны людям с глубокой древности. Первые изделия из свинца, найденные при археологических раскопках древних Египта и Междуречья, относятся к третьему тысячелетию до нашей эры, и в течение всей истории человечества свинец широко применялся практически во всех сферах человеческой деятельности, от искусства и медицины до машиностроения и строительства. Свинец — металл, без которого до недавнего времени не обходилась электроника. Главным образом свинец содержится в припоях и покрытиях на поверхности выводов и печатных проводников, задачей которых является обеспечение паяемости. В прошлом основным припоем, применяемым при монтаже электроники, был сплав из 60–63% олова и 37–40% свинца. До сих пор этот припой является наилучшим по комплексу свойств — он относительно легкоплавок (183°С) и при этом кристаллизуется при постоянной температуре в виде однородной тонкодисперсной эвтектики, обладает хорошей адгезией к основным металлам проводников и имеет хорошие механические свойства (в частности, лишен хрупкости).

Также свинец в значительных количествах содержится в сегнетоэлектрических керамиках, используемых в керамических конденсаторах и пьезокерамических преобразователях и фильтрах, а также в стекле радиоламп и электронно‑лучевых приборов. Поскольку эти материалы обладают довольно высокой твердостью, прочностью и химической стойкостью, содержание в них свинца не так существенно с токсикологической точки зрения, так как он надежно заключен внутри этих материалов. Большие количества свинца также применяются в аккумуляторах. Дешевые, но тяжелые и не очень долговечные свинцовые аккумуляторы со связанным электролитом часто ставят в качестве источника резервного питания в ИБП, системы сигнализации и т. д. Но основное количество свинца содержится в аккумуляторах на транспорте.

Свинец ядовит. Особенно ядовиты органические соединения свинца (в частности, тетраэтилсвинец), его растворимые соединения, а также пыль свинца, его оксидов и других соединений, образующаяся в том числе при механической обработке свинца, обращении со свинцовыми изделиями за счет их истирания и износа, и попадающая в легкие при вдыхании. Свинцовое отравление было главной профессиональной болезнью работников типографий до тех пор, пока типографская печать и линотипы не вышли из употребления — причиной его являлась свинцовая пыль. Большие количества свинца, более одной десятой грамма, попавшие внутрь одномоментно, вызывают отравление немедленно, сначала проявляясь болью в животе (характерная боль около пупка), поносом или наоборот, запором, кровоточивостью десен, после чего развиваются симптомы поражения ЦНС: сильнейшая головная боль, шаткая, неустойчивая походка, затем судороги, спутанность сознания, психические нарушения, в тяжелых случаях — кома и смерть. У выживших в половине случаев на всю жизнь остается умственный дефект.

Меньшие же количества свинца, не вызывающие отравления сразу, действуют постепенно. Свинец — элемент, легко поступающий в организм, и крайне неохотно его покидающий. Даже если в организм поступают микроскопические дозы, свинец постепенно накапливается в нем, и со временем проявляются симптомы хронического отравления свинцом — головные боли, головокружения, тремор, снижение физической и интеллектуальной работоспособности, появляются различные психические отклонения вплоть до слабоумия. Особенно сильно страдают дети. Хроническое свинцовое отравление необратимо и практически не поддается лечению. Поэтому профилактика свинцового отравления — первостепенная задача везде, где бы ни использовался свинец. В том числе и при любых паяльных и радиомонтажных работах, если они ведутся с использованием свинцовосодержащих припоев.

При пайке, вопреки распространенному мнению, не происходит сколько‑нибудь заметного испарения свинца. При температуре пайки (220–300°С) давление пара свинца ничтожно мало — да и вообще, существование свинца в виде пара при атмосферном давлении и комнатной температуре, да еще и в присутствии кислорода, маловероятно. Испарение оксидов свинца также начинает играть заметную роль лишь при температурах выше 700°С. Так что вопрос о путях поступления свинца в организм работников радиоэлектронного производства не так прост, как кажется. По‑видимому, здесь играет роль механическое образование пыли припоя при его истирании, загрязнение рук при непосредственном контакте с ним, а также разбрызгивание и распыление в процессе пайки расплавленного флюса, содержащего соединения свинца, образовавшиеся при растворении окисных пленок на поверхности расплавленного припоя.

О токсичности свинца необходимо помнить не только тем, кто работает на производстве электронной аппаратуры, но и радиолюбителям и тем, кто занимается ремонтом аппаратуры. Для профилактики хронического поступления свинца в организм не следует есть, пить и курить на рабочем месте, а после работы нужно тщательно вымыть руки с мылом. Нужно обеспечить хорошую вентиляцию в месте работы, лучше всего — организовав отсос загрязненного воздуха из зоны пайки. Эффективность имеющихся в продаже недорогих настольных дымоотсосов с угольным фильтром — дискуссионный вопрос, но все же с ними лучше, чем без них, при условии, что дымоотсос располагается в непосредственной близости к месту пайки. Значительно снижает эмиссию свинца, да и других вредных веществ, образующихся при пайке, снижение температуры паяльника, использование термостабилизации паяльного жала. Я это очень хорошо почувствовал собственным носом, когда перешел с паяльника типа ЭПСН-25 на 24 вольта на паяльную станцию: практически исчез тот самый пресловутый запах канифольного дыма, по которому можно было узнать радиолюбителя за километр. Тем не менее, часто я вижу, как люди выставляют на своей паяльной станции 350°С.

Радикальный способ устранения свинцовой вредности — это переход на бессвинцовый припой. Среди электронщиков бытует мнение, что переход на «бессвинец» не обусловлен заботой о здоровье и экологии, а является элементом заговора производителей электроники с целью сокращения срока службы электроники, что бессвинцовый припой ненадежен и не дает качественной пайки и является миной замедленного действия, а сам не является таким безвредным, как про него говорят. На самом деле, конечно, проблемы у бессвинцовых припоев есть. Пайка ими требует более высокой температуры, они больше склонны к образованию трещин, плавятся обычно в интервале температур и не дают «зеркальной» пайки. Хорошие бессвинцовые припои дороги из‑за содержания в них серебра (еще один расхожий миф, серебра там мало и оно не так уж дорого, — прим. внутр. ред). Переход на бессвинцовые припои сопровождался появлением массы брака из‑за неумения с ними работать. Но вместе с тем, ни олово, ни медь, ни серебро, ни цинк и близко не могут приблизиться к свинцу по вредности.

Существует и такая легенда, будто бы современную электронику буквально косит "оловянная чума". Мол, бессвинцовый припой представляет собой почти чистое олово и легко поражается этой оловянной "болезнью", когда технику перевозят и хранят на складах зимой. На самом деле, ничего подобного не происходит, так как переход белое-серое олово значительно затруднен даже при наличии малого количества примесей. Есть, впрочем, другая проблема: олово образует усы -- нитевидные кристаллы, перекрывающие зазоры между проводниками. Но их источником является не столько припой, сколько гальванические и химические оловянные покрытия на печатных платах и выводах компонентов.

Ртуть

Почему‑то упоминание токсичности ни одного другого вещества не вызывает таких дискуссий, как если речь заходит о ртути. Людей, которые считают особую, выдающуюся ядовитость ртути мифом, страшилкой и даже разводом на деньги — удивительное количество. Возможно, связано это с тем, что в каждом доме был ртутный термометр, и мало кто его не разбивал, и вроде как, ни к какому ЧП это не приводило. Люди не падали замертво, никто не эвакуировал здание, а новый градусник покупали, не предъявляя не только разрешения на покупку химического оружия массового поражения, но и даже рецепта от врача.

И тем не менее, ртуть ядовита, и ядовита весьма сильно. ПДК ртути в жилой зоне — наименьший среди всех ПДК, исключая бериллий и радиоактивные изотопы. В некоторых странах за ПДК принимается всего 30 нанограмм на кубический метр (в нашей стране ПДК для жилой зоны — 0,0003 мг/м— то есть 300 нг, в десять раз больше). Эти 30 нг всего‑то навсего девять миллиардов атомов в кубическом сантиметре. Какая‑то гомеопатия — скажете вы. И тем не менее, эта «гомеопатия» действует. Секрет, в общем‑то, в том же, что и со свинцом. Ртуть в виде паров легко и полностью всасывается в кровоток в легких, и часть ее, оставшаяся в неионизированном молекулярном состоянии или перейдя в ртутьорганические соединения, попадает затем через гематоэнцефалический барьер в нервную ткань и больше уже ее не покидает, оставаясь там на всю жизнь. За сутки человек вдохнет с воздухом с концентрацией ртути на уровне ПДК 3,6 мкг ртути, за год — 1,3 мг, а за 50 лет — 66 мг. Вполне весомое количество. Конечно, не вся эта ртуть останется в мозге, а лишь некоторая небольшая ее часть (но все же значительно большая, чем если бы ртуть поступала в организм в виде солей), но чтобы навсегда вывести из строя мишень для нейромедиатора на постсинаптической мембране, нужен ровно один атом ртути. И так, атом за атомом, ртуть разрушает информацию, которую хранит мозг, разрывает нейронные связи. Человека, который имеет дело с ртутью профессионально, ежедневно без всякой защиты подвергаясь высоким концентрациям ее паров или растворимых соединений, видно сразу: про таких людей говорят «безумен, как шляпник». Синдром сумасшедшего шляпника — так традиционно называется тяжелое хроническое отравление ртутью, так как именно представители этой профессии вынуждены были иметь дело с шерстью, обработанной нитратом ртути, для того, чтобы она лучше, прочнее сваливалась. Люди замечали, что шляпные мастера часто бывают похожи на сумасшедших: их выдавала странная судорожная походка, трясущиеся руки (характерен интенционный тремор — рука начинает размашисто трястись в тот момент, когда вот вот должна достигнуть своей цели, например, чтобы взять какую‑то вещь), застенчивость, заикание, плохая память. Постепенно по мере углубления симптомов человек теряет связность и логичность высказываний, утрачивает навыки, теряет память и в конечном счете — собственную личность. Удивительно, но даже эти изменения до некоторой степени обратимы, если на начальной их стадии прекратить контакт с ртутью и приступить к лечению, направленному на удаление ртути из организма и восстановление нарушенных функций мозговых клеток. Но все же лишь в редких случаях пострадавший полностью восстанавливается от последствий серьезного отравления ртутью, проявляющегося синдромом шляпника.

"Шляпниками", впрочем, становились не только шляпные мастера. Ртуть всегда была универсальным средством и у старателей, добывавших золото, и у ювелиров и всех, кто имел дело с золотом, и у средневековых алхимиков, которые считали ее одним из основных первоначал всего сущего и потребляли ее для своих экспериментов буквально ведрами, и у физиков и химиков Нового времени. Ртуть всегда была незаменима, как идеальный электрический контакт, и как затвор для перемещения каких-либо подвижных частей внутри герметичной (например, вакуумированной) части установки, и в качестве идеального, почти без трения, подшипника, в качестве жидкости для наполнения термометров, манометров и барометров, для получения высокого вакуума, в качестве электрода в электрохимии, в качестве всегда горизонтального зеркала в оптике (а Р. Вуд изобрел ртутный телескоп, в котором поверхность ртути приобретала при вращении форму идеального параболоида). Огромные количества жидкой ртути применяли в маяках: вращающийся фонарь плавал в ванне с ртутью, что позволяло легко приводить его во вращение, несмотря на огромную массу, так что смотрители маяков были ничуть не менее сумасшедшими, чем шляпники.

Неудивительно, что многие ученые и изобретатели прошлого страдали от последствий вдыхания ее паров. Среди них был и Исаак Ньютон, увлекавшийся в какой‑то период времени довольно‑таки бессистемным повторением алхимических опытов (в процессе которых нагревал и выпаривал значительные количества ртути), а затем заболевший душевной болезнью, которая, скорее всего, и была следствием отравления ртутью. Современные исследования волос Ньютона показали, что содержание ртути в них крайне велико, сто свидетельствует о том, что ртути он вдохнул за всю жизнь предостаточно. Впрочем, Ньютону повезло — он выжил, остался гением и дожил до 84 лет. Ученик Муассана, немецкий химик‑неорганик Альфред Шток стал практически первооткрывателем хронического отравления ртутью, изучая его ход на себе и своих коллегах, постоянно возившихся с ртутными вакуумными насосами, манометрами и прочими ртутными приборами. На этом материале он впервые получил доказательства вредного влияния паров ртути на здоровье, и полжизни затем страдал от последствий своих «игр» с ртутью. А Карен Веттерхан уже в не столь давнее время, 14 августа 1996, случайно капнув диметилртутью на перчатку (!), насмерть отравилась этим соединением. При этом какие‑либо симптомы этого отравления она стала испытывать только через пять месяцев после этого случая, а еще через три недели окончательно впала в вегетативное состояние, из которого так и не вышла.

На диметилртути и вообще ртутной органике я хотел бы остановиться подробнее. Ядовиты, разумеется, все формы ртути. Какие-то менее ядовиты, как малорастворимая каломель, какие-то более -- как соли ртути (II) и особенно пары ртути. Но особенно ядовиты ее органические соединения, такие, как метилртуть и диметилртуть. Чрезвычайная токсичность метилртути и диметилртути связана с тем, что они обладают высочайшей способностью концентрироваться в мозговой ткани, легко проникая через гематоэнцефалический барьер. Ртутьорганические соединения чрезвычайно химически устойчивы, и попав в Мировой океан (а когда в воду попадает ртуть в любой форме, она довольно быстро преобразуется в метилртуть благодаря деятельности бактерий), они концентрируются в пищевых цепочках, что приводит к тому, что люди, потребляющие много рыбы и морских моллюсков, подвергаются риску отравления ими. Особенно велик этот риск в окрестностях промышленных предприятий, сбрасывавших в прошлом ртутные отходы в воду, или продолжающих это делать в настоящий момент. В 1956 году в окрестностях японского города Минамата произошло массовое отравление, имевшее характер настоящей эпидемии. Главным образом заболевшие были жителями рыбацких деревень, которые ловили рыбу в заливе Минамата и ею же в основном и питались. Болезнь начиналась с потери чувствительности в руках, и ногах, ухудшения зрения и слуха, а затем больной терял способность выполнять мелкие точные движения из-за тремора, ему становилось трудно ходить. У многих из заболевших начинались затем эпилептические приступы, они теряли сознание и уже не приходили в себя. Выжившие остались неизлечимыми инвалидами.

Но это все отравления, развивающиеся у людей, сталкивающихся с достаточно большим количеством ртути. Когда случается острое или тяжелое хроническое отравление, помимо неврологической симптоматики появляются также признаки почечного синдрома, а также характерные изменения десен и глаз, а иногда и характерное поражение легких. Симптомы же отравления малыми дозами ртути — а бытовые отравления, как правило, именно таковы — довольно‑таки неспецифичны. Их могут принимать за «возрастное», за последствия неумеренных возлияний, переутомления на работе, а в наше время — за результат увлечения видеоиграми по ночам.

Ртуть — удивительный металл. Это единственный металл, не только жидкий при комнатной температуре, но и газообразный. Пары ртути состоят из двухатомных молекул, из них же — только имеющих положительный заряд и погруженных в электронный газ, как минимум частично состоит и жидкая ртуть, что и объясняет ее удивительно низкую температуру плавления. Ртуть способна испаряться даже через слой воды и особенно масла, переходя в раствор, а затем диффундируя через его толщу и вновь испаряясь с поверхности. Равновесное давление паров ртути над ее поверхностью при комнатной температуре — около тысячной миллиметра ртутного столба. Оно кажется ничтожным, но на самом деле это очень много, учитывая ее токсичность — 12 мг в кубическом метре. Это в 1200 раз выше, чем ПДК на рабочем месте и в полмиллиона раз больше, чем ПДК для жилых домов и городских улиц. Поэтому пролитая ртуть, даже если ее несколько капель, всегда является миной замедленного действия, заложенной под здоровье проживающих в этом месте людей. Ртуть испаряется медленно, для полного испарения грамма ртути не хватит и сотен лет. И все это время закатившийся под плинтус шарик ртути, выскочивший из разбитого термометра, сможет поддерживать в слабо проветриваемом помещении концентрацию ртути, близкую к разовой ПДК рабочей зоны или даже превышающую ее. Если же этот шарик разлетится на тысячи микроскопических капелек — как это обычно и случается, поверхность испарения увеличивается многократно, и концентрация паров ртути вырастет в десятки, а то и сотни раз. При этом решающее значение имеет не количество ртути, а ее дисперсность: целая лужица ртути, лежащая компактно, может дать меньшую концентрацию, чем капля, но разлетевшаяся при падении на множество микроскопических капелек.

Поэтому любой, даже самый незначительный разлив ртути требует к себе особого внимания. Пострадавшее помещение нужно самым тщательным образом обследовать для выявления и удаления всей видимой невооруженным глазом ртути, а затем обработать места, где может быть ртуть невидимая, реагентами, переводящими ртуть в относительно безопасные соединения. Наиболее эффективными из них являются полисульфиды, так называемая серная печень, в комбинации с хлорной извести. Данная комбинация входит в состав штатных демеркуризирующих средств, находящихся на вооружении МЧС. Также эффективно хлорное железо, которое нужно развести концентрацией 20% и обработать им зараженные поверхности (10 литров раствора хватает на 20–30 м2), а на следующий день смыть его водой, однако оно оставляет несмываемые бурые пятна и вызывает сильную коррозию металлических предметов. После демеркуризации ее эффективность нужно проверить, измерив концентрацию ртути в воздухе помещения, которое перед этим не проветривали 12 часов. Измерение производится специальными приборами, основанными на поглощении парами ртути излучения резонансной линии ртути 254 нм. Для этого можно попытаться обратиться в МЧС или ближайшую СЭС, но зачастую их сотрудников придется ждать очень долго. Услуги же частников могут обойтись в копеечку (собственно, отсюда, видимо, и появляются идеи про «токсичность ртути — развод на деньги»). Но здоровье дороже.

Альтернативой такому измерению могли бы быть тест-полоски на пары ртути, которые можно приобрести самостоятельно, однако их чувствительность недостаточна. Их порог обнаружения паров ртути соответствует максимальной разовой ПДК рабочей зоны — 0,01 мг/м3.

Запомните железное правило: ртуть не убирают пылесосом. Никогда. Мешки и фильтры внутри пылесоса не способны остановить ртуть, разбиваемую потоком воздуха на микроскопические капельки. Пылесос после такого остается лишь выбросить, а концентрация паров ртути после такой уборки подскакивает в воздухе в десятки тысяч или миллионы раз — фактически, вся ртуть может оказаться поднятой в воздух. И если обычно при разлитии холодной ртути не бывает острых отравлений, то здесь оно вполне вероятно.

Существует устойчивый миф, будто бы металлическая ртуть сама по себе неядовита, а ядовиты ее пары и соли. Действительно, если проглотить даже значительное количество ртути, не произойдет острого отравления. Ртуть достаточно инертный металл и в средах желудочно‑кишечного тракта не происходит ее ионизации и растворения, а пройдя через кишечник, проглоченная ртуть выйдет естественным путем. Однако ртуть неотделима от своих паров, и они будут поглощаться стенками кишечника, попадут в легкие, и в конечном счете, пока ртуть будет присутствовать в организме, она будет отравлять своего «владельца».

Где же может встретиться ртуть в электронных изделиях? Наибольшее количество ее бывает в ртутных прерывателях, стоявших раньше во многих дверных звонках, а также в контактных термометрах. Довольно много ртути бывает в ртутных герконах. Ну и разумеется, ртуть в количестве от десятых долей миллиграмма (в CCFL лампах) и до десятков миллиграмм (лампы типа ДРЛ, ДРТ, ДРШ) присутствует в различных ртутных, натриевых и металлогалогенных лампах, а также в незначительных количествах — в неоновых лампах, газоразрядных индикаторах (модных нынче Nixie tubes). Часто (но не всегда!) эта ртуть находится не в виде жидкого металла, а связана химически или в виде амальгамы, что во‑первых снижает испарение в случае разбития лампы, а во вторых, надежно фиксирует эту ртуть на арматуре лампы, позволяя без затруднения убрать ее из помещения, не проводя масштабной демеркуризации. Здесь обычно достаточно совка и веника.

А вот когда взрывается или иным способом разгерметизируется во время работы лампа высокого или сверхвысокого давления — типа ДРТ или ДРШ, ДРЛ, натриевая или металлогалогенная лампа, то из‑за высокой рабочей температуры этих ламп вся содержащаяся там ртуть (а ее может быть от примерно 10 миллиграмм в небольших металлогалогенных лампах и до грамма в крупных лампах типа ДРШ) оказывается в воздухе в виде паров. Нетрудно подсчитать, что даже в самом легком случае концентрация ртути в жилой комнате после такого ЧП может достигнуть нескольких десятых мг/м3, что достаточно, чтобы развилось острое отравление. Затем пары конденсируются, оседая на мебели, обоях, проникая в штукатурку, что приводит к созданию долговременного и трудноустранимого депо ртути, постоянно поддерживающего высокие уровни паров ртути в помещении.

В этих изделиях ртуть находится в надежно загерметизированном виде, и в окружающую среду она попадает исключительно в случае, если мы прибор разобьем (исключение -- контактные термометры, где капилляр сообщается с атмосферой, но там площадь испарения настолько мала, что поступление ртути наружу ничтожно мало. А вот ртутьсодержащие элементы питания нередко оказываются не вполне герметичны.

В каких элементах содержится ртуть? Раньше она была практически в каждой батарейке — для повышения срока хранения и уменьшения саморазряда цинк амальгамировали путем обработки его нитратом ртути. Это надо иметь в виду тем, кто коллекционирует старые советские батарейки. Современные полуторавольтовые элементы ртути не содержат начиная где‑то ссередины восьмидесятых годов, но это «у них». Мы же шли своим путем, и щелочные батарейки «Корунд» отечественного производства содержали ртуть и в двухтысячные годы. Но и в них содержание ртути составляет миллиграммы или десятки миллиграмм. А вот в ртутно‑цинковом элементе (РЦ-53 и т.д.) содержание ртути достигает 50% от его массы. Большинство из них дожили до наших дней в очень плачевном состоянии, далеком от абсолютной герметичности — порой ртуть из них просто сочится каплями. Встретить такую батарейку можно, купив на барахолке старый фотоаппарат или фотоэкспонометр.

Но все это меркнет в сравнении с элементом Вестона — гальваническим элементом, который используется (в настоящее время — все реже) в качестве эталона напряжения. Такой элемент бывает в составе старых измерительных приборов для определения напряжения при нулевом токе — компенсационных потенциометров, а также в качестве калибровочного источника — в прецизионных цифровых вольтметрах. Ртути в «вестоне» может быть несколько десятков грамм, и еще столько же кадмия. Самое обидное, что если вам достался такой элемент, он, скорее всего, никуда не годится, так как эти элементы боятся сотрясений, наклонов и т. д. А вот загадить ртутью квартиру любителя тащить все подряд к себе домой он может запросто.

Не нужно думать, что присутствие ртути в человеческом организме — это исключительно результат отравления вследствие «плохой экологии». Ртуть в нашем теле есть всегда. 2700 — 6000 тонн (а по некоторым оценкам, гораздо больше) ртути в год постоянно поступает в атмосферу в результате вулканической деятельности, выщелачивания ртутьсодержащих руд и тому подобных вполне природных явлений. В воздухе также всегда можно обнаружить не менее 1–3 нг/м3 ртути даже в самых экологически чистых местах, есть она в микроскопических количествах и в воде. Поэтому в организме человека всегда есть ртуть — ее содержание в крови составляет несколько мкг/л (больше 5,8 мкг/л соответствует уже ртутному отравлению). Однако нет никаких данных за то, чтобы ртуть была зачем‑то нужна или полезна для функционирования каких‑то биохимических систем. Ртуть — классический ксенобиотик, ее присутствие несет только вред здоровью.

Кадмий

Кадмий — «родной брат» ртути. И он схож со ртутью в том плане, что легко летуч. Не настолько легко, как ртуть. Лежащий у вас в тумбочке слиток кадмия вас не отравит. Но если вам взбредет в голову этот слиток расплавить — парами вы надышитесь.

Кадмий ядовит почти как ртуть, но все же немного меньше. Ядовитость его — разносторонняя. Если действие ртути, исключая совсем уж большие количества, локализуется в основном в центральной нервной системе, в мозге, то кадмий и кости разрушает, и почки повреждает, и кроветворение нарушает. Нервную систему он поразить тоже не забывает, и вдобавок является канцерогеном.

На поприще массового отравления кадмием, как и в случае ртути, отличились японцы. «Болезнь Итай‑Итай» — под таким названием отравление кадмием стало известно в Японии. Добыча полиметаллических руд в префектуре Тояма продолжалась с начала XX века и стала причиной загрязнения грунтовых вод и водоемов многими тяжелыми металлами, но именно кадмий послужил причиной массового отравления, потому что загрязненной водой поливали рисовые поля. А рис отличается особой способностью концентрировать кадмий.

Характерной чертой кадмиевого отравления является нарушение кальциево‑фосфорного обмена, следствием чего является разрушение костей. Пострадавшие от загрязнения кадмием страдали от сильных болей в костях, суставах, особенно в позвоночнике. Из‑за этого и появилось название, на японском языке означающее крик боли. Наряду с этим поражались почки и развивалась почечная недостаточность, а «выключение» ферментов, ответственных за обмен железа и нарушение процессов деления клеток костного мозга приводило к сильнейшей анемии. Причина всех этих явлений, вызванных кадмием общая. Он очень прочно связывается со многими функциональными группами белковых молекул — не только сульфогидрильными (как это делают все тяжелые металлы), но и с карбоксильными и аминогруппами, вызывая денатурацию и инактивацию практически всех функциональных белков и ферментов.

А найти кадмий в окружающем мире общем‑то несложно. Никель‑кадмиевые аккумуляторы еще не так давно были самым распространенным типом аккумуляторов помимо свинцовых. А помимо них, кадмий содержится еще и в серебряных электродах серебряно‑цинковых аккумуляторов. Это следует взять на заметку тем, кто где‑то «нахабарил» этих аккумуляторов и решил извлечь из них серебро. Еще один источник кадмиевой опасности тоже угрожает охотникам за драгметаллами: «серебряные» контакты реле и других коммутационных устройств часто делают из прессованной смеси порошкообразного серебра с окисью кадмия — такой композит имеет высокую стойкость к обгоранию в электрической дуге и ускоряет ее гашение за счет испарения окиси кадмия. При такого серебра контактов кадмий горит на воздухе и даст токсичный дым.

С кадмием можно столкнуться, даже не догадываясь об этом, распаивая на детали какую‑нибудь старую советскую плату с деталями — компоненты, боящиеся перегрева, часто паяли с помощью припоя ПОСК50–18, содержащего 18% кадмия и имеющего температуру плавления 145°С. И уж вовсе неожиданно встретить кадмий... в детском конструкторе. Кадмировать крепеж и метизы в СССР любили. Характерный, но не абсолютный признак такового — золотисто‑радужный отлив поверхности.

Из других источников кадмия можно отметить фоторезисторы, в которых сульфид, селенид или теллурид кадмия являются полупроводниками, чувствительными к свету. Теллурид кадмия‑ртути — известный материал с уникальной способностью менять ширину запрещенной зоны от нуля до 1,5 эВ в зависимости от содержания ртути, что дает возможность создавать фотоприемники ИК излучения с длиной волны около 10–12 мкм, значительно более чувствительные, чем обычно применяемые в этом диапазоне болометрические приемники, но требуют обязательного охлаждения для криогенных температур. Впрочем, количество кадмия в них обычно невелико.

Бериллий

Удивительный металл. Легкий до той степени, что пластинка его плавает в воде (плотность бериллия 1,85, но из-за несмачиваемости его пластинку держат на поверхности капиллярные силы), прочный, как сталь, прозрачный даже для самого мягкого рентгеновского излучения, и... жутко ядовитый.

Когда Луи Воклен открыл бериллий, он дал ему название «глициний». Имея в общем‑то стандартную для химиков тех времен пробовать все вещества на вкус, он попробовал и его. Соли бериллия оказались сладкими на вкус. Долгое время с бериллием работали без боязни. О его токсичности заговорили, когда с его соединениями стали работать в промышленности, в больших объемах, и множество людей стали подвергаться его воздействию. Впервые такие условия сложились на производстве люминесцентных ламп, в которых использовали в качестве люминофора силикат цинка и бериллия. Достаточно было порезаться стеклом — а осколков на таком производстве всегда хватало — в кровь попадали буквально следы бериллия с кожи, и наступало тяжелое отравление. Несчастные случаи прекратились только после отказа от использования бериллийсодержащих люминофоров в пользу более безопасных и дешевых галофосфатных.

Но использование бериллия в рентгенотехнике и ядерной физике, в авиационной и космической технике, электронике и точной механике продолжалось. Очень уж металл оказался незаменимый. И... люди болели. Болели странной болезнью, поражавшей легкие, от которой практически невозможно было защититься никакими противопыльными респираторами, никакими мерами по снижению пылеобразования. Бериллий вызывал поражение легких даже в тех случаях, когда его концентрация в воздухе была ниже порога обнаружения аналитических приборов. И самое удивительное: когда бериллий попадал в организм не с вдыхаемым воздухом, а иными путями — он все равно поражал в первую очередь легкие.

Бериллий, как и многие другие токсичные металлы, имеет высокое сродство ко многим ферментам включая щелочные фосфатазы, лактатдегидрогеназу и др., инактивируя их и нарушая через это работу различных тканей и органов. Но основное направление действия бериллия, по‑видимому, иное — оно связано с активацией иммунной системы, которая сенсибилизируется к бериллию, а затем начинает атаковать собственные ткани, содержащие хотя бы малейшие его следы.

Зачастую больные бериллиозом попадают... к фтизиатру. Бериллий умеет искусно симулировать симптомы туберкулеза, вплоть до положительных кожных туберкулиновых проб — взбудораженная бериллием иммунная система яростно кидается на любой раздражитель, давая характерную реакцию в том числе и на туберкулин. И только лишь когда попытка высеять у такого больного палочку Коха оказывается неудачной, у врачей, не знающих, что человек имел контакт с бериллием, иногда возникает подозрение, что случай более необычный, нежели банальный туберкулез. А часто так и лечат — от туберкулеза, от саркоидоза, эмфиземы легких, вызванной курением. Без особого успеха, разумеется.

В настоящее время практически не встречается острых отравлений бериллием на производстве. А вот хронических, увы, хоть отбавляй. Неприятной особенностью бериллия является его отсроченное действие. Заболеть бериллиевой болезнью можно и через 15, и через 20 лет после последнего контакта с бериллием, причем этот контакт может быть и единичным. Причем, когда речь идет о малых количествах бериллия, от его дозы перестает зависеть и тяжесть заболевания, и его продолжительность, и быстрота проявления. Видимо, бериллиоз может развиться от практически любого количества бериллия, попавшего в организм хотя бы единожды.

Следствием воздействия бериллия является также развитие злокачественных опухолей в легких и других органах.

Столкнуться с бериллием в электронике довольно просто. Особенно это касается простого советского военного... в общем, всего того старого электронного хлама, который так любят коллекционировать многие радиолюбители и до которого охочи собиратели КМок и «желтого». Именно последние оказываются в зоне риска в максимальной степени, потому что компоненты, содержащие бериллий, как правило, богаты и золотом. Это разного рода ВЧ и СВЧ транзисторы, которые эта братия, именует «вертолетами» и «болтами». Между полупроводниковым кристаллом и металлическим теплоотводом в них расположена шайба из оксида бериллия, обладающая высокой теплопроводностью, сравнимой с теплопроводностью меди, и при этом надежно и с минимальной паразитной емкостью изолирующая кристалл от теплоотвода. И когда такой транзистор начинают ковырять и ломать, а тем более кипятить в кислотах ради извлечения из него крох золота, то неизбежно контактируют и с бериллиевой керамикой, ее пылью и продуктами ее растворения, содержащими соли бериллия, в том числе и в виде аэрозолей. Окись бериллия встречается в отечественной технике и в виде керамических пластинок, с помощью которых изолируют транзисторы от радиаторов. Более того, кое‑где встречается термопаста, абсолютно аналогичная всем известной КПТ-8, за одним исключением: она содержит окись бериллия!

Металлический бериллий вы наверняка видели, если имели дело с рентгеновскими трубками, особенно теми, что предназначены для получения характеристического излучения (например, рентгеноструктурные трубки типа БСВ) и различными детекторами мягкого рентгеновского излучения (счетчики Гейгера, газовые пропорциональные счетчики, сцинтилляционные кристаллы и полупроводниковые детекторы). В ряде авиационных гирокомпасов в качестве рабочего тела (ротора) используется очень точно изготовленный полый шар из бериллия.

Даже в бытовые приборы проник бериллий — из него делают диафрагмы наиболее высококачественных высоко‑ (а иногда и средне‑)частотных динамических головок Hi‑End акустики, что позволяет снизить массу подвижной системы в несколько раз при непревзойденной жесткости купола. Скорость звука в бериллии максимальна среди всех металлов и составляет 12 км/с, так что купол бериллиевого ВЧ‑динамика колеблется, как единое целое, на всех частотах звукового диапазона, «загоняя» резонансы купола выше слышимых частот и делая АЧХ в пределах звукового диапазона гладкой, лишенной характерной динамиков изрезанности начиная с некоторой частоты, где поршневой режим работы диффузора сменяется на излучение звука распространяющейся по диффузору волной изгиба.

Есть еще бериллиевая бронза, из которой делают пружины часовых балансов, растяжки в стрелочных измерительных головках, контакты в реле, переключателях и разъемах и... огромными тиражами на излете СССР и в первые постсоветские годы делались цепи, перстни и разная другая бижутерия "под золото". Бериллиевая бронза очень похожа по виду на золото 585 пробы и никогда не тускнеет. О влиянии бериллия на здоровье тех, кто эти изделия делал, не говоря уж о тех, кто их носил, не думали. Впрочем, благодаря высокой химической стойкости бериллиевой бронзы и низкому содержанию в ней бериллия, опасность для тех, кто носил такие изделия, скорее гипотетическая.

Совсем экзотика -- это триглицинфторбериллат, сегнетоэлектрик и нелинейный оптический материал, много обещавший в свое время, но растворимый в воде, даже гигроскопичный, который теоретически можно встретить в каком-нибудь экспериментальном приборе в качестве пространственно-временного модулятора света, элемента оптической памяти, пироэлектрического приемника инфракрасного излучения и тому подобного.

Основные правила обращения с бериллием в любой его форме, если он попал к вам в руки — не трогать его руками и не делать с ним ничего, из‑за чего он мог бы стать пылью или раствориться. К слову, растворяется оксид бериллия, хоть и медленно, даже в органических кислотах, поэтому брать бериллиевую керамику и металлический бериллий в руки нельзя. Их также нельзя пытаться сверлить, шлифовать, ломать и колоть в домашних условиях. То же, но в более мягкой форме, касается и бериллиевой бронзы. Да и просто создавать в доме залежи бериллийсодержащих приборов не следует.

Насчет последнего — показателен следующий факт. Мой прежний начальник, будучи человеком запасливым, собирал по всему институту старые рентгеновские трубки — типов БС, БСВ, японские... в общем, где какие находил. Зачем — никто, кроме него не знал, большинство этих трубок были мертвы. Трубками в итоге оказались заполнены два шкафа. И в один прекрасный день об этой коллекции узнала охрана труда. Был проведен анализ воздуха на бериллий, и бериллий в воздухе нашли. Причем с превышением ПДК рабочей зоны — небольшим, но уверенным.

Пара слов о том, как выглядит бериллий и бериллий‑оксидная керамика. Бериллий — серый, довольно невзрачный внешне металл. В коммерческих изделиях он иногда подвергается цветному анодированию. Керамика же имеет обычный белый или слегка сероватый цвет. Если перед вами розовая керамика — это точно не оно, вопреки расхожему заблуждению, что именно розовая керамика бериллиевая.

Есть мнение, что порошок окиси бериллия засыпался внутрь металлических корпусов некоторых транзисторов. По‑видимому, это не более чем легенда — данный порошок скорее всего представляет собой аэросил, поглощающий влагу и выделившиеся при заварке корпуса газы, а также предотвращающий попадание на кристалл брызг металла, возникающих при сварке.

Таллий — любимый яд Агаты Кристи

В детстве, когда мне было 12 лет, мне попал в руки сцинтилляционный кристалл от какого‑то радиометрического прибора. Увидел меня с ним мамин коллега, геофизик. Кристалл был немедленно и ловко изъят им из моих рук и со мной была проведена профилактическая беседа, в которой подробно, в красках было описано отравление таллием. После чего, к моему удивлению, кристалл мне был возвращен под клятвенное обещание, что я никогда и ни за что его не буду разбирать и разбивать. А еще он мне выдал из своих запасов то, к чему этот кристалл можно было приделать — ФЭУ-85 и панельку для него с распаянным на ее лепестках делителем напряжения, и по памяти нарисовал схему простого преобразователя для получения высокого напряжения. Не так давно я откопал в старых бумажках этот листочек, а вот сама конструкция, за основу которой я взял собранный ранее из радиоконструктора шестиразрядный частотомер на микросхемах 176-й серии, так и осталась в колымском поселке с романтичным названием Дукат. Но, впрочем, я ушел куда‑то в сторону. Таллием я все же тогда так и не отравился. Да и вряд ли отравился бы.

Таллий прочно занял свое место... в криминальной хронике. Долгое время основное его применение было именно в качестве яда — от муравьев и крыс. Таллий оказался идеальным орудием убийства. Из‑за того, что смертельную дозу солей таллия практически невозможно почувствовать на вкус, из‑за того, что между отравлением и началом появления первых симптомов проходит заметное время (от 12 до 24 часов), из‑за того, что первоначальные симптомы этого отравления могут быть похожи на что угодно — от гриппа до остеохондроза, а до характерного именно для таллиевого отравления облысения смертельно отравленный обычно не доживает. Из‑за того, что найти таллий в крови жертвы удавалось в прежнее время лишь когда убийца переборщил с ним. И вдобавок таллий было легко достать.

В нашей стране, где не было в продаже бытовых ядов с таллием в составе, типичным источником таллия для убийств и самоубийств была жидкость Клеричи. Эта очень тяжелая жидкость, раствор малоната и формиата таллия с плотностью до 5 г/см3, широко использовалась геологами для определения плотности минералов — ее разбавляли до состояния, когда определяемый минерал в ней не плавал и не тонул, а затем оставалось измерить ее плотность с помощью пикнометра — мерной колбочки точно известного объема, либо — более грубо — просто слив в мензурку и взвесив ее. Найти по знакомым, где такой жидкости (особенно уже разбавленной) можно было отлить несколько капель, обычно не составляло труда. Другим, чисто советским, источником таллия для отравлений был оптический материал КРС-6, прозрачный в инфракрасной области и представляющий собой монокристаллы хлорида‑бромида таллия. В нашей стране его производили для систем инфракрасного наведения ракет тоннами, на множестве складов он лежал в виде рядов круглых болванок, завернутых в промасленную бумагу, и нередко это «ядовитое стекло» крали, чтобы травить крыс. А порой и не только их.

Ну да ладно, хватит об убийствах. Симптомы отравления таллием знают все, кто читал Агату Кристи. Сначала заболит живот — через 12 или 24 часа. Потом начнутся признаки поражения нервной системы — сначала периферической (боли в кончиках пальцев, ломота в суставах и костях и прочие симптомы таллиевой полинейропатии, так похожие на начинающийся грипп), потом и центральной — судороги, эпиприпадки, атаксия, слепота, нарушение сознания вплоть до коматозного состояния. Если пациент доживет, то у него через неделю‑другую выпадут волосы (иногда выпадение волос — первый симптом, и это означает, что отравление было совсем легким). А потом... на долгие годы человек остается практически без иммунитета. Такой «химический СПИД», как его в свое время прозвали. Также необратимо страдает репродуктивная функция. Таллий, как и свинец и ртуть, легко накапливается в организме, его поступление даже в очень малых дозах со временем приводит к хроническому отравлению. В этом смысле он — ничем не примечательный тяжелый металл. С той разницей, что проникает в клетки он теми же путями, что калий, что многократно повышает его токсичность.

Где взять таллий в электронике? В общем‑то, таких мест немного: детекторы гамма‑излучения на основе кристаллов‑сцинтилляторов NaI(Tl) и CsI(Tl), да газоразрядные лампы — металлогалогенные и ультрафиолетовые эритемные лампы для солярия. Если в сцинтилляторах таллия немного — скорее отравишься йодом, чем таллием, то в металлогалогенных лампах его примерно столько же, сколько и ртути. А в лампах для солярия, возможно, еще больше. Любителям странного может попасться какой‑нибудь детектор на средний ИК диапазон, где помимо кадмия, ртути и теллура будет содержаться еще и таллий — в ИК‑прозрачном окне из КРС-6.

Мышьяк и сурьма

Помню газетный заголовок времен расцвета желтой прессы: «Сумасшедший ученый воссоздал древний яд». Заголовок сулил, что древнее зло, выпущенное на свободу этим безумцем, скоро отправится крушить россиян в капусту. А речь в статье шла о том, что определили состав яда, которым был отравлен какой‑то царедворец в эпоху царей Романовых. И этим ядом был, конечно же, мышьяк.

Мышьяк действует в целом похоже на тяжелые металлы. То же сродство к серосодержащим аминокислотам, та же инактивация ферментов. И та же самая нейротоксичность. Разница, обусловленная тем, что мышьяк все же неметалл — это его склонность образовывать мышьяковистый водород и органические соединения мышьяка. Если первый ядовит чрезвычайно, то некоторые мышьякорганические соединения (к примеру, арсенохолин) гораздо менее ядовиты, чем элементарный или белый мышьяк (полуторный оксид мышьяка). Клетки пытаются использовать мышьяк вместо фосфора. Получается плохо.

Арсин, мышьяковистый водород — сильнейший яд, почти не имеющий запаха даже в концентрации, которая может убить за полчаса. Образуется он при растворении в кислотах металлов, содержащих примесь мышьяка, при разложении водой ферросилиция (опять‑таки, примесь мышьяка).

Сурьма, если верить Гашеку, стала известна после того, как «к утру все сорок монахов скончались в страшных мучениях»: игумен Штальгаузенского монастыря в Баварии открыл этот элемент в результате алхимических опытов и, обнаружив, что от него жиреют свиньи, решил сделать упитанными и своих тощих монахов. Это, конечно, легенда, но о ядовитости сурьмы людям известно едва ли не столько же, сколько о самой сурьме.

Сурьма во многом подобна мышьяку, но с одной стороны, несколько менее ядовита при разовом приеме (особенно при пероральном — из‑за сильной склонности солей сурьмы к гидролизу), с другой еще больше напоминает тяжелые металлы по своему действию, чем мышьяк, обладая гораздо большей склонностью к накоплению в организме малых доз. В результате их воздействия возникают гнойно‑воспалительные поражения кожи, поражаются легкие и дыхательные пути, печень, почки и желудочно‑кишечный тракт, угнетается половая функция. Страдают практически все органы. И, как и мышьяк, сурьма образует газообразный сурьмянистый водород, токсичность которого превосходит все остальные соединения сурьмы.

В электронике мышьяк используется практически исключительно в составе полупроводников AIIIBV, таких, как арсенид галлия. В электронных компонентах количество мышьяка столь ничтожно, что нормальным людям его можно не бояться, но золотоискатели и здесь находятся в зоне риска: при растворении в кислотах мышьякнеизбежно перейдет в арсин. Сурьма же присутствует практически исключительно в виде добавки в припой, повышающей его механическую прочность, а также в ничтожных количествах — в качестве легирующей добавки в полупроводниках и активатора в люминофорах.

Селен и теллур

При слове «селен» возникают обычно две ассоциации: селеновый выпрямитель и пищевые добавки с селеном, полезные для здоровья. О токсичности селена задумываются мало, а вместе с тем, это яд ничуть не слабее мышьяка. Отравление селеном вообще напоминает отравление мышьяком. Из особенностей его течения является характерный отвратительный запах, исходящий от тела пострадавшего, потеря волос и разрушение ногтей, связанное с тем, что селен конкурирует с серой и нарушает синтез серосодержащих аминокислот и, соответственно, кератина, богатого ими. Да, есть и польза: микроскопические дозы селена необходимы человеку. Однако случаев реальной нехватки селена раз два и обчелся, и польза всех этих добавок для обычных людей — весьма сомнительна. Опасен селен в первую очередь в виде оксида, селенистой и селеновой кислот и растворимых селенитов и селенатов. Элементарный селен ядовит только в виде пыли.

Что такое селен в электронике и технике? Разумеется, селеновые выпрямители — это глубокое ретро, но с таким выпрямителем столкнуться легко. При его выходе из строя образуется очень ядовитый дым, и в старинном приемнике, станке, зарядном устройстве для аккумуляторов или другом приборе, где есть селеновый выпрямитель, ядовитым осадком из этого дыма может быть покрыто все подряд, если в нем раньше выходил из строя селеновый столб. Качественная реакция на селен: поместить подозрительный налет в пробирку с каплей концентрированной серной кислоты и нагреть. При наличии селена возникает зеленое окрашивание.

Селен является основой покрытия фотобарабана в копировальных машинах и лазерных принтеров, а также слоя, несущего информацию в перезаписываемых оптических дисках.

Теллур ядовит меньше, чем селен. Связано это с тем, что с одной стороны, он не способен вступать в те же биохимические реакции, что сера, с другой — попав в организм, его соединения немедленно восстанавливаются до элементарного теллура. Часто последствие отравления теллуром, даже при больших дозах — одно, но крайне неприятное: запах. Теллур, восстановившийся до элементарного, очень медленно восстанавливается дальше, до летучих органических соединений теллура и очень неустойчивого теллуроводорода, и эти соединения имеют отвратительный запах, средний между чесноком и гнилью. Тем не менее, при хроническом поступлении соединений теллура в организм, особенно через органы дыхания, развивается комплекс симптомов, включающей тошноту, сухость кожи и слизистых, потерю массы тела, бронхиты, и уже упомянутый тошнотворный запах, исходящий от пациента. Сохраняется этот запах месяцами и годами. В старые годы отравившихся теллуром химиков выселяли из Москвы.

Найти теллур в электронной технике гораздо сложнее, чем селен. Это в основном материалы для фотоприемников дальнего ИК излучения — узкозонные полупроводники с регулируемой вплоть до нуля шириной запрещенной зоны. В первую очередь, это теллурид кадмия‑ртути. Теллурид свинца‑олова — еще один подобный узкозонный полупроводник, который так и не нашел заметного применения, хотя и считался перспективным фотоприемником дальнего ИК‑спектра для замены теллурида кадмия‑ртути.

Менее ядовитые, порой полезные: медь, марганец, никель, кобальт и другие.

О ядовитости свинца знают более-менее все. Но о том, что вертеть в руках без перчаток медную болванку тоже, в общем, не полезно, задумываются редко.

Медь относится к тем элементам, что в малых количествах требуются для жизни. Медь — важнейший микроэлемент, и если хотя бы миллиграмм (а лучше 2–5 мг) меди не будет поступать в организм каждый день, разовьется ее дефицит, сопровождающийся упадком сил, анемией, выпадением волос, нарушениями деятельности головного мозга. Но дефицит меди в наше время случается редко — в основном, он бывает у пациентов, не питающихся самостоятельно и получающих питательные смеси внутривенно. А вот избыток меди случается часто. Достаточно случайно принять несколько сотен миллиграмм медного купороса, чтобы вызвать острое отравление медью, а если его проглотить 2–3 грамма, они, скорее всего, убьют. А такое незначительное количество, как 10 мг (напомню, это всего в 2–5 раз превышает суточную потребность), принимаемое каждый день, со временем приведут к кумуляции меди и хроническому отравлению. Резчики по камню, работающие с малахитом, электрики, установщики кондиционеров, ремонтники контактной сети на железной дороге, скульпторы и литейщики часто страдают хроническим медным отравлением, если при работе с медью и ее сплавами не пользуются перчатками и респиратором. Страдают при этом отравлении в основном печень и почки, но в итоге затрагивается практически весь организм. Длительный контакт с медью, например, ношение медного браслета (одно время на них была мода, якобы полезно для здоровья) приводит к окрашиванию кожи с последующим развитием дерматита.

Цинк похож в этом смысле на медь, только потребность в нем в десятки раз больше. Поэтому практически нереально, чтобы цинк накопился, и цинковые отравления имеют всегда острый характер. Чаще всего цинком травятся при литье — вдыхание аэрозоля оксида цинка, образующегося при сгорании цинковых паров приводит к так называемой литейной лихорадке. А иногда источником отравления является колодезная вода, поднимаемая оцинкованным ведром. Радиолюбители травятся цинком в основном при пайке алюминия припоем HTS-2000 или аналогичным, который представляет собой почти чистый цинк. Впрочем, токсичность технического цинка определяется главным образом не самим цинком, а примесями в нем кадмия и мышьяка. Последний создает опасность отравления при самостоятельном приготовлении т. н. паяльной кислоты, так как мышьяк при этом выделяется в самой своей опасной форме, в виде мышьяковистого водорода.

Кобальт и никель встречаются в практике электронщика в виде покрытий и компонентов специальных сплавов. Отравление ими в этом состоянии крайне маловероятно (хотя длительный контакт с кожей никелевых сплавов часто вызывает аллергический дерматит). Следует лишь избегать пыли при механической обработке. Растворимые соединения этих элементов весьма ядовиты, канцерогенны, вызывают аллергические реакции, и обращаться с ними (например, при нанесении гальванических покрытий) нужно предельно осторожно.

Марганец — тоже металл, без которого нет жизни. Потребность в марганце — такая же, как в меди, несколько миллиграмм в день. При хроническом или остром поступлении большего количества марганец вызывает в первую очередь проявления нейротоксичности — так называемую марганцевую энцефалопатию. Симптомы ее напоминают болезнь Паркинсона и лечению она практически не поддается. Особо подвержены этому заболеванию сварщики, вынужденные вдыхать дым, содержащий марганец в основном в виде оксидов — и наркоманы. Марганец содержится в большом количестве внутри обыкновенных батареек, но в очень малорастворимой и поэтому малотоксичной форме. А вот всем известная марганцовка — перманганат калия, а также растворимые соли марганца — сульфат, хлорид и т. д. — при относительно малой острой токсичности очень опасны отдаленными последствиями попадания их в организм. Помимо поражения головного мозга это еще и бесплодие.

Экзотика: галлий, индий.

Индий и галлий — металлы, которые мало кто видел воочию, но все мы каждый день их держим в руках. Галлий входит в состав арсенида и нитрида галлия — полупроводников, которые есть практически в каждом втором, если не первом электронном устройстве. А смешанный оксид индия‑олова‑цинка образует прозрачные электропроводные пленки, без которых не обходится ни один жидкокристаллический или AMOLED экран.

Сведения о токсичности этих элементов противоречивые. Где‑то их называют малотоксичными, а где‑то приписывают им токсичность на уровне ртути. Но постепенно накапливаются данные, говорящие о том, что к этим элементам нельзя относиться легкомысленно. Так, на производстве ЖК дисплеев известно профессиональное заболевание «индиевые легкие» — воспалительно‑фиброзные изменения в легких, сопровождающиеся кашлем, прогрессирующим нарушением газообмена в легких, выделением кровянистой слизи. Прогноз у заболевания очень плохой, большинство заболевших умирают. Все это очень напоминает бериллиоз, и вполне вероятно, что ситуация с токсичностью примерно такая же, как и с бериллием: безопасных уровней его содержания и поступления в организм может и не существовать. После открытия «индиевых легких» в Японии ПДК соединений индия был установлен на очень низком уровне: 300 нг/м3, и это в воздухе рабочей зоны (для сравнения, аналогичный ПДК установлен для ртути в жилой зоне). Индийорганические соединения известны, как крайне токсичные. Небольшие их количества могут образовываться при пайке индиевыми припоями или чистым индием при взаимодействии с флюсом, что следует учитывать.

Галлий по некоторым данным также имеет токсичность, сравнимую с токсичностью ртути при парентеральном введении, однако при введении per os его токсичность снижается малой биодоступностью из-за гидролиза солей. В пылеобразном виде соединения галлия, поступая в организм, поражают легкие, иммунную систему и почки. Металлический галлий обладает способностью к легкому окислению на воздухе и легко переходит в растворимое состояние при контакте с кожными выделениями, и при этом сильно "мажется" в расплавленном виде, так что контакт галлия с кожей опасен. Галлий является мутагеном, но нет данных за то, чтобы он являлся канцерогеном.

Таким образом, при использовании галлий-индиевых сплавов (так называемый "жидкий металл", используемый в качестве термоинтерфейса и наполнителя в термометрах, включая медицинские) и индийсодержащих припоев следует соблюдать особые правила предосторожности, несмотря на то, что на их этикетках будут надписи "non-toxic" и "lead-free". При этом, в отличие от ртути, нет опасности экспозиции к парам этих металлов -- их можно считать абсолютно нелетучими (исключая возможность образования летучих индий- и галлийорганических соединений).

Галлий в чистом виде в электронике особо не применяется, но является компонентом "жидкого металла", термоинтерфейса с особо высокой, по сравнению с традиционными термопастами, теплопроводностью, в состав которого помимо галлия входит также индий и олово. Индий же в виде специального низкотемпературного припоя применяют при селективной пайке, например, для межплатного соединения (например, известный всем ремонтникам "бутерброд" из двух плат и рамки с контактными площадками на обеих сторонах в смартфонах Apple). При настройке СВЧ устройств индиевую фольгу используют, используя ее способность привариваться к металлической поверхности при комнатной температуре -- нужно лишь ее сильно прижать. Индиевая фольга также иногда служит термоинтерфейсом, заполняя зазор между мощными транзистором или микросхемой и радиатором -- здесь используется ее чрезвычайная мягкость, подобная пластилину, а также в качестве герметизирующих прокладок. Мягкость индия также применяется, когда нужно припаять что-то хрупкое с резко отличающимся КТР - пластичность индия резко ограничивает нагрузку на хрупкий кристалл (пайка крышки-теплораспределителя к кристаллам процессоров, монтаж лазерных линеек). Еще одно применение этого свойства -- покрытие контактных площадок на платах накопителей на жестких дисках, к которым прижимаются игольчатые ответные контакты, выступающие из гермокорпуса, например, в старых жестких дисках IBM/Hitachi. Наконец, в старых германиевых pnp транзисторах и диодах индий в виде капелек был вплавлен в кристалл германия, формируя области p-проводимости.

Галогены и галогеноорганика

Фтор — всеуничтожающий и всеразрушающий в элементарном виде (в среде фтора горит даже вода!), остается очень токсичным и в виде большинства солей — фторидов, и собственно плавиковой кислоты — фтористого водорода. Фторид‑ион прочно связывает ионы таких металлов, как кальций и железо, нарушая многие процессы в организме: от клеточного дыхания до передачи нервного импульса. Фториды и плавиковая кислота, попав на кожу, быстро и глубоко проникают в кожу, вызывая тяжелые болезненные ожоги, а затем всасываются, вызывая при большой площади поражения общее отравление, которое часто не оставляет никаких возможностей для спасения человека даже в тот момент, когда у того вообще пока что не появилось никаких симптомов.

При этом небольшое количество фтора необходимо для построения зубов, неорганическая часть ткани которых состоит из минерала фторапатита, который в отличие от гидроксиапатита, из которого состоят кости, гораздо более стоек химически.

Напротив, многие углеводороды, в котором все атомы водорода замещен на фтор, являются очень инертными и биологически нейтральными соединениями. Типичным примером такого вещества является политетрафторэтилен — фторопласт-4 или тефлон-4. За его химическую стойкость он получил прозвище «органическая платина» — при комнатной температуре на него действуют только щелочные металлы. Такими же свойствами обладает и ряд низкомолекулярных полностью фторированных углеводородов, а также шестифтористая сера — элегаз. Но продукты их термического разложения содержат в своем составе целый ряд крайне токсичных соединений, включая непонятно каким образом получающийся в этих условиях молекулярный фтор! Об этом следует помнить, используя фторопластовую пленку, до сих пор популярный провод типа МГТФ или коаксиальные кабели с фторопластовой изоляцией: они достаточно термостойки, чтобы не проплавляться паяльником, но вы легко можете повторить подвиг Дэви, если переоцените термостойкость тефлоновой пленки и доведете ее до 400 и выше градусов Цельсия. Недопустимо без очень хорошей вытяжки и использовать с проводом типа МГТФ «обжигалки» для снятия изоляции.

Хлор не является таким безусловным ядом, как фтор, если он не находится в свободном виде (в котором применялся в качестве боевого отравляющего газа): хлориды натрия и калия представляют собой основные жизненно важные компоненты внутренней среды организма. Поэтому о токсичности их можно говорить только с большой долей условности. Хлористым натрием можно «отравить» примерно так же, как можно «отравить» водой. Гомеостаз организма поддерживает определенное содержание хлорида натрия в крови и тканевых жидкостях — 0,9%, и единовременное поступление большого количества соли вызывает компенсаторные явления, направленные на то, чтобы любой ценой это содержание удержать. И ценой этого при избыточном потреблении соли является рост кровяного давления, отеки и нагрузка на почки у людей, у которых с этими органами имеются проблемы. А вот гипохлориты, хлораты и перхлораты ядовиты. Их ядовитость, впрочем, обусловлена отнюдь не хлором, а... кислородом. Его отщепление от этих соединений идет с выделением энергии, и к тому же в атомарном виде. Атомарный кислород чрезвычайно активен и разрушает любое органическое вещество, убивая тем самым живые организмы.

Хлор же в составе органических соединений во многих (хоть и не во всех) случаях превращает их в яды. В каждом отдельном случае причина этому разная. В одних атом хлора легко отщепляется от органической молекулы под действием воды, образуя едкую соляную кислоту — так действуют различного рода «слезогонки» типа хлорацетофенона, вызывая таким образом нестерпимое раздражение слизистых глаз и дыхательных путей, а при больших концентрациях — и кожи. Другие соединения способны отдавать атом хлора другим молекулам, тем самым повреждая молекулы нуклеиновых кислот и обуславливая канцерогенное действие. Третьи растворяются в мембранах нервных клеток, нарушая процессы передачи нервных импульсов. У многих хлорорганических соединений механизм токсического действия неизвестен. Многие из них склонны накапливаться в организме, растворяясь в липидах, проникать через органы дыхания и кожу. К хлорорганическим соединениям относятся и одни из самых опасных загрязнителей окружающей среды — диоксины, эффективно соединяющие в себе способность полиароматических углеводородов внедряться в процессы синтеза ДНК, вызывая в них сбои, и хлорирующую активность.

О токсичности и вредности хлорорганических соединений электронщику следует помнить, имея дело с растворителями, содержащими хлористый метилен, хлороформ, четыреххлористый углерод. Хлористый метилен, например — типичный компонент аэрозольного удалителя остатков флюса. Обжигание поливинилхлоридной изоляции, порождает целый спектр летучих хлорорганических соединений, включая печально известные диоксины. Разумно отказаться от такого метода зачистки проводов в домашних условиях.

И нельзя не упомянуть о полихлорированных бифенилах в связи с тем, что они широко используются в электротехнике в качестве компонентов изоляционных масел. Целый ряд бумажных конденсаторов, предназначенных для работы в силовых цепях, содержит ПХБ в качестве пропиточной жидкости. Среди них, кроме специфически промышленных изделий, предназначенных для коррекции коэффициента мощности или накопления энергии в источниках питания лазеров — и достаточно мелкие детали. Например, конденсаторы типа ЛСЕ для ламп дневного света производства СССР, и их аналоги производства Чехословакии в характерных цилиндрических корпусах, напоминавших крупные электролитические конденсаторы. Такие конденсаторы вполне заслуживают звания «То, что не надо трогать руками», наряду с радиоактивными артефактами: герметичность их корпусов после 50 лет эксплуатации и пребывания на свалках чаще всего оставляет желать лучшего.

Бром... В виде простого вещества — это одна из самых страшных вещей, что можно подержать в руках. С бромом всегда работают со страхом. Бром, пролитый на перчатку, разрушает ее за несколько секунд, и попав на кожу, почти мгновенно вызывает глубокий, калечащий ожог, сопровождающийся некрозом кожи, мышц, а порой и сухожилий и костей. А не пролить его непросто: он очень текуч. Пары брома ядовиты, подобно газообразному хлору, вызывая при малых концентрациях кашель, удушье, воспаление дыхательных путей, а при больших — отек легких и смерть.

А в виде солей, бромидов, бром — просто яд. Пользы организму от брома никакой нет — один вред. Конкурируя с хлором, но «не пролезая» через каналы в мембранах, он нарушает солевое равновесие в клетках, что в первую очередь сказывается на нейронах, затрудняя их работу и передачу нервных импульсов. На этом основано и действие бромистых солей, как дешевого лекарства для успокоения нервных и буйных людей. Правда, последствия долгосрочного применения бромидов крайне негативны: бром, проникая в мембраны нейронов, необратимо повреждает их, что приводит к синдрому, известному, как бромизм. Пару лет назад на Хабре была хорошая статья как раз про бромиды и бромизм, так что я передаю слово ее автору.

А органические соединения брома в своей массе — яды, канцерогены и... некоторые из них — прекрасные антипирены (вещества, препятствующие горению). В связи с чем регулярно присутствуют в пластиках, изоляции проводов, электротехнических лаках, корпусах электронных компонентов. Главным образом — старых. В настоящее время содержание брома в них строго ограничивается, правда, увы, не во всех странах. Впрочем, значение это имеет в основном тогда, когда электроника выпускает «волшебный дым» или когда попадает на свалку и оттуда — в печь для сжигания мусора. Отравиться пластиком с антипиренами, не грызя на завтрак, обед и ужин изоляцию проводов, сложно.

Про йод написать в общем‑то и нечего. Так‑то он — с одной стороны необходимый микроэлемент, с другой, конечно же, яд, и отравиться им в быту довольно легко, особенно злоупотребляя разрисовыванием себя и ближнего «йодными сетками», только какое это отношение имеет к электронике? Единственный околоэлектронный компонент, содержащий значимое количество йода — это сцинтилляционные кристаллы на основе NaI и CsI для детекторов гамма‑излучения. Ну и еще опасность поступления йода в организм возникает в процессе серебрения с использованием иодидного электролита. Отравиться йодом остро довольно сложно, если не выпить неразбавленной йодной настойки или не надышаться парами разогретого до сотни с лишним градусов йода, а вот для хронического отравления достаточно получать его по полмиллиграмма каждый день. В организме йод очень подвижно меняет формы, существуя в виде и элементарного йода, иодид‑иона, и в форме разнообразных иодорганических веществ, что обуславливает меньшее разнообразие проявлений токсичности йода от разных его форм, по сравнению с хлором и бромом. В основном он перегружает щитовидную железу, заставляя ее вырабатывать избыток тиреоидных гормонов, а высокие концентрации элементарного йода действуют прижигающе, умерщвляя ткани, с ним контактирующие.

Литий — еще один психиатрический яд наряду с бромом

Еще в начале XX века о серьезной токсичности лития (как, впрочем, и бромидов) не подозревали. Роберт Вуд использовал щепотку хлористого лития — «совершенно безопасного вещества, похожего на обыкновенную соль и видом, и вкусом» (В. Сибрук), чтобы «пометить» объедки в студенческой столовой, желая вывести нечистых на руку поваров на чистую воду. Но по мере того, как литий стали широко применять в психиатрии (он отлично купирует манию), становилось ясно: этот металл не так уж безвреден. Его воздействие при длительном лечении сказывается и на ЦНС, вызывая долго не проходящие симптомы — тремор, трудности с ходьбой и равновесием, сонливость, и на почках, вплоть до их полного отказа, и на гормональной системе, вызывая снижение выработки многих гормонов, и даже может привести к внезапной остановке сердца. Литий — тератоген, при его поступлении в организм в период формирования плода он приводит к тяжелым уродствам, а при применении во вторую половину беременности может вызвать у ребенка пониженный тонус и задержку психического развития. Причиной такой разносторонней токсичности лития является то, что он легко проникает как через натриевые, так и через калиевые каналы, нарушая работу всей системы гомеостаза «натрий‑калий‑кальций». Вот такой разносторонний зловред — даром, что третий номер в таблице Менделеева. С другой стороны, сосед лития по клетке — бериллий.

Профессиональные отравления литием встречаются редко, так как микродозы лития, по‑видимому, не вызывают отравления и не кумулируются. Тем не менее, ПДК лития установлены на уровне свинца, так как никто не может поручиться за то, что малые дозы все‑таки вызывают стертые формы отравления, которые принимают, как в случае свинца и ртути, за рано наступившее «возрастное».

Где можно отравиться литием, не принимая его в качестве лекарства? В первую очередь — имея дело с аккумуляторами. И не только литий‑ионными. В электролит всех щелочных аккумуляторов, как правило, добавляют некоторое количество гидроксида лития для повышения его электропроводности (подвижность ионов лития гораздо выше, чем натрия или калия). А второй источник — это... смазки. Название «литол» как раз и происходит от лития: его нерастворимые в воде соли с жирными кислотами применяются для загущения консистентной смазки. Имея дело с литолом, следует защищать кожу от контакта и не допускать.

Сам литий в элементарной форме — в виде металла или соединения с графитом — при контакте с влажной кожей вызывает тяжелые ожоги. Вспомните об этом, если вдруг зачесались руки разобрать литиевую батарейку или аккумулятор. Дым от горящей литий‑ионной батареи высокотоксичен главным образом из‑за аэрозоля оксида лития, вдыхание которого вызывает серьезные ожоги дыхательных путей, а затем литиевую интоксикацию, особенно опасную на фоне нарушения солевого обмена, характерного для ожоговой болезни.

Драгоценные яды

Серебро известно своей бактерицидностью, но редко задумываются о том, что оно токсично и для человека. У людей отравления серебром встречаются редко по причине того, что растворимые соединения серебра осаждаются до малорастворимого хлорида и затем легко восстанавливаются до металла, а сам металл — весьма неактивен и благороден, не поддается коррозии и не переходит в раствор в значимых количествах в отсутствие кислот‑окислителей — концентрированных азотной и серной. Однако при длительном поступлении в организм растворимого серебра или его пыли развивается заболевание под названием аргирия. Она характеризуется возникновением темной пигментации кожи и слизистых оболочек, а также оболочек глаз. Причиной пигментации является образование мелкодисперсного серебра и его сульфида, а также активизация защитных механизмов в пигментных клетках кожи, заставляющих их вырабатывать меланин. Но аргирия не является только косметической проблемой: скопление гранул серебра наблюдается также в тканях почек, костном мозге, негативно действуя на их функции (отмечались случаи развития агранулоцитоза, связанного с поступлением больших доз серебра) и др. Скопление серебра в прозрачных средах глаза приводит к ослаблению зрения, особенно сумеречного.

Растворы солей (в первую очередь, нитрата) серебра имеют резко выраженный прижигающий эффект на кожу и слизистые, поэтому ними, как и с твердыми растворимыми солями, нужно обращаться предельно аккуратно, используя защитные очки и перчатки. Попадание таких веществ внутрь ведет к тяжелым ожогам внутренних органов, что сопоставимо с результатом проглатывания минеральных кислот.

В практике радиолюбителя или радиоинженера серебро несет угрозу только в виде солей, применяемых при серебрении, вжигании серебра и т. п. Металлическое серебро, как я выше говорил, безопасно. Даже будучи расплавлено, оно не является летучим в достаточной степени, чтобы это было токсикологически значимо, а контакт его с кожей или даже проглатывание его пыли и опилок не приведет к его значимому всасыванию.

Как металл, безусловно безопасно и золото — по той же самой причине, что и серебро. Золото исключительно инертно и ни в окружающей среде, ни внутри организма нигде нет условий для перехода металлического золота в раствор заметной концентрации. Но в виде солей золото значительно опаснее серебра. Его токсичность и способность к кумуляции сравнимы с ртутью, только основные органы‑мишени — не нервная система, а костный мозг, почки и лимфатическая система, а также все органы, содержащие постоянно обновляющуюся клеточную массу. Золото является общеклеточным ядом, нарушающим многие процессы в клетке, в том числе — считывания генетического кода клетки, синтеза белков и клеточного деления. Золото подавляет функционирование фагоцитов — клеток иммунной системы, поедающих все чужеродное и непригодное, делая организм беззащитным для инфекций.

Впрочем, с солями золота нам обычно не приходится иметь дела — мы же не играем на поле аффинажников. Другое дело — платиновые металлы. Без осаждения палладия не обходится изготовление ни одной печатной платы с металлизированными отверстиями. Самостоятельное изготовление таких плат представляет серьезную опасность для здоровья: палладий (как и другие платиновые металлы) охотно связывается с молекулами ДНК, сшивая между собой отдельные их витки, благодаря чему является сильным мутагеном и канцерогеном. По сути, это еще один яд без безопасной дозы, потому что любой атом палладия, попавший в клетку, рано или поздно осядет на молекуле ДНК, добавив свой вклад в вероятность развития рака или дефектов у потомства.

В элементарном виде платиновые металлы, за исключением осмия, абсолютно безопасны, так что нет необходимости соблюдать какие‑либо специальные меры предосторожности при обращении с электронными компонентами, их содержащими. Но следует иметь в виду, что все аффинажные действия с ними не только противозаконны, но и опасны образованием их растворимых соединений, способных в микроколичествах попасть в организм и серьезно сократить продолжительность жизни.

С осмием ситуация особая, и на осмии я остановлюсь чуть подробнее.

Осмий среди платиновых металлов уникален тем, что он на воздухе при комнатной температуре окисляется с образованием летучей четырехокиси. Правда, в заметной степени это происходит лишь с мелкораздробленной осмиевой чернью, но даже компактный металл слегка попахивает четырехокисью осмия. Это удивительно в том числе и потому что именно осмий -- единственный платиновый металл, совсем не растворяющийся в царской водке.

А четырехокись осмия — сильнейший яд. Даже в очень низких концентрациях он сначала сильнейшим образом раздражает глаза, одновременно окрашивая роговицу в черный цвет, а затем вызывает отек легких. По окислительной способности четырехокись осмия уступает только фтору и озону. Она мгновенно делает из клетки своего рода чучело, сшивая между собой липиды клеточных мембран и белковые молекулы, и фиксируя прижизненное строение клетки, а заодно — и «подкрашивая» ее тяжелым осмием, интенсивно поглощающим электронный пучок. Такое же чучело он сделает и из ваших клеток, если не принять особых мер предосторожности.

Но шансов столкнуться с осмием у вас, если вы не биолог, немного. Осмий применяется крайне ограничено, так как мировая его добыча — что‑то около 250 кг в год. Как писали в какой-то книжке по органическому синтезу, "из-за токсичности и дороговизны четырехокись осмия применяется лишь в исключительных случаях", и это в принципе касается любого применения осмия.

К слову о дороговизне: цена осмия сильно преувеличивается народной молвой и СМИ. Нередко можно встретить фразы про «самый дорогой металл, который может соперничать по цене только с калифорнием», либо увидеть конкретные цифры от 10 000$ до 200 000$ и выше за грамм. Между тем, по данным ГОХРАНа РФ цена эта в данный момент составляет 1273 рубля за грамм. А указанные цены характерны для финансовых махинаций с изотопом осмием-187 на рубеже «нулевых» и «десятых» годов. «Многообещаюший» изотоп, почти что переплюнувший «красную ртуть» так оказался никому, кроме масс‑спектрометристов, не нужным, и пузырь этот давно сдулся, а цифры те все кочуют из источника к источнику.

***

Нельзя назвать эту статью исчерпывающим обзором по токсичным свойствам компонентов электроники. Я обошел вниманием редкоземельные элементы, уран и торий, германий, ванадий. Не уделил внимания токсичности прекурсоров, используемых в микроэлектронике для получения особо чистого кремния и CVD-пленок. Не вспомнил про оловоорганические соединения, эпоксидные смолы, формальдегид, компоненты флюсов для пайки и многое другое. И без того статья разрослась до пугающих размеров. Поэтому нужно остановиться.

Выводом из вышесказанного должно служить то, что техника безопасности в нашем деле — вещь первостепенная. Не зная броду, соваться в неизвестность нужно очень аккуратно, изучив предварительно вопрос "а что тут может быть" и защитившись средствами индивидуальной защиты.