Подгруппа серпентина

Кроме серпентина с его разновидностями и ревдинскита, здесь же опишем сложную по составу группу магнезиально-глиноземистых гидросиликатов, известную под названием палыгорскита.

Cepпeнтин - Mg 6 8 , или 3MgO 2SiO 2 2H 2 O. "Серпентариа" по-латыни - змеевидный (серпентиновые породы иногда имеют некоторое сходство по пятнистому рисунку, особенно в полированных образцах, со змеиной кожей). Отсюда и русское название - змеевик , относящееся, правда, к горной породе - серпентиниту, состоящему почти сплошь из серпентина. Раньше употреблялось название офит (с греческого - змея); теперь это название, иногда измененное в серпофит, сохранилось за опаловидной или гелеподобной, богатой водой разностью серпентина, обладающей восковым блеском и однородной окраской (бледнозеленой, желтовато-белой, реже буровато-зеленой). Эта же разность называлась благородным змеевиком; по оптическим и другим свойствам представляет типичный гель.

Листоватая разность, похожая на хлорит, но обладающая меньшим совершенством базальной спайности и хрупкостью, носит название антигорита (долина Антигорио, близ Пьемонта в Италии). О ней упоминалось при описании группы хлоритов.

Химический состав . MgO 43,0%, SiO 2 44,1 %, H 2 O 12,9%. Соотношения компонентов несколько колеблются, особенно в разностях, аналогичных типичным коллоидам, более богатым водой (обычно до 13-17%). В виде примесей почти всегда присутствуют FeO, Fe 2 O 3 и NiO.

Сингония не известна. В хорошо образованных кристаллах никогда не встречается. Явнокристаллической разностью является лишь антигорит, принадлежащий, вероятно, к моноклинной сингонии. Кристаллическая структура . Основное отличие кристаллической структуры антигорита от таковой каолина заключается в том, что в антигорите характеризуюшие слоистую структуру пакеты своими "бруситовыми" слоями обращены друг к другу (см. рис. 340), т. е. разделяются парными листами гидроксильных ионов. Агрегаты . Обычно распространен в плотных массах, часто смятых, со следами скольжения, иногда с тончайшими прожилками асбеста или прожилками офита. В антигоритовых серпентинитах редко наблюдается на глаз пластинчатое строение.

Цвет темнозеленый в тонких осколках, бутылочно-зеленый различных оттенков до зеленовато-черного, иногда и буровато-зеленый. Офит часто имеет бледную оливково-зеленую окраску с желтым оттенком. Антигорит серый, нередко со слабым синеватым оттенком. Блеск стеклянный, жирный, у офита восковой.

Твердость обычного серпентина 2,5-3, антигорита 3,5, офита 2. Спайность наблюдается только у более крупнопластинчатых разностей антигорита: по {001} совершенная и менее совершенная по {01O}. Отщепляемые листочки ломки. Уд. вес 2,5-2,7.

Диагностические признаки . Макроскопически серпентиновые массы узнаются сравнительно легко по характерным темнозеленым оттенкам, невысокой твердости, зеркалам скольжения, жирному блеску в изломе и т. д. Антигоритовые серпентиниты обладают характерными серыми оттенками, исключительной вязкостью, ощущаемой при обработке образцов молотком, более высокой твердостью по сравнению с обычными серпентинитами.

П. п. тр. с трудом оплавляются по краям. Разлагаются в HCl и H 2 SO 4 . В закрытой трубке выделяют много воды.

Происхождение . Серпентиниты образуются в процессе массового гидротермального изменения ультраосновных, главным образом оливинсодержащих пород (дунитов, перидотитов и др.). Легче всех замещению серпентином подвергаются оливин и энстатит, затем диопсид, роговые обманки и др.

В процессе выветривания серпентинизированные породы постепенно карбонатизируются и разлагаются, особенно сильно в условиях субтропического и тропического климата. При этом в виде остаточных продуктов на поверхности накапливаются землистые гидроокислы железа. Магнезия, связываясь с углекислотой воздуха, в виде бикарбонатов уходит в нижние горизонты зоны окисления. Кремнезем переходит в коллоидный раствор и выделяется в виде опала, нередко замещающего коренные породы. Точно так же никель в виде гидросиликатов подвергается некоторому переносу и отлагается в более низких горизонтах.

Практическое значение . Плотные, красиво окрашенные разности серпентинита иногда употребляются в качестве облицовочного поделочного камня, пригодного для изготовления разных изделий (шкатулок, пепельниц, чернильных приборов и т. д.). Более бедные кремнеземом разности (серпентинизированные дуниты) с небольшими добавками магнезита могут служить сырьем для изготовления высокосортных огнеупорных форстеритовых кирпичей для черной металлургии. Может являться сырьем также для химической промышленности при получении соединений магния.

На перечислении месторождений останавливаться не будем. Укажем лишь, что серпентинитовые массивы широко распространены на всем протяжении Урала, на Северном Кавказе, в Закавказье (Армения) и в ряде мест Сибири и Казахстана

Хризотил-асбест . В сущности представляет собой тонковолокнистую разновидность серпентина. Первоначально был назван просто хризотилом. "Хризос" по-гречески - золото, "тилос" - волокно. Минерал иногда действительно имеет золотистый отлив. Обычно называют асбестом или хризотил-асбестом в отличие от роговообманковых асбестов.

Химический состав такой же, как серпентина. MgO 43,0%, SiO 2 44,1%, H 2 O 12,9%.

Рис. 339. Серия параллельных "прожилков" хризотил-асбеста

Сингония , согласно рентгенометрическим исследованиям, вероятно, моноклинная. Агрегаты . На фоне сплошной массы серпентина асбест отчетливо выделяется в виде "прожилков" (рис. 339), в которых волокна асбеста ориентированы обычно перпендикулярно к стенкам. Длина волокон колеблется от десятых долей миллиметра до 20-25 мм, иногда до 50 мм, изредка достигая 160 мм.

Цвет хризотил-асбеста зеленовато-желтый с золотистым отливом, иногда белый, редко бурый, в распушенном виде-снежно-белый. Блеск шелковистый.

Твердость 2-3. Расщепляется на тончайшие эластичные, очень прочные волокна до 0,0001 мм и меньше толщиной (т. е. поперечные размеры их достигают величины дисперсных фаз в коллоидах). Прочие свойства . Обладает огнестойкостью и щелочеупорностью. Плохой проводник тепла, электричества и звука.

Диагностические признаки . Узнается легко по параллельноволокнистому строению и эластичности отдельных волокон. От амфиболовых асбестов отличим по оптическим свойствам (двупреломлению) и по отношению к кислотам.

П. п. тр. не плавится, белеет. В HCl, в отличие от амфиболовых асбестов, растворяется, оставляя волокнистый скелет кремнезема. Разлагающее действие оказывает также морская вода.

Происхождение . Общие условия образования те же, что и серпентина, т. е. главным образом в связи с гидротермальным изменением богатых магнезией ультраосновных пород. Однако хризотил-асбест встречается несравненно реже обычных серпентиновых масс, что указывает на несколько особые условия его образования.

Хризотил-асбест наблюдается среди жилообразных полос или неправильной формы участков сплошного серпентина, отличающегося по внешнему виду от вмещающих серпентинизированных пород. Механизм образования хризотил-асбеста еще не совсем ясен. По всей вероятности, сплошные массы серпентина в момент своего образования представляли собой гель, в котором в процессе усыхания при сокращении массы могли возникать трещины разрыва. В этих трещинах по мере расхождения их стенок и могли образоваться тонковолокнистые массы со строго параллельной ориентировкой волокон по направлению растяжения, независимо от того, возникла ли одна прямая трещина или одновременно целая серия более мелких трещин. Строго параллельную волокнистость можно сравнить с тем явлением, которое возникает в каучуковом клее при попытке слегка отогнуть свежеприклеенную пластину (молекулы каучука приобретают явно ориентированное волокнистое направление и характерный шелковистый блеск). В таком случае питающей средой для растущих волокон хризотил-асбеста должна была являться сама вмещающая серпентиновая коллоидальная масса.

Практическое значение . Асбест своими необычайными свойствами обратил на себя внимание человека еще в глубокой древности. Повидимому, из асбеста давно уже научились делать пряжу и ткани.

В настоящее время асбест используется в различных отраслях промышленности. Из асбестового волокна длиной больше 8 мм в текстильной промышленности машинным способом изготовляют ткани для огнестойких костюмов, театральных занавесов, различных фильтров, мало изнашивающихся автомобильных тормозных лент и всевозможных асборезиновых изделий. Короткое волокно (2-8 мм) в виде примеси (до 15%) к цементу идет на изготовление огнестойких прочных и легких кровельных материалов, асбоцементных труб, картона, бумаги для тепловой изоляции и различных электроизоляционных материалов. Мелкое волокно используется для различных теплоизоляционных прокладок (асбестита и пр.), асбестовых огнестойких красок, обмазки паровых котлов, штукатурки и т. д.

Отходы обогатительных фабрик могут быть использованы в химической промышленности и в сельском хозяйстве в качестве удобрения для некоторых культур (например свекловицы).

Месторождения . В СССР Баженовское месторождение хризотил-асбеста расположено к северо-востоку от г. Свердловска. Асбестоносные серпентиниты возникли среди перидотитов в виде сети переплетающихся полос, вытянутых в меридиональном направлении на несколько километров. В том же направлении следуют жилы диорит-аплитов и кварцевых порфиров, в контакте с которыми серпентиниты сильно смяты, оталькованы и хлоритизированы. В парагенезисе с хризотил-асбестовыми жилами и прожилками находятся сплошной серпентин, офит, иногда карбонаты, тальк, брусит и др. Этого же типа месторождения известны в Алапаевском, Режевском, Красноуральском и других районах Урала, а также в серпентинитовом поясе Восточных и Западных Саян.

За рубежом следует отметить крупные месторождения хризотил-асбеста в провинции Квебек в Канаде, затем издавна известное, еще со времен Плутарха, месторождение на о. Кипр в Средиземном море и месторождение Шабани в Ю. Родезии.

Ревдинскит - (Ni,Mg) 6 8 , или 3(Ni,Mg)O 2SiO 2 2H 2 O. Название дано по месту открытия: в Ревдинском районе на Среднем Урале (1867). К ревдинскиту по существу относится коллоидальная разность этого минерала, аналогичная серпентину.

Позднее, в 1908 г., была открыта явнокристаллическая разность этого же состава. Названа она непуитом (также по месту нахождения - г. Непуи в Новой Каледонии).

Химический состав аналогичен серпентину, с той лишь разницей, что в ревдинските (непуите) содержится в гораздо более значительных количествах NiO, нередко преобладая над MgO.

Сингония моноклинная. Рентгенометрические исследования непуита показывают большое сходство его с кристаллической структурой минералов группы каолинита. Облик кристаллов . Непуит встречается в мелких червеобразных кристаллах (как каолинит). Чаще распространен в виде чешуйчатых агрегатов. Ревдинскит наблюдается в скрытокристаллических плотных порошковатых и землистых массах.

Цвет от бледнозеленого с голубоватым оттенком (цвет бирюзы) до густозеленого или серовато-зеленого с желтоватым оттенком. Блеск кристаллических разностей перламутровый (на плоскостях спайности), а у коллоидных разностей-жирный, восковой, матовый. Для разности с отношением Ni:Mg = 3:7 показатели преломления: Ng = Nm = l,56, Np=1,53.

Твердость 2-2,5. Спайность совершенная по {001}. Уд. вес 2,5-3,2 (зависит от содержания никеля).

Диагностические признаки . Непуит макроскопически узнается по чешуйчатым и мелкопластинчатым хлоритоподобным агрегатам, имеющим обычно бледную голубовато-зеленую окраску.

П. п. тр. не плавится или плавится с трудом. При прокаливании на угле в окислительном пламени буреет, в восстановительном становится бархатно-бурым. В закрытой трубке выделяет много воды. В горячей HCl разлагается с выделением слизистого кремнезема. Реакция на никель с диметил-глиоксимом, а также перл буры весьма характерны.

Происхождение . Ревдинскит встречается исключительно в коре выветривания массивов ультраосновных изверженных пород, содержащих бедные никелем силикаты магния (оливин, энстатит, серпентин и др.). Наблюдались случаи псевдоморфоз ревдинскита по обломкам серпентинита с со-хранением его текстурных особенностей. Это говорит о том, что ревдинскит образуется метасоматически, путем вытеснения никелем магния из кристаллической решетки. Источником никеля, очевидно, являются просачивающиеся воды, несущие этот элемент в виде каких-то соединений, образующихся в верхних частях коры выветривания в процессе распада первичных минералов ультраосновных пород.

Практическое значение . Ревдинскит вместе с другими гидросиликатами никеля входит в состав важных в промышленном отношении никелевых руд.

Месторождения . Ревдинскит встречается в довольно значительных количествах в Ревдинском и Уфалейском районах (Средний Урал) в месторождениях силикатных руд никеля. Кристаллические разности были обнаружены главным образом в делювии серпентинитов, заполняющих карстовые впадины среди известняков на границе с массивами ультраосновных пород (в Тюленевском месторождении). Установлен также в Xалиловских и Аккермановском месторождениях (Ю. Урал).

Палыгорскит -m2MgO 3SiO 2 4Н 2 O nАl 2 O 3 4SiO 2 5H 2 O. Состав переменный. Согласно данным исследований А. Е. Ферсмана, устанавливаются широкие колебания в отношениях между Mg и Al, начиная с разностей с сильным преобладанием содержаний MgO над Al 2 O 3 и кончая минеральными видами с обратными отношениями этих компонентов. Богатые Al 2 O 3 разности с отношением Al: Mg = 1:1 называются палыгорскитами , бедные, приближающиеся по составу к сепиолиту (2MgO 3SiO 2 2H 2 O)- пилолитами . Часть Al, кроме того, замещается Fe .

Для всех этих разностей весьма характерны спутанноволокнистое строение массы, устанавливаемое иногда под микроскопом, а также оригинальные физические свойства, нашедшие свое отражение в таких старых названиях, как горная кожа, горная пробка, горное дерево (похожи на обломки сухой разложившейся древесины), горное мясо и др. Вследствие высокой пористости эти вещества обладают очень малым объемным весом и легко плавают на воде.

Цвет белый, иногда с желтоватым оттенком или серый с желтоватым или буроватым оттенком. Nm около 1,55. Твердость 2-2,5. Отщепленные тонкие плоские куски при деформации легко гнутся. Уд. вес 2,1-2,3. В сухом состоянии поглощает много воды. П. п. тр. плавится в пузыристое молочное стекло. В горячей H 2 SO 4 разлагается с выделением скелета SiO 2 . При нагревании до 220° постепенно теряет H 2 O (до 15%), затем отдача воды прекращается и вновь наступает в интервале 370-410° (последние 5-6%).

Встречается сравнительно редко. Образуется чаще всего при выветривании относительно богатых магнезией горных пород, часто в трещинах, наподобие плотных листов картона. В виде гнезд и неправильных пластообразных залежей образуется и в осадочных горных породах.

Если устанавливается в значительных массах, то может найти применение как тепло- и звукоизоляционный материал в строительном деле для перегородок и других целей.

У нас в Союзе в относительно больших количествах встречается по берегам рек в ряде мест Средне-Волжского края, Горьковской области, Татарской АССР (Тетюшинский район), на Украине (Коростеньский, Бердичевский и другие районы), в Крыму (д. Курцы в Симферопольском районе), на Северном Кавказе по притокам р. Малки, в Западной Сибири (в Кузнецком Алатау) и в других местах.

АСБЕСТ – группа волокнистых минералов, которые по химическому составу относятся к гидросиликатам. Различают два основных типа асбеста: серпентин-асбест и амфибол-асбест. Серпентин – весьма распространенный минерал, его волокнистая форма – хризотил (Mg,Fe) 6 (OH) 6 с примесями Cr 2 O 3 , NiO, MnO, CoO, СаО, Al 2 O 3 . При нагревании до 400 о С хризотил начинает отщеплять воду, при 700–750 о С разрушается его кристаллическая структура, а при 1550 о С минерал плавится. Хризотил разлагается под действием соляной и серной кислот. Амфибол имеет сходный состав, но отличается более высокой кислото- и огнеупорностью и не изменяется при нагреве до 920–940° С. К группе амфиболов принадлежит также роговая обманка и известный минерал нефрит.

Асбест окрашен в белый, зеленоватый, желтоватый или серый цвет. Он встречается в рудных жилах обычно неглубоко от поверхности. Поэтому его месторождения разрабатываются, в основном, открытым способом. Иногда агрегаты асбеста достигают метровой длины, но чаще имеют форму щетины, растущей перпендикулярно стенкам горной жилы. Внешний вид асбеста бывает разным: минерал может напоминать кору дерева, ветки, седые волосы. А.Е.Ферсман в 1908 описал минералы, в которых волокна не вытянуты в одном направлении, а образуют сложные переплетения. Такой асбест иногда называют «горной кожей», «горной корой» или «горным деревом». Наиболее ценные сорта асбеста полупрозрачны и обладают шелковистым блеском. Некоторые его образцы по блеску и гибкости напоминают шелк; такой асбест на Руси когда-то называли горным льном.

Природные запасы асбеста велики. В России первое месторождение асбеста было открыто в 1720 на реке Тагиле. Большие залежи асбеста были обнаружены в 1878 в Канаде (они простираются и на территорию США), позднее – в Южной Африке, где горная гряда, содержащая асбест, тянется на сотни километров. На карте Среднего Урала можно найти города и поселки городского типа Асбест, Асбестовское и Новоасбест; на юге Канады, недалеко от Монреаля, – город Асбестос, в ЮАР – Асбестовые Горы. Асбест в небольших количествах найден в Альпах, Аппалачах, на Кавказе, в других горных районах.

Отличительная и уникальная черта асбеста – рост его кристаллов только в одном направлении, в результате чего их длина может в десятки тысяч раз превышать толщину и доходить до нескольких сантиметров. По той же причине асбест при механическом воздействии легко расщепляется на тончайшие (меньше длины волны света) прочные эластичные волокна. Строение этих волокон и секрет их гибкости удалось разгадать только после изобретения электронного микроскопа. Оказалось, что асбестовые волоконца внутри пустые: их внутренний диаметр равен 13 нм при внешнем 26 нм. Эти волоконца сплетены в более толстые нити, длина которых может достигать 5 см и более.

Тонковолокнистое строение природного асбеста позволяло делать из него пряжу, а из нее – несгораемые ткани. Недаром название минерала происходит от греческого asbestos – неугасимый. Асбест в античные времена добывали на греческом острове Эвбея в Эгейском море, а также на Кипре. Асбестовая ткань была известна и древним римлянам; по свидетельству Плиния Старшего она ценилась так же дорого, как жемчуг. О причинах ее огнестойкости сочинялись весьма наивные предположения. «Есть камень для ткани, – писал Плиний, – который растет в пустынях Индии, обитаемых змеями, где никогда не падает дождь, и потому он привык жить в жару. Из него делают погребальные рубашки, чтобы заворачивать трупы вождей при их сожжении на костре, из него делают для пирующих салфетки, которые можно раскалять на огне». Конечно, такие салфетки и скатерти были удобны тем, что вместо стирки их надо было просто прокалить на огне – все пятна и прочие органические примеси выгорали и скатерть становилась, как новая. Однако изделия из асбестовой ткани могли позволить себе только очень богатые люди. В их числе был и римский император Нерон.

Рассказывают, что у императора Карла V, самого могущественного монарха Европы 16 в., была скатерть из тонкого асбестового волокна, которую он после пира для увеселения гостей бросал в огонь. Все органические остатки сгорали, а скатерть оставалась целой. Такой же «фокус» продемонстрировал Петру I Никита Демидов; ткань для его скатерти соткали из уральского длинноволокнистого асбеста.

Средневековые арабы делали из асбестовой ткани одежду для воинов, поражавших противника «греческим огнем» – древним напалмом. А для пожарных такую одежду начали делать в Италии и Франции только в 1829. Другое древнее применение асбестового волокна – несгорающие фитили для светильников в храмах.

В последние годы отношение к асбесту становится все более настороженным. Чем же грозит это широко распространенное вещество? Еще в I в. Плиний обратил внимание на то, что рабочие, добывающие асбестовые волокна и ткущие из них защитную ткань, часто болеют и рано умирают. Количество заболевших значительно увеличилось в эпоху промышленной революции, поскольку асбест стали широко использовать при изготовлении паровых машин. К началу века установили связь между асбестом и фиброзом легких – заболеванием, вызванным попаданием в них волокон (на латыни fibra – волокно). В 1918 Министерство труда США опубликовало отчет относительно опасности работы с асбестом, после чего страховые компании начали отказывать в страховании жизни рабочих асбестовых предприятий!

Однако производство и использование асбеста продолжало быстро расти, особенно во время второй мировой войны, поскольку этот материал по многим свойствам не знает себе равных. Асбест широко использовали при строительстве (сейчас использование хризотил-асбеста в жилом и производственном строительстве запрещено Всемирной организацией здравоохранения). В результате в воздухе жилых помещений могло содержаться до нескольких тысяч волокон в одном кубическом метре (в чистом городском воздухе их обычно меньше ста). К семидесятым годам 20 в. свидетельств об опасности асбеста накопилось так много, что в США был установлен жесткий предел по содержанию асбеста в воздухе – не более 5000 волокон в 1 м 3 (концентрацию асбестовых волокон в воздухе определяют с помощью специальных методик, используя оптический или сканирующий электронный микроскоп). Через некоторое время этот предел был снижен до 2000 волокон, а в 80-х годах – до 200 волокон в одном кубометре воздуха промышленного помещения при восьмичасовом рабочем дне. Вообще в США уже давно и тщательно борются с асбестом. В середине 1980-х была проведена специальная кампания, в ходе которой в большинстве американских школ были тщательно проверены пол, потолки, тепло- и гидроизоляция, другие строительные конструкции, а также шкафы, ящики столов и т.п. на предмет обнаружения и изъятия асбеста, тончайшие волоконца которого могут попасть в воздух, а с ним – в легкие.

В чем же причина таких серьезных и дорогостоящих мероприятий? Проведенные в разных странах эпидемиологические исследования с очевидностью показали, что вдыхание асбестовых волокон может вызвать ряд опасных заболеваний. Среди них – асбестоз, наиболее частая форма силикоза, которая встречается у рабочих, занятых изготовлением шифера, асбоцементных труб и других изделий с применением асбеста. Проявляется асбестоз через 5–10 лет регулярного воздействия асбестовой пыли в виде хронического бронхита, эмфиземы легких, пневмосклероза. Асбест может вызвать также рак легких и мезотелиому – злокачественное образование в плевре. При этом латентный (скрытый) период может достигать десятков лет. При этом канцерогенные свойства скорее всего связаны не с составом асбеста, а с формой его волокон и их высокой химической инертностью.

Полученные данные указывают на то, что как для рабочих, так и для обычного населения число заболеваний мезотелиомой пропорционально концентрации волокон в воздухе и времени, прошедшему с момента первого воздействия. Важно отметить, что при равном воздействии асбеста риск для курящих примерно в 10 раз выше по сравнению с некурящими. Так, из миллиона человек заболеют в течение жизни раком легких, спровоцированным асбестом, двадцать курящих и только двое некурящих.

В настоящее время невозможно предложить безопасный уровень концентрации асбеста в воздухе, поскольку неизвестно, существует ли пороговая концентрация его волокон, ниже которой асбест безопасен. Поэтому концентрацию асбеста рекомендуется поддерживать на как можно более низком уровне. В химической лаборатории при неаккуратной работе с асбестом его содержание в воздухе может оказаться довольно высоким. Так, вредные волокна могут просто выдуваться потоками воздуха из ящиков с асбестом через малейшие щели. А даже плотный компактный асбест со временем может крошиться и давать асбестовую пыль.

Опасность асбеста известна в значительно меньшей степени, чем многих других вредных веществ (например, ртути) и обычно с ней мало кто считается. Асбест и изделия из него можно встретить в любой химической лаборатории. Что только не вытворяют химики с этим веществом! На асбестированных сетках нагревают растворы в колбах, асбестовыми одеялами прикрывают те же колбы для уменьшения потерь тепла при перегонке высококипящих жидкостей; асбестовыми шнурами обматывают дефлегматоры для уменьшения теплоотвода при перегонке и стеклянные шлифы перед их припайкой к прибору (чтобы не повредить шлиф пламенем горелки); размоченным в воде асбестом затыкают всевозможные дырки, обмазывают самодельные электрические печки... И при этом мало кто задумывается, что такая привычная в лаборатории вещь, как асбест, таит в себе грозную опасность.

Часто полагают, что асбеста следует опасаться только тем, кто непосредственно соприкасается с ним по роду своей профессиональной деятельности. Да и для них опасность якобы сильно преувеличена. Журналист, побывавший в уральском городе Асбесте в 1982 и назвавший свой репортаж Асбест из Асбеста , писал: «Не так страшен асбест, как иногда малюют. И на книжную полку, где стоят привезенные из разных командировок образчики минералов, я охотно поставлю красивый кусок змеевика с асбестовыми прожилками. И не побоюсь и впредь ездить к теще на блины, хотя точно знаю, что печет она их на электроплите с асбестовой теплоизоляцией». А в комментарии к этому репортажу специалиста-медика указывалось, что хотя асбестовая пыль способствует развитию рака легких, желудка и некоторых других органов, нет прямых доказательств опасности асбеста, поступающего в организм с пищей или водой. При этом утверждалось, что опасности подвержены только рабочие асбестового производства: «Надо, однако, подчеркнуть: достоверно выше заболеваемость раком только среди людей, подвергшихся длительному, в течение 15–20 лет, воздействию асбестовой пыли при больших ее концентрациях... Врачи хорошо знают, что скрытый период развития раковой опухоли нередко составляет 20–25 лет».

Химики в лабораториях, а тем более школьники на уроках асбестовой пылью «при больших ее концентрациях», как правило, не дышат. Зачем же тогда подняли тревогу американские медики? Один из ведущих авторитетов по действию асбеста на организм Ирвинг Селикофф из Нью-Йоркского университета утверждает, что асбест, попав однажды в легкие, назад уже выделиться не может и остается в них навсегда. Вызванное им заболевание – асбестоз и неизлечимая злокачественная мезотелиома действительно обычно развиваются очень медленно – спустя 20–30 лет после попадания асбеста в легкие. Был, например, случай, когда женщина, умершая от опухоли в легких в возрасте 37 лет, подверглась действию асбеста в детстве: асбестовые волокна были в одежде ее отца. Конечно, такие случаи единичны; люди значительно чаще умирают от курения и алкоголизма, гибнут при авариях на транспорте и на производстве, становятся жертвами военных действий и преступности. Так, в США из каждых 100 тысяч человек, умерших от рака легких, более 80 тысяч – жертвы курения, 3,5 тысячи – пассивного вдыхания сигаретного дыма и «только» 4,5 тысячи умерли из-за асбеста. Так стоит ли бить тревогу, как это делают в некоторых странах? В упомянутом выше комментарии к репортажу так и говорилось: «Зарубежные средства массовой информации нередко представляют асбест в неоправданно черном свете. В западной печати периодически появляются статьи и корреспонденции, авторы которых... настаивают на прекращении выпуска асбеста и изделий из него (их тысячи наименований, и практически везде асбест „связан" резиной, пластмассой, цементом или другими веществами и материалами). Такие изделия не пылят и, следовательно, не могут представлять опасности. Ни блины, испеченные в электроплите, ни укладка волос электрофеном с асбестовой теплоизоляцией не несут угрозы здоровью. А вот ремонтируя асбоцементную теплоизоляцию труб, очевидно, следует пользоваться респиратором – так будет надежнее».

Пока что-то не видно рабочих-ремонтников с респираторами. Химики, имевшие дело асбестом и делавшие из него, например, огнеупоры, знают, что это вещество, со временем начинает крошиться и становится рыхлым. Хранящиеся в шкафах и ящиках столов обрывки асбеста тоже «пылят», а легчайшие невидимые глазом асбестовые волоконца легко разносятся по помещению потоками воздуха. И кто знает, какова их концентрация в том воздухе, которым мы дышим. Над этим следует задуматься всем, кто по роду своей деятельности может соприкасаться с асбестом и изделиями из него – ведь не так трудно выбросить ненужный асбестовый хлам, а места его хранения тщательно протереть мокрой тряпкой. Глядишь, кто-то и убережется от неприятных последствий, даже если до них еще очень далеко!

И все же полностью отказаться от асбеста современная технология не может. Из асбеста делают ткани защитных костюмов для пожарных, рукавицы для сталеваров, теплоизоляцию для труб, по которым подают пар и горячую воду, электроизоляционные материалы, асбоцементные плиты и трубы, фильтры для задержки радиоактивной пыли, оборудование химических лабораторий (шнуры, одеяла, подставки для нагревания, изоляцию калориметров и термостатов). Смесь асбестовой крошки с силикатным клеем, обработанная затем раствором хлорида кальция, образует прекрасную огнеупорную замазку.

В присутствии полимерных связующих из асбестового волокна получают асбоволокнит, из бумаги – асбогетинакс, из тканей – асботекстолит. Доля асбеста в этих асбопластиках может составлять от 50 до 70%. Такие композиционные материалы применяют для изготовления коллекторов электрических машин, лопаток насосов, дисков сцепления и тормозных колодок, деталей химических аппаратов, теплозащитных покрытий ракет и космических аппаратов. Но основная доля добываемого асбеста (около 80%) потребляется в строительстве, например, для изготовления шифера – распространенного кровельного материалы. Многие видели асбоцементные трубы, которым не страшна коррозия; их используют и как водопроводные, и как канализационные. Большая потребность в асбесте привела к тому, что его добыча в течение 20 в. выросла почти в 200 раз и в настоящее время исчисляется миллионами тонн в год.

Илья Леенсон

Асбест в переводе с греческого - неразрушимый - название, относящееся к группе тонковолокнистых минералов из класса силикатов. В природе это агрегаты с пространственной структурой в виде тончайших гибких волокон.

Существует два основных типа асбестов - серпентин (хризотил-асбест, или белый асбест) и амфибол (амфибол-асбесты). Серпентины образуют сложенные, скрученные или изогнутые волокна, как правило, они представляют меньшую опасность для здоровья. Амфиболы имеют прямые иглообразные волокна - из-за хрупкости этих структур они образуют частицы, вдыхание которых является канцерогенным фактором.

Серпентин – весьма распространенный минерал, его волокнистая форма – хризотил (Mg,Fe)6(OH)6 с примесями Cr2O3, NiO, MnO, CoO, СаО, Al2O3. При нагревании до 400 оС хризотил начинает отщеплять воду, при 700–750о С разрушается его кристаллическая структура, а при 1550 оС минерал плавится. Хризотил разлагается под действием соляной и серной кислот. Амфибол имеет сходный состав, но отличается более высокой кислото- и огнеупорностью и не изменяется при нагреве до 920–940 oС. К группе амфиболов принадлежит также роговая обманка и известный минерал нефрит.

Месторождения

Природные запасы асбеста велики. В России первое месторождение асбеста было открыто в 1720 на реке Тагиле. Большие залежи асбеста были обнаружены в 1878 в Канаде (они простираются и на территорию США), позднее – в Южной Африке, где горная гряда, содержащая асбест, тянется на сотни километров. На карте Среднего Урала можно найти города и поселки городского типа Асбест, Асбестовское и Новоасбест; на юге Канады, недалеко от Монреаля, – город Асбестос, в ЮАР – Асбестовые Горы. Асбест в небольших количествах найден в Альпах, Аппалачах, на Кавказе, в других горных районах.

Применение

Асбест входит в состав более чем трёх тысяч изделий в самых различных областях техники. Из волокон асбеста изготовляют фильтры, брезенты, защитные костюмы (для пожарных), бумагу, картон, асбоцементные строительные материалы и др.

Отличительная и уникальная черта асбеста – рост его кристаллов только в одном направлении, в результате чего их длина может в десятки тысяч раз превышать толщину и доходить до нескольких сантиметров. По той же причине асбест при механическом воздействии легко расщепляется на тончайшие (меньше длины волны света) прочные эластичные волокна. Строение этих волокон и секрет их гибкости удалось разгадать только после изобретения электронного микроскопа. Оказалось, что асбестовые волоконца внутри пустые: их внутренний диаметр равен 13 нм при внешнем 26 нм. Эти волоконца сплетены в более толстые нити, длина которых может достигать 5 см и более.

Говорят, что у императора Карла V, самого могущественного монарха Европы 16 в., была скатерть из тонкого асбестового волокна, которую он после пира для увеселения гостей бросал в огонь. Все органические остатки сгорали, а скатерть оставалась целой. Такой же "фокус" продемонстрировал Петру I Никита Демидов; ткань для его скатерти соткали из уральского длинноволокнистого асбеста.

Средневековые арабы делали из асбестовой ткани одежду для воинов, поражавших противника «греческим огнем» – древним напалмом. А для пожарных такую одежду начали делать в Италии и Франции только в 1829. Другое древнее применение асбестового волокна – несгорающие фитили для светильников в храмах.

В последние годы отношение к асбесту становится все более настороженным. Чем же грозит это широко распространенное вещество? Еще в I в. Плиний обратил внимание на то, что рабочие, добывающие асбестовые волокна и ткущие из них защитную ткань, часто болеют и рано умирают. Количество заболевших значительно увеличилось в эпоху промышленной революции, поскольку асбест стали широко использовать при изготовлении паровых машин. К началу века установили связь между асбестом и фиброзом легких – заболеванием, вызванным попаданием в них волокон (на латыни fibra – волокно). В 1918 Министерство труда США опубликовало отчет относительно опасности работы с асбестом, после чего страховые компании начали отказывать в страховании жизни рабочих асбестовых предприятий!

Однако производство и использование асбеста продолжало быстро расти, особенно во время второй мировой войны, поскольку этот материал по многим свойствам не знает себе равных. Асбест широко использовали при строительстве (сейчас использование хризотил-асбеста в жилом и производственном строительстве запрещено Всемирной организацией здравоохранения). В результате в воздухе жилых помещений могло содержаться до нескольких тысяч волокон в одном кубическом метре (в чистом городском воздухе их обычно меньше ста). К семидесятым годам 20 в. свидетельств об опасности асбеста накопилось так много, что в США был установлен жесткий предел по содержанию асбеста в воздухе – не более 5000 волокон в 1 м3 (концентрацию асбестовых волокон в воздухе определяют с помощью специальных методик, используя оптический или сканирующий электронный микроскоп).

Через некоторое время этот предел был снижен до 2000 волокон, а в 80-х годах – до 200 волокон в одном кубометре воздуха промышленного помещения при восьмичасовом рабочем дне. Вообще в США уже давно и тщательно борются с асбестом. В середине 1980-х была проведена специальная кампания, в ходе которой в большинстве американских школ были тщательно проверены пол, потолки, тепло- и гидроизоляция, другие строительные конструкции, а также шкафы, ящики столов и т.п. на предмет обнаружения и изъятия асбеста, тончайшие волоконца которого могут попасть в воздух, а с ним – в легкие.

Асбест практически инертен и не растворяется в жидких средах организма. Однако некоторые виды асбеста, при попадании в легкие, способны вызвать различные расстройства здоровья и заболевания.

С конца ХХ века была начата кампания по замене асбеста на более безопасные материалы. Пыль асбеста является канцерогенным веществом (при попадании в дыхательные пути).

Нередко считается, что любой асбест одинаково опасен. Однако фиброгенность и канцерогенность волокон разных видов асбеста очень различна.

В большой степени опасны виды асбеста, традиционно добываемые и используемые в Европе. Однако длинноволокнистый хризотил-асбест, производимый в России, имеет существенно более низкие показатели токсичности (в десятки раз). В связи с этим, вытеснение асбеста из отечественного производства не всегда имет под собой рациональные основания, так как "альтернативные" материалы при производстве также вызывают определенную повышенную нагрузку на экологическое состояние окружающей среды.

Его потребление в Европе в последнее время быстро сокращается. Асбест стараются, по возможности, не применять в жилом строительстве (в конце 80-х гг югославские наемные рабочие получали в Европе по 10 долларов в час за работы по удалению старых штукатурных материалов, содержащих асбест). 1 января 1997 года использование асбеста было запрещено во Франции. Однако доказательств проканцерогенного действия при попадании асбеста с пищей нет.

Украинские ученые попытались доказать, что хризотил-асбест безопасен для здоровья

В Украине подведены итоги исследований влияния хризотил-асбеста на здоровье людей, продолжавшихся два с половиной года. Ученые в очередной раз доказали безопасность хризотилсодержащих материалов для населения. «Объективных причин для запрета выпуска шифера и других материалов на основе хризотила нет», - подводит итоги директор Института медицины труда Национальной академии наук и Академии медицинских наук Украины, доктор медицинских наук профессор Юрий Кундиев.
"Среди наших работ по этой тематике был анализ заболеваемости за последние десять лет среди ежедневно имеющих дело с хризотилом работников асбестовых предприятий Украины, - говорит профессор Кундиев. - Мы проверили, как много сотрудников асбестовых заводов попали в печальный документ, который называется канцер-регистр Украины. В него заносят имена людей, у которых диагностировано онкозаболевание. И оказалось, что риск заболеть раком у людей, работающих на асбестовом производстве, такой же, как у остального населения Украины. Это очень важные данные, поскольку они являются безупречным "алиби" для хризотила", - уверен ученый.
Ряд европейских стран пытается навязать Украине запрет на производство шифера и других материалов на основе хризотила, аргументируя это тем, что волокна асбеста попадают вместе с воздухом в легкие человека и могут вызвать онкологические заболевания. Но асбест бывает разный - амфиболовый и хризотиловый. Амфибол действительно опасен: его длинные волокна выводятся из легких больше чем за год, и решением Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) использование амфиболов давно запрещено по всему миру. Волокна же хризотила короткие, и период выведения из легких человека - всего 14 дней.

асбест

собирательный термин, охватывающий разновидности минералов групп серпентина и амфиболов, расщепляющиеся на тончайшие волокна. Обычно под названием "асбест" понимается его важнейший вид - хризотил-асбест. Название происходит от греч. "асбестос" - негасимый или "асбестон" - несгораемая ткань. Асбест известен с древнейших времен. Уже в самом начале нашей эры научились прясть амфибол-асбест и изготавливать из него ламповые фитили. Плиний Старший (1 в. н.э.) описывает саваны из тканого асбеста, которые использовались при кремации. Павсаний Периегет в своем Путешествии по Греции (180 н.э.) сообщает о несгораемом ламповом фитиле, сделанном из "карпасийского холста" - ткани из минерального волокна, изготовленной в районе Карпаси на Кипре, где асбест добывается и в наши дни. Асбест добывали также в горах Аркадии (Греция). Плутарх (1-2 вв. н.э.) пишет о "вечных ламповых фитилях" в храме богини Весты в Риме. По сообщению Марко Поло, он видел асбестовую ткань в Центральной Азии. Современная асбестовая промышленность зародилась в 1868 в Италии, когда началась разработка месторождения асбеста. В больших масштабах производство асбеста ведется с 1878 на крупном месторождении Тетфорд в Квебеке (Канада), открытом в 1860. Асбест является продуктом перекристаллизации при метаморфизме и встречается в виде жил и линз в массивах горных пород. Серпентиновый асбест, известный как хризотил, или хризотил-асбест (см. СЕРПЕНТИН), представляет собой основной силикат магния Mg3Si2O5(OH)4. Это важнейший промышленный тип асбеста, составляющий 95% всего асбеста, потребляемого в США. Его волокна превосходят амфибол-асбесты по длине, гибкости, тонкости и прочности (сопротивление на разрыв почти такое же, как у некоторых сортов стали). Хризотил-асбест залегает в породе в виде жил, выполненных блестящим зеленоватым поперечно- или продольноволокнистым агрегатом. Элементарные волокна хризотила представляют собой свернутые в тончайшие трубочки серпентиновые листочки (различимые лишь под электронным микроскопом). Эти трубчатые волокна в агрегатах гибки, но не упруги, похожи на кудельку; у некоторых сортов волокна более хрупкие ("ломкие асбесты"). Хризотил весьма стоек по отношению к щелочам, но характеризуется малой кислотоупорностью. Из 500 г этого минерала получается свыше 10 км асбестовой нити. Хризотиловый асбест весьма устойчив к нагреванию, но при температурах выше 400? С постепенно становится более хрупким. К промышленным типам амфибол-асбестов относятся крокидолит, амозит и асбестовидные разновидности тремолита и антофиллита. Крокидолит, асбестовидная разновидность рибекита - щелочного (натриево-железистого) амфибола Na2(Fe32+Fe23+)Si8O22(OH)2, известен также под названием голубого, или капского голубого асбеста благодаря его тускло-голубой окраске. В Капской провинции (ЮАР) производится высокосортный крокидолит. Его волокна обладают большей твердостью и более высоким пределом прочности при растяжении, чем у хризотил-асбеста, но он плавится при сравнительно низких температурах. Зато крокидолит в 21 раз превосходит хризотил по кислотоупорности. Те же свойства характеризуют и другие амфибол-асбесты. Из них антофиллит - ромбический амфибол, силикат магния и железа (Mg,Fe2+)7Si8O22(OH)2, отношение Mg:(Fe ? Mg) составляет 0,1-0,89; отношение Mg:Fe обычно близко 4:1. Антофиллит-асбест образует агрегаты тонких шелковистых волокон белого, серого или бурого цвета; именно ему было присвоено название "асбест". Амозит - асбестовидная разновидность железистого моноклинного амфибола грюнерита; его состав близок к Mg2Fe5Si8O22(OH)2. Волокна прочнее, чем у антофиллит-асбеста. Тремолит- и актинолит-асбесты - асбестовидные разновидности моноклинных амфиболов ряда тремолит Ca2(Mg,Fe2+)5Si8O22(OH)2 - актинолит Ca2(Fe2+,Mg)5Si8O22(OH)2. Когда железо замещает более 20% магния в тремолите, он переходит в актинолит и окраска минерала меняется от белой или чуть зеленоватой до светло-, а затем и темно-зеленой. Асбест добывается либо открытым (карьерным) способом, либо подземным (путем проходки туннелей). Минерал сперва извлекается вручную при помощи небольшого молотка (т.н. выкалывание). Затем асбестовые волокна воздушными струями отделяются от раздробленной и просеянной породы. Пряжа или войлок из асбестовых волокон могут служить для выработки тканей, панелей или покрытий, жаропрочных и стойких к химическому воздействию. Асбест также ценится за его электроизоляционные свойства. Сырой (необработанный) асбест сортируется по длине волокна с учетом его тонкости, гибкости, прочности на растяжение и тугоплавкости. Более длинные волокна подвергаются кардочесанию и прядению, иногда с добавлением хлопка. Из полученной пряжи ткут асбестовые ткани различной толщины и плотности. Самые короткие волокна вместе с пылью, образующейся при измельчении вмещающей породы, используются в качестве наполнителя и для повышения прочности, например, винил-асбестовой половой плитки. Амфиболовые асбесты применяются при изготовлении прокладок фильтров и как герметизирующий материал для стыков труб на химических предприятиях. Они служат также наполнителями в присадочных прутках (при сварке) и в асбопластиках. Асбоцементные слоистые плиты, отформованные под давлением из асбеста и портландцемента, долгое время широко использовались в строительстве как конструкционный или изоляционный материал. Асбестовая бумага - тонкое переслаивание волокон асбеста и целлюлозы, связанных обычно раствором силиката натрия (жидким стеклом) - белая, эластичная, прочная и огнестойкая. Главные производители асбеста, в основном хризотилового, - Россия, Канада , Китай и Зимбабве ; амозита и крокидолита - ЮАР и отчасти Россия. Другие крупные производители - Индия и Италия . В США хризотил-асбест добывается в Аризоне, Вермонте и Калифорнии, в России - на Урале, в Туве, Восточном Саяне, Забайкалье и других районах. Из всех видов амфиболовых асбестов в России промышленность использует только антофиллит-асбест, добываемый на Урале. Хризотил-асбест представляет серьезную опасность для здоровья человека. Вдыхание его мельчайших невидимых частиц может вызвать асбестовый пневмокониоз (асбестоз), а также онкологические заболевания легких, печени и кишечника. Всемирная организация здравоохранения внесла асбест в перечень наиболее опасных канцерогенных веществ и запретила его применение в ряде отраслей (строительстве, автомобилестроении и др.). Поскольку асбестовое волокно играет решающую роль как компонент ряда промышленных изделий (например, цементных труб для трубопроводов высокого давления и др.), ведется интенсивная разработка заменителей асбеста и модифицированного асбестового волокна, биологически "безопасного", но сохраняющего его технические свойства. См. также СЕРПЕНТИН .

Касса