Какой металл погубил римскую империю
Если у вас не работает один из способов авторизации, сконвертируйте свой аккаунт по ссылке
Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal
Минералы, содержащие свинец (известно более 100 таких минералов)
Галенит - PbS (Pb — 86,6; S — 13,4%)
Церуссит - РbСОз (окись свинца - 83,5% (свинец 77,5%), двуокись углерода - 16,5%)
Англезит - PbSO4 (окись свинца - 73,6% (свинец 68,3%), трехокись серы - 26,4%)
Находка под слоем земли
В земной коре содержится сравнительно немного свинца — в тысячи раз меньше, чем алюминия или железа. Но несмотря на это, он стал известен человеку еще в глубокой древности — примерно за 7000—5000 лет до н. э. В отличие от многих других металлов, свинец имеет низкую температуру плавления (327°С) и находится в природе в виде довольно непрочных химических соединений. Это обусловливало возможность даже случайного его получения.
Известен, например, случай, когда богатое свинцовое месторождение было обнаружено в Америке в результате. лесного пожара: на месте сгоревшего леса под слоем золы были найдены крупные слитки свинца. Пожар «выплавил» его из руд, находившихся под корнями деревьев. Вероятно, таким путем первый свинец и попал в руки доисторических обитателей нашей планеты. Самым древним дошедшим до нас образцом свинца считают египетскую фигуру, хранящуюся в Британском музее. Ее относят к 3800 году до н. э. В Испании сохранились древнейшие отвалы свинцовых шлаков: здесь еще в третьем тысячелетии до н. э. финикийцы разрабатывали свинцово-серебряное месторождение Рио-Тинто.
Библиотека царя Ашшурбанипала
В библиотеке ассирийского царя Ашшурбанипала (VII век до н. э.) найдены копии вавилонских рукописей, относящихся примерно к 2000 году до н. э. В одной из них содержится гимн богу огня Гибилю: «О Гибиль, ты расплавляешь медь и свинец, ты очищаешь золото и серебро». При раскопках города Ашшура была обнаружена свинцовая глыба весом 400 килограммов. Археологи полагают, что она относится к 1300 году до н. э. .
Рудознатцам - зеленую улицу
"Кошку назвали кошкой"
На этом можно было бы и закончить рассказ о свинце, но мы еще ничего не сказали о названии этого элемента. Слово «свинец» происходит, видимо, от слова «свинка» — так раньше называли слитки этого металла (да и сейчас еще их именуют чушками). Но прежде чем стать свинцом, металл успел пожить под другими именами.
Вы помните чудесную сказку С. Я. Маршака о том, как кошку назвали сначала солнцем, потом тучей, ветром, мышкой, а в конце концов нарекли кошкой? Нечто подобное произошло и со свинцом.
Зачем нужна "конспирация"?
Загляните в толковый словарь Даля и вы узнаете, что в поговорке «слово — олово» имеется в виду не олово, а свинец — металл более тяжелый, более весомый. А сама поговорка и употребляется, когда речь идет о слове веском, верном, надежном. Но зачем же такая «конспирация»? Проще было бы сказать прямо: «слово — свинец». Оказывается, в старину на Руси свинец называли оловом. Настоящее же, если так можно выразиться, олово появилось позднее, причем первое время его ошибочно принимали за свинец (свойства этих металлов, действительно, в какой-то степени сходны). Когда, наконец, их научились различать, то старое название закрепилось за новым металлом, а его предшественника назвали свинцом.
Фамильные узы
Однако эта путаница оставила след в языке. По-украински карандаш называется «оливец», или «оловец», хотя карандаши никогда не делали из олова, в то время как свинцовыми палочками пользовались в старину для письма.
Эти металлы путали, например, и древние римляне. Свинец они называли «плюмбум-нигрум» (свинец темный), а олово — «плюмбум-кандиум» (свинец кандийский). Олово в Древний Рим поступало с острова Кипр, который у римлян назывался Кандий.
«Фамильные» узы связывают свинец еще с одним металлом — молибденом. В переводе с греческого «молибден» означает «свинец». Оказывается, древние греки путали минералы этих металлов — галенит и молибденит, называя и тот и другой «молибденой». Когда же спустя много веков из молибдена был получен новый элемент, он отобрал у свинца его древнегреческое название.
Так свинец стал свинцом. И теперь он уже может быть спокоен за свое имя: «кошку назвали кошкой».
Какой металл погубил римскую империю
Бдительные гуси
Рим спасли гуси ― это известно всем. Бдительные птицы своевременно заметили приближение неприятельских войск и тотчас резкими гортанными звуками сигнализировали об опасности. На этот раз все обошлось благополучно. Но, тем не менее, Римской империи суждено было впоследствии пасть. Что же послужило причиной падения некогда могущественного государства? Что погубило Рим?
Печальная судьба патрициев
«В падении Рима повинно отравление свинцом», ― так считают некоторые американские ученые-токсикологи. По их мнению, использование оправленной в свинец посуды и свинцовых косметических красок обусловило быстрое вымирание римской аристократии. Из-за систематического отравления малыми дозами свинца средняя продолжительность жизни римских патрициев не превышала 25 лет Люди низших сословий, согласно этой теории, в меньшей степени подвергались свинцовому отравлению, поскольку они не имели дорогой посуды и не употребляли косметических средств. Но и они пользовались знаменитым водопроводом, «сработанным еще рабами Рима», а трубы его, как известно, были сделаны из свинца. Люди вымирали, империя чахла. Разумеется, виноват в этом был не только свинец. Существовали и более серьезные причины ― политические. социальные, экономические И все же доля истины в рассуждениях американских ученых, безусловно, есть: обнаруживаемые при раскопках останки древних римлян содержат большие количества свинца.
Все растворимые соединения этого элемента ядовиты. Установлено, что вода, которая питала Древний Рим, была богата углекислым газом. Реагируя со свинцом, он образует хорошо растворимый в воде кислый углекислый свинец. Поступающий даже в малых порциях в организм свинец задерживается в нем и постепенно замещает кальций, который входит в состав костей. Это приводит к хроническим заболеваниям.
Иезуиты изощряются в пытках. Секреты браминов
На «совести» свинца лежит не только погубленный Рим, но и другие темные дела. Во времена разгула инквизиции иезуиты использовали расплавленный свинец как орудие пыток и казни. В Индии еще в начале прошлого века, если человек низшей касты сознательно или нечаянно подслушивал чтение священных книг браминов, ему вливали в уши расплав свинца (чтобы поддержать свою власть над народом, жрецы Вавилона, Египта, Индии издавна держали свои знания в глубокой тайне).
Крики ужаса на "Мосту вздохов"
В Венеции сохранилась средневековая тюрьма для государственных преступников, соединенная «Мостом вздохов» с замечательным памятником архитектуры ― Дворцом дожей. На чердаке тюрьмы имелись специальные камеры под свинцовой крышей ― для «особо провинившихся». Летом узники здесь изнывали от жары, зимой ― стыли от холода. А на «Мосту вздохов» слышны были крики ужаса.
Веский аргумент
С тех пор как изобрели огнестрельное оружие и из свинца начали отливать смертоносные пули для ружей и пистолетов, он стал одним из самых «веских аргументов» в споре враждующих сторон. Свинец не раз решал исход и грандиозных военных баталий, и мелких гангстерских потасовок.
Может сложиться впечатление, что, кроме вреда, от свинца ничего не дождешься, и поэтому ближайшая и главная задача человечества ― полностью избавиться от этого злого металла, принесшего уже столько бед и горя. Но люди почему-то не только не стремятся к такому избавлению, но, напротив, постоянно расширяют производство свинца. Из всех цветных металлов, только алюминий, медь и цинк производятся в большем количестве, чем свинец. Какой же полезной деятельностью занимается этот металл?
История знает немало примеров, когда народы вели справедливые войны за свою свободу и независимость ― и в этой борьбе им помогал свинец. Чтобы быть уверенным в надежности своих границ, необходимо иметь не только «порох в пороховницах», но и все тот же свинец. Вот почему военное значение этого металла весьма велико.
Когда в начале нашего века бурное развитие техники привело к созданию автомобилей, подводных лодок, самолетов, возникновению химической и электротехнической промышленности, в производстве свинца произошел особенно резкий скачок.
Примерно треть всей мировой добычи этого металла расходуется сейчас на изготовление аккумуляторов, решетки которых делают, например, из сплава свинца и сурьмы, а заполнителем служит смесь свинца и глёта (окиси свинца).
Недопустимая "самодеятельность"
Крупный потребитель этого металла ― топливная промышленность. В бензиновых двигателях горючую смесь, перед тем как поджечь, сжимают, и чем сильнее это сжатие, тем экономичнее работает двигатель. Но при значительной степени сжатия горючая смесь взрывается, не дожидаясь, когда ее подожгут. Естественно, такая «самодеятельность» недопустима. На помощь пришел тетраэтилсвинец. Небольшие добавки его к бензину (меньше 1 грамма на литр) предотвращают взрывы, заставляя топливо сгорать равномерно, а главное ― в тот самый момент, когда это нужно.
Свинцовые тучи
Поскольку тетраэтилсвинец очень ядовит, этилированный бензин окрашивают в розовый цвет, чтобы отличить от обычного. К сожалению, значительные количества яда выбрасываются автомобильными двигателями с выхлопными газами. Любопытный подсчет произвели ученые Калифорнийского технологического института (США). Выяснилось, что над головами жителей больших городов носятся целые тучи свинца (как видите, литературный эпитет «свинцовые тучи» может иметь и буквальный смысл): за год только над океанами и морями северного полушария выпадает около 50 тысяч тонн этого металла, образующегося главным образом из добавок к бензину (вот вам и 1 грамм на литр!). Свинец «автомобильного происхождения» был обнаружен даже в снегах Арктики. Видимо, нужно срочно подыскивать замену тетраэтилсвинцу, но пока без него не обойтись.
В электротехнической промышленности свинец служит надежной и достаточно эластичной оболочкой кабелей. Значительные количества его расходуются для изготовления припоев.
На химических заводах и предприятиях цветной металлургии распространена освинцовка внутренней поверхности камер и башен для производства серной кислоты, труб, травильных и электролитных ванн.
Подшипниковые сплавы свинца с другими металлами можно встретить во многих машинах и механизмах. Вместе с сурьмой и оловом он входит в состав типографского сплава ― гарта, из которого изготовляют шрифты для книг, газет и журналов.
"Made in Rodos"
В стекольной и керамической промышленности этот металл необходим для производства хрусталя, специальных лазурей. Окислы и соли свинца применяют в лакокрасочной промышленности. Краски, содержащие этот элемент, были известны еще в старину. Свинцовые белила, например, умели изготовлять еще три тысячи лет назад. Крупнейшим поставщиком белил считался в те времена остров Родос. Способ, по которому здесь изготовляли краску, был далеко не совершенным, но достаточно надежным. В бочку наливали раствор уксуса, сверху укладывали ветки кустарника, а на них ― куски свинца, после чего бочки плотно закупоривали. Когда спустя некоторое время их открывали, свинец оказывался покрытым белым налетом. Это и были белила. Их соскабливали с металла, упаковывали в тару и вывозили в различные страны.
Пожар в Афинском порту
Однажды в Афинском порту Пирее, где стоял корабль с грузом свинцовых белил, вспыхнул пожар. Поблизости в этот момент находился художник Никий. Зная, что на горящем корабле имеются краски, он поднялся на него, в надежде спасти хоть один бочонок: краски тогда стоили дорого, да и достать их было порой нелегко. К удивлению Никия, в обуглившихся бочонках он увидел не белила, а какую-то густую массу ярко-красного цвета. Схватив один из бочонков, художник покинул корабль и поспешил в свою мастерскую. Содержимое бочонка оказалось отличной краской. Впоследствии ее назвали суриком и стали получать, пережигая свинцовые белила.
Бывают ли чудеса?
Со временем картины и иконы, написанные свинцовыми красками, темнеют. Но стоит протереть изображение слабым раствором перекиси водорода или уксуса, как краски вновь становятся светлыми, яркими. Зная об этом, церковники дурачили верующих. На глазах изумленных прихожан происходило чудо: иконы «оживали».
Ядовитый "сахар"
В медицине соединения свинца используют как вяжущие, болеутоляющие и противовоспалительные средства. Уксуснокислый свинец, например, известен как «свинцовая примочка». За сладковатый вкус ее иногда называют свинцовым сахаром. Но ни в коем случае нельзя забывать, что этот «сахар» может вызвать сильное отравление организма.
Не случайно в цехах и лабораториях, где человек имеет дело со свинцом или его соединениями, принимают специальные меры предосторожности. Врачи-гигиенисты и инженеры по охране труда постоянно следят за тем, чтобы содержание свинца в воздухе не превышало допустимой нормы ― 0,00001 миллиграмма на литр. Если в недалеком прошлом свинцовые отравления были профессиональным заболеванием рабочих свинцово-плавильных заводов и типографий, то в наше время, благодаря совершенствованию технологии производства, мероприятиям по вентиляции и обеспыливанию, об этих болезнях практически забыли.
Любопытно, что человек не только защищается от свинца, но и защищается. свинцом.
Металлический свинец оказался одним из самых «непрозрачных» материалов для всех видов радиоактивных и рентгеновских лучей. Если вы возьмете в руки фартук врача-рентгенолога или его перчатки, то вас поразит их тяжесть: в резину, из которой они изготовлены, введен свинец ― он задерживает рентгеновские лучи, защищая тем самым организм от их губительного действия. В кобальтовых пушках, используемых для лечения злокачественных опухолей, крупинка радиоактивного кобальта надежно упрятана в свинцовую оболочку-грушу.
"Мини"-иллюминатор
Свинцовые экраны применяют в атомной энергетике, в ядерной технике. От радиоактивного излучения защищает и стекло, в состав которого входят окислы свинца. Такое стекло позволяет наблюдать за обработкой радиоактивных материалов с помощью «механических рук» ― манипулятора. В атомном центре в Бухаресте имеется иллюминатор из свинцового стекла толщиной 1 метр. Весит он более полутора тонн.
Что погубило Римскую империю?
Римский орел простер свои крылья над обширнейшими территориями — от туманной Британии до жарких пустынь Африки. За тысячи лет до Европейского союза он уже существовал, причем не на карте, а на самом деле — все было подчинено Риму. Единая финансовая система, со скрипом введенная в ЕС, имеет под собой отлично работающий древнеримский прототип. Для международного общения существовала латынь, которая послужила основой практически для всех европейских языков. До сих пор этот мертвый язык канувшей в лету цивилизации используется в научных фугах для создания единого смыслового поля.
Местное самоуправление и делопроизводство, равно как и ведение юридической и торговой документации, было стандартизировано, а значит, наиболее эффективно. Вся современная гражданская юриспруденция имеет в своей основе именно римское право!
Римская армия, ставшая решающим фактором в становлении могущества своего государства, на тысячи лет вперед предопределила тактическое формирование войск — вплоть до появления ракетных войск все армии мира строились по манипулярному принципу римлян (с основной тактической единицей в виде батальона). Умели римляне и строить. Один из самых впечатляющих памятников погибшей империи -мост через реку Гар, построенный древнеримскими инженерами двадцать веков назад. Трехъярусная конструкция высотой с 16-этажный дом соединяла два берега реки, но не по прямой линии, а с некоторым изгибом. Сделано это было с тем расчетом, чтобы сезонные паводки не разрушили сооружение.
Поразительно, но до последнего времени по мосту, сработанному еще рабами Рима, сохранялось автомобильное движение!
Впрочем, это будет не так удивительно, если вспомнить, что некоторые римские дороги во многих частях Европы использовались по прямому назначению вплоть до начала XX века. Невозможно даже представить, что современную дорогу можно будет использовать без ремонта не две тысячи, а хотя бы 20 лет.
Дороги, дороги…
Империя не могла существовать без дорог, поэтому, образно говоря, римляне, строя дороги, строили империю. За строительство отвечало специальное ведомство во главе с прокуратором — Quattuorviri viarum curandarum. Общая протяженность дорог в Римской империи составляла от 250 000 до 300 000 километров. В Российской империи 1913 года дорог (в подавляющем большинстве фунтовых) в общей сложности было 50 000 километров, тогда как у римлян только 90 000 километров были с твердым покрытием. Причем в самой Италии протяженность магистралей равнялась всего 14000-весь остальной километраж приходился на провинции.
Римские дорожные строители практически ничем не отличались от современных коллег, разве что у них не было бульдозеров, самосвалов и экскаваторов; поэтому все делать приходилось вручную. Технология постройки дорожного полотна сейчас практически копирует древнеримскую: вначале, как и сейчас, вырывалась траншея примерно метровой глубины. Если грунт был неплотным, в дно канавы вбивали деревянные сваи, а стенки укрепляли каменными плитами. Затем клали то, что сегодня называется дорожной подушкой — слой крупного камня, потом камня помельче, песка, опять камня, извести, черепичного порошка и, наконец, каменные плиты. Располагались они, кстати, с небольшим склоном к обочинам, чтобы дождевая вода стекала в боковые дренажные канавы.
Рельеф местности древнеримские строители старались не повторять — для чего дорогам великой империи вилять, как маркитанской лодке? Если впереди была впадина, через нее перекидывали мост, если скала — в ней прорубался тоннель. О характере римлян можно судить, взглянув на тоннель неподалеку от Неаполя -в длину он достигает 1300 мефов.
Города.
Практически все крупные современные города Европы были основаны римлянами: Париж, Лондон, Будапешт, Вена, Белград, Орлеан, София, Милан, Турин, Берн… В Римской империи насчитывалось около 1800 городов, тогда как в Российской империи начала XX века, при гораздо большей территории, — около 700.
Не меньше потрясают воображение достижения по градостроительству древних римлян. Население Рима на пике могущества империи составляло миллион человек. В европейских городах на такой уровень урбанизации человечество вышло только к началу XX века.
Чтобы обеспечивать жизнедеятельность такого количества горожан, нужна была вода. Имперские акведуки были настоящим технологическим чудом даже по современным стандартам — например, для того чтобы обеспечить водой Рим, была построена система каналов длиной 90 километров. Подобного водопровода Европа не увидит еще тысячи лет.
Канализация (знаменитая клоака Максима), без которой немыслим ни один современный город, также впервые была построена в Риме еще в VII-VI веках до нашей эры.
В римских городах также была реализована система стока дождевой воды, причем она настолько эффективна, что в настоящее время проходит испытания в Нидерландах для внедрения в современных городах.
Падение титана.
Но почему же такая мощная империя пала от рук неграмотных варваров? Гипотез на эту тему уже было высказано предостаточно, поэтому остановимся лишь на самых популярных.
Одна из самых забавных — «свинцовая». Дескать, свинцовые трубы, по которым разводилась вода в Риме, а также свинцовая посуда, из которой ели римляне, постепенно отравили горожан. Здесь нужно только упомянуть, что кальций, содержащийся в горной воде, постепенно покрыл стены труб наростом, который предотвратил бы гипотетическое отравление свинцом.
Аналогичная версия от «зеленых» — «асбестовая». Мол, асбестовые скатерти, которыми пользовались горожане, постепенно отравили их. Правда, неясно, каким образом асбест мог отравить бедняков, которые эти скатерти даже не видели.
И, наконец, одна из самых правдоподобных версий: после окончания завоевательных войн иссяк поток рабов в метрополию, что вызвало спад в сельском хозяйстве и, как следствие, упадок всего государства. Но, впрочем, пусть каждый из вас сам выберет ту версию, которая покажется наиболее верной.
Великие цивилизации Древнего мира, как известно, формировались в долинах полноводных рек. Так было в Египте, Месопотамии, Древней Индии, Китае. Быстрое развитие этих регионов мира, несмотря на наличие значительных водных ресурсов, рано или поздно приводило к дефициту питьевой воды. Поэтому уже в IV тыс. до н.э. в вышеупомянутых регионах начали строить трубопроводы для обслуживания наиболее густонаселенных территорий.
Первоначально использовались деревянные и глиняные гончарные трубы. Однако по мере развития металлургии возрастала роль металлических труб, обладающих, по сравнению с деревянными и гончарными изделиями, целым рядом технико-эксплуатационных преимуществ: меньшими габаритами и массой, долговременностью эксплуатации и т.д.
Наиболее ранние из известных в настоящее время трубопроводов, в которых применялись металлические трубы, обнаружены в Египте. При раскопках дворцовой части пирамиды фараона Сухаре в Абусире были найдены фрагменты медных труб, применявшихся для отвода и сбора дождевой воды. Трубы имели диаметр 4,7 см при толщине стенок 1,4 мм. Они были изготовлены из листового металла и соединялись друг с другом внахлестку. Приблизительное время создания трубопровода — 2500 г. до н.э.
В древних источниках (к сожалению, без подробного описания) имеются упоминания о трубах: для музыкальных инструментов (около 1000 лет до н.э); для подводных трубопроводов (около 700 лет до н.э.); для снабжения водой островных финикийских колоний (в эпоху Пунических войн). Упомянутые трубы изготавливались из меди, олова, бронзы, но настоящая трубная индустрия возникла после освоения технологии производства свинцовых труб.
Свинец обладает массой достоинств: это самый пластичный из металлов, он прокатывается до тончайшего листа, легко подвергается механической обработке, обладает прекрасными литейными свойствами. Из недостатков можно отметить лишь невозможность изготовления из него проволоки.
Мягкость свинца не позволяла ему конкурировать с медью, бронзой или железом в качестве материала для производства орудий труда. Но он оказался прекрасным материалом для изготовления труб и деталей водопроводов. Построенные в Вавилоне и признанные одним из семи чудес света висячие сады Семирамиды орошались водой через сложную систему колодцев и труб, сделанных из свинца.
Наибольшее развитие в эпоху Древнего мира трубное производство получило в Римской империи. В Риме, по свидетельству современников, существовала настоящая индустрия трубного производства с соответствующими товарными знаками, клеймами мастеров и штампами заказчиков. Одним из замечательных инженерных достижений древних римлян была система водопроводов, по которой вода ежедневно поступала в главные города Римской империи.
Известны оценочные расчеты, согласно которым потребление воды в главных городах империи составляло около 600 л в сутки на каждого жителя. В каждом уважающем себя римском городе и военном поселении существовали общественные бани и туалеты, являвшиеся своеобразными центрами общественной жизни.
Куда бы ни приходили римляне, повсюду они устраивали свои бани. Сенека в одном из своих сочинений рассказывает о печальной судьбе человека, которому случилось жить возле общественных бань. «Одного гула голосов достаточно, чтобы сделать человека больным». Ему приходилось мириться со стонами штангистов, хлопками массажистов, плеском купающихся, выкриками продавцов сосисок и сладостей, воплями игроков в мяч, стонами пациентов, которым удаляли излишки волос.
Секрет римских бань заключался в подземной системе отопления. Горячий воздух из печи направлялся по подземным каналам в подвал, над которым находилось обогреваемое помещение. Если хотели получить очень большой нагрев, то горячий воздух направляли еще и в стены, оборудованные системой выложенных черепицей дымовых труб. E
Потребление воды в римских городах было сопоставимо с уровнем, который обеспечивают современные городские системы водоснабжения. Источники и колодцы были не в состоянии удовлетворять все возрастающие потребности в чистой воде, что и обусловливало необходимость строительства многокилометровых водопроводов.
Водопровод часто проходил по пересеченной местности. Для его прокладки через ущелья римляне применяли два различных способа: либо строили через ущелье мост с небольшим уклоном в сторону стока, либо использовали принцип сифона, согласно которому вода в трубе должна всегда возвращаться к своему первоначальному уровню. Для этого сооружали систему труб, которая круто спускалась по одному склону ущелья и поднималась по другому. В тех случаях, когда глубина ущелья была относительно небольшой, строили мосты. Там же, где ущелье было слишком глубоким, сооружали сифон.
Известно более 20 сифонных сооружений, относящихся ко временам Римской империи. Конструкцию сифона, применявшегося в Древнем Риме, правильнее называть обратным сифоном, или дюкером, так как вода в нем движется по U-образной траектории, в отличие от обычного сифона, имеющего П-образную форму. Поскольку вода движется по U-образной траектории, сифон начинает работать, как только она вводится в одно из его плеч. В простом U-образном сифоне вода, введенная на одном конце, поднимется до того же уровня на другом. Римские сифоны имели значительную длину, поэтому потери на трение становились заметными, и приемный конец приходилось устраивать на уровне несколько ниже подающего конца.
Обычно сифон начинался в точке, где водопровод, проложенный в виде открытого канала из каменной кладки, достигал края ущелья, которое нужно было пересечь. В этом месте вода стекала в напорный резервуар, выложенный из кирпича и установленный поперек канала (кастеллум). По существу, этот резервуар был распределительным, так как сифон состоял не из одной (как в современной гидротехнике), а из нескольких (до девяти) тонких труб, уложенных параллельно друг другу. Их входные концы располагались в ряд в нижней части резервуара.
Подсоединенные к напорному резервуару трубы опускались по короткому откосу до земли и проходили по склону ущелья с заглублением примерно на 1 м. Подземная прокладка труб, использованная, по-видимому, для их защиты от повреждения человеком, предотвращала также чрезмерное расширение труб в жаркие дни.
Сифонные трубы могли прокладываться до самого дна ущелья, следуя его профилю, однако на дне часто строился невысокий мост (вентер), с тем чтобы нижняя часть U-образного сифона была более плоской для уменьшения перепада высот. Вентер создавал два резких перегиба (геникулус) на концах моста, вследствие чего могли возникать напряжения в стыках труб при ударе водяной струи, поэтому римляне обычно укрепляли здесь трубы массивной каменной кладкой. Однако он сокращал расстояние от верха до низа U-образного сифона и, следовательно, уменьшал статическое давление.
После второго геникулуса трубы поднимались по противоположному склону ущелья. Наверху вода поступала в приемный резервуар, аналогичный напорному, а из него — в обычный водопровод. Римляне почти не пользовались кранами, и вода текла непрерывно, обеспечивая промывку канализационных стоков.
Сифоны как инженерные сооружения внушают уважение уже своими размерами. Общая длина девяти сифонов в лионской водопроводной системе достигает 16,6 км. Если каждый сифон состоял из девяти труб, то их общая длина должна была достигать около 150 км. Для изготовления такого количества труб требовалось 12—15 тыс. т свинца, и очевидно, что добыча и транспортировка такого огромного количества свинца требовали гигантских усилий.
Наибольшее развитие в эпоху Древнего мира трубное производство получило в Римской империи. В Риме, по свидетельству современников, существовала настоящая индустрия трубного производства с соответствующими товарными знаками, клеймами мастеров и штампами заказчиков.
По-видимому, это и послужило причиной невысокой распространенности в Римской империи сифонов по сравнению с мостами-акведуками. Так как римляне строили только сложные сифоны, принято считать, что более широкому применению сифонов препятствовали вовсе не технические трудности. Очевидным фактом является то, что сифоны обходились римлянам дороже, чем мосты.
Древние греки также применяли сифоны. Среди сифонов древности наиболее известен исключительно большой сифон в Пергаме, в Малой Азии. Он относится ко временам правления эллинского монарха Евменеса II (197—159 гг. до н.э.) и состоит из одной трубы длиной 3 км, спускающейся на очень большую глубину — 190 м. Вода в сифоне создавала статическое давление примерно 19 атм.
В течение многих лет этот сифон был причиной многих заблуждений ученых. Поскольку многочисленные римские сифоны не удостаивались должного внимания, пергамский сифон создавал ложное впечатление, что древние греки преуспели больше римлян в теории гидравлики, и что они были более искусными инженерами, способными изготавливать трубы для больших давлений, тогда как римлянам это не удавалось.
Перемещение воды по трубам в римских сифонах осуществлялось под значительным давлением. В 1875 г. французский инженер Эжен Бельгран изготовил копии римских труб и подверг их испытаниям на разрушение, которое происходило только тогда, когда давление в трубах достигало 18 атм. Такие трубы могли успешно работать в сифоне, опускающемся на 180 м ниже исходного уровня.
Римское трубное производство подробно описывает Марк Витрувий Поллио в восьмой книге своего сочинения «Архитектура» (вторая половина I в. до н.э.). В ней главное внимание уделено водопроводам и материалам, из которых делают трубы для них. Витрувий обращает внимание на целесообразность изготовления свинцовых труб длиной не менее 3 м при толщине около 8 мм. Такие трубы могли выдерживать давление воды до 1,5 атм. При необходимости древние римляне пользовались значительно более толстыми трубами. Например, в водопроводе Алатри, где трубы должны были выдерживать давление до 10 атм, толщина их стенок достигала 35 мм.
Трубы изготавливали из литых свинцовых листов, которые сначала изгибали на деревянном сердечнике, после чего продольные края образованной трубы соединяли, а сердечник вынимали. Продольный шов выполняли различными способами. Чаще всего трубы грушевидного сечения запаивали по шву оловянно-свинцовым припоем. Однако встречались паяные соединения встык или внахлестку и даже трубы с желобчатым изгибом кромок, уплотненные замазкой.
Поздние исследования подвергли сомнению гипотезу о том, что именно свинцовый водопровод стал причиной катастрофических последствий для Римской империи. На внутренней стороне каждой свинцовой трубы ученые обнаружили непроницаемый слой безопасных для человеческого организма соединений кальция, возникший благодаря постоянному контакту труб с богатой кальцием горной водой.
Труба получалась овального или грушевидного поперечного сечения с непрерывным продольным швом (интересно, что шов не был самым слабым местом трубы; в испытаниях, проведенных Бельграном, разрушение происходило не по шву, а по боковой стенке.) Таким способом было трудно изготовлять трубы большого сечения, поэтому римские сифоны состояли из нескольких тонких труб. Диаметр труб составлял от 20 до 300 мм. Обычно же они имели наружный диаметр 250—270 мм и толщину стенки от 30 до 50 мм. Судя по сохранившимся остаткам, трубы изготавливались длиной около 3 м. Такие их затем замуровывали в каменную кладку, чтобы сохранить их герметичность.
По широко распространенной в середине прошлого века гипотезе американских токсикологов, свинцовый водопровод являлся одной из причин быстрой деградации римской нации, вызывая отравление свинцом. Установленным фактом является то обстоятельство, что обнаруживаемые при раскопках останки римлян эпохи империи содержат большие количества свинца. Из-за систематического отравления малыми дозами свинца продолжительность жизни римских патрициев не превышала 25 лет.
Хорошо известно, что все растворимые в воде соединения свинца высокотоксичны. На устойчивость свинца к воде оказывает большое влияние растворенный в ней диоксид углерода (углекислый газ). При малых количествах он образует на поверхности свинца соединение, нерастворимое в воде, и тем способствует устойчивости свинца. Если же содержание углекислого газа в воде сравнительно велико, а именно так было с водой, питавшей древний Рим, то диоксид углерода, реагируя со свинцом, образует гидрокарбонат свинца, который хорошо растворяется в воде. Поступая в организм в малых порциях, свинец задерживается в нем и, постепенно замещая кальций, входящий в состав костей, вызывает хроническое отравление.
Однако более поздние исследования подвергли сомнению гипотезу о том, что именно свинцовый водопровод стал причиной катастрофических последствий для Римской империи. На внутренней стороне каждой свинцовой трубы ученые обнаружили непроницаемый слой безопасных для человеческого организма соединений кальция, возникший благодаря постоянному контакту труб с богатой кальцием горной водой. Как уже было сказано выше, вода текла по водопроводу непрерывно и поэтому была в контакте со свинцовыми трубами лишь недолгое время. Толстая же корка карбоната кальция, которая постепенно образовывалась в трубах, служила изоляцией, так что через некоторое время после установки сифонных труб прямой контакт воды со свинцом прекращался полностью.
Скорее всего, причиной свинцового отравления был не столько водопровод, сколько использование оправленной в свинец посуды и свинцовых косметических красок. Кроме того, свинцовые сосуды широко использовались для хранения вина, поскольку свинец придает вину сладкий вкус и способствует консервации.
Читайте также: