Fosfor – ciekawy, ważny, niebezpieczny

Wszystkie barwy fosforu

Fosfor, który w swojej pracowni uzyskał Hennig Brand, był najmniej trwałą odmianą białą (tak naprawdę jest on lekko żółtawy). Jest to jedna z odmian alotropowych tego pierwiastka. Cóż to takiego ta alotropia? Pisałem o tym w tekście o guzikach żołnierzy Napoleona. W skrócie: alotropia to zjawisko występowania w danym stanie skupienia jakiegoś pierwiastka w różnych odmianach różniących się właściwościami fizycznymi i częściowo chemicznymi. Klasycznym przykładem alotropii jest diament i grafit – dwie odmiany węgla. W przypadku fosforu tych odmian jest znacznie więcej. Jeśli fosfor biały będzie się prażyć bez dostępu tlenu, ale w obecności niewielkiej ilości jodu, przejdzie w fosfor czerwony, znacznie trwalszy. W przeciwieństwie do fosforu białego nie jest toksyczny. Gdy z kolei fosfor czerwony będzie się ogrzewać w wysokiej temperaturze w próżni, otrzymamy odmianę fioletową. Ostatnią odmianą jest fosfor czarny, który można otrzymać z białego, ogrzewając go pod ciśnieniem 12 tys. atm. Jest to jedyna odmiana wykazująca pod wysokim ciśnieniem właściwości metaliczne, pozostałe są niemetalami. Poza fosforem białym, który jest bardziej toksyczny niż cyjanek, pozostałe odmiany nie są trujące.

Alotropowe odmiany fosforu: biały, czerwony (granulki), czerwony (kawałek), fioletowy

Źródło: Wikipedia, licencja: CC BY-SA 3.0

Pierwiastek życia

Fosfor jest jednym z pięciu najważniejszych pierwiastków, które uznaje się za niezbędne do życia ziemskiego. Pozostałe to oczywiście węgiel, wodór, tlen i azot. W organizmie człowieka jest go 700-750 g. Większość (ok. 80%) wchodzi w skład związków nieorganicznych tworzących kości oraz zęby (hydroksyapatyt). Pozostałe sto kilkadziesiąt gramów fosforu jest rozmieszczone praktycznie we wszystkich komórkach ciała. Grupa fosforanowa jest elementem spinającym nukleozydy w łańcuch nukleotydowy – w ten sposób powstają cząsteczki DNA i RNA. Z kolei w cząsteczkach ATP (adenozynotrójfosforanu) jest gromadzona energia zużywana potem w procesach metabolicznych w komórce. Jako ciekawostkę można dodać, że ATP nie gromadzi się w komórkach – jest syntetyzowany i zużywany na bieżąco. W ciągu doby organizm człowieka tworzy (i rozkłada) mniej więcej tyle ATP, ile on sam waży. A skoro już mowa o komórce, to jest ona otoczona błoną komórkową, której bardzo istotnym elementem są fosfolipidy. Są one strukturalnie zbliżone do tłuszczów, a w swojej strukturze mają grupę ortofosforanową(V), taką samą, jaka występuje w DNA, RNA i ATP. Z kolei w komórkach nerwowych mamy też fosfolipid – lecytynę, która stanowi ochronę mechaniczną, ale jest też izolatorem elektrycznym, dzięki czemu impulsy nerwowe mogą być przewodzone bez problemu.

Struktura przestrzenna ATP. Czarny – C, niebieski – N, żółty – P, czerwony – O, biały – H

Źródło: Wikipedia, licencja: domena publiczna

Dwie twarze fosforu

Jak widać, wszystkie organizmy żywe potrzebują związków fosforu. Zauważył to m.in. niemiecki chemik, Justus Liebig. Podsypując roślinom źródła tego pierwiastka, którymi w tamtym czasie były mączka kostna oraz ptasie guano, stwierdził, że rośliny zdecydowanie szybciej się rozwijają. Dziś najczęściej stosuje się nawozy, które zawierają trzy ważne składniki – azot, fosfor i potas (znany nawóz: azofoska). Ale fosfor spotykamy niemal wszędzie – od proszków do prania przez mięso i wędliny aż do serów topionych i coli. To jedna, pożyteczna twarz tego pierwiastka.

Niestety, jest też druga, znacznie bardziej ponura. Pociski zapalające zawierające biały fosfor były stosowane już w czasie II wojny światowej, potem w czasie wojny wietnamskiej oraz w Czeczenii, a ostatnio wojska rosyjskie używały go w trakcie wojny w Ukrainie. Ale to niestety nie wszystko. Już ponad 100 lat temu koncerny chemiczne zaczęły syntetyzować niesamowicie toksyczne związki fosforoorganiczne. Działają one bardzo silnie na układ nerwowy człowieka, dlatego zalicza się je do broni masowego rażenia o działaniu paralityczno-drgawkowym. Zapewne słyszeliście takie nazwy jak sarin, soman czy tabun. To właśnie najstarsze znane bojowe środki trujące zawierające fosfor. Niestety, ich otrzymywanie jest względnie proste, dlatego też interesują się nimi także terroryści. W 1995 roku w tokijskim metrze po ataku sarinem zginęło 12 osób, a ponad 5 tys. było hospitalizowanych. Do tej samej grupy zaliczane są nowiczoki – opracowane w Związku Radzieckim związki o działaniu jeszcze silniejszym niż sarin.

Nastolatek ze strefy Gazy leczony po oparzeniach białym fosforem

Źródło: Wikipedia, licencja: CC BY-SA 2.0

Czy jest życie na Wenus?

Trzy lata temu świat obiegła sensacyjna informacja – naukowcy znaleźli ślady życia na Wenus. Tak naprawdę było to jednak coś podobnego do starego dowcipu o tym, jak to na Placu Czerwonym w Moskwie rozdają samochody. Poszukiwanie życia w kosmosie jest bardzo żmudne. Nie polega na grzebaniu w pyle czy też bieganiu z lupą, aby odkryć jakieś bakterie, rośliny czy zwierzęta. Poszukuje się tzw. biosygnatur, czyli informacji o związkach, które są ściśle związane z organizmami żywymi. Jednym z takich związków jest fosfina (PH3), analog amoniaku. Na Ziemi jest ona produktem ubocznym metabolizmu fosforanów przebiegającego w komórkach bakterii beztlenowych. Wenusjańskie życie zniknęło równie szybko, jak się pojawiło. Okazało się bowiem, że sygnały spektroskopowe, które według odkrywców miały pochodzić od fosfiny, tak naprawdę należą do dwutlenku siarki (SO2) i nie są żadną sensacją, bo tego związku jest na Wenus pod dostatkiem. Wydaje się więc, że na odkrycie życia pozaziemskiego będzie trzeba jeszcze poczekać.

Fosfina (fosforowodór) – PH3cząsteczka, która namieszała na Wenus

Źródło: Wikipedia, licencja: domena publiczna

Takich samolotów używano do badań broni chemicznej w Podosinkach.

WSPÓLNOTA CZERWIENI cz.7

Kiepski rodzimy przemysł chemiczny tudzież brak nowoczesnych laboratoriów badających broń chemiczną skłonił Związek Radziecki do nawiązania tajnej współpracy z Reichswehrą także w tej dziedzinie.

Czekistowski terror nie pomagał – wielu naukowców wysłano do obozów lub zabito, nielicznym udało się zbiec za granicę. Zastępowanie ich pozbawionymi wiedzy wiernymi komunistami nie sprawdziło się. Jakow Fiszman, szef WoChiMU, musiał zwrócić się do Niemców – był już wcześniej w kontakcie z Fritzem Haberem. Formalna współpraca rozpoczęła się w 1924 roku, gdy Fiszman spotkał się pułkownikiem Fischerem z Reichswehry. Początkowo współpraca miała ograniczony zakres; otóż Niemcy wyszukiwali chemików, chętnych do pracy w ZSRR, a Sowieci ich u siebie zatrudniali, formalnie wprowadzając ich do stanu osobowego Armii Czerwonej. Związek Radziecki otrzymywał specjalistów, których ukrywano w wojsku przed oczami świata, zaś Reichswehra utrzymywała kontrolę nad swoimi naukowcami tudzież uzyskiwała solidne źródło informacji wywiadowczych.

Ten sam Jakow Mojsiejewicz Fiszman wywalczył też środki na program badania broni biologicznej, laboratoria w Leningradzie i Moskwie oraz kilka poligonów, ale Niemcy nie byli zainteresowani współpracą w tym zakresie. Wierzyli w siłę własnego programu doskonalenia broni chemicznej, zniechęcił ich także fakt, że broni biologicznej nie da się używać na szczeblu taktycznym. Fiszman przekonał wspominanego przeze mnie wcześniej Unszlichta, że broń chemiczna, jako priorytetowa (tow. Stalin bardzo się interesował perspektywami jej użycia do wybijania ludności całych miast), musi uzyskać wsparcie z zewnątrz – w efekcie i na ten temat rozpoczęto ponowne negocjacje z Niemcami. Początkowo Sowieci chcieli ośrodek badawczy, który miał głównie zajmować się badaniami wykorzystania broni chemicznej w atakach lotniczych, ulokować w obiekcie „Ługa” pod Leningradem. Tę propozycję odrzucono, szukając innej lokalizacji w pobliżu Moskwy.

Wybrano latem 1926 roku miejscowość Podosinki – ledwie 20 kilometrów od Kremla, w kierunku Riazania. Miejsce zaakceptowała grupa niemiecko-radziecka, w której skład wszedł Fiszman, a także kapitan Kurt Student, późniejszy dowódca hitlerowskich wojsk spadochronowych. Niemcy wyrazili wprawdzie swoje zdziwienie, że istniejąca baza sowieckich wojsk chemicznych (nadal cuchnąca gazem musztardowym) wraz z lotniskiem i poligonem znajduje się tak blisko zamieszkałych okolic – ale Fiszman zapewnił ich, że to nie ma znaczenia i że bierze całkowitą odpowiedzialność za lokalizację.

Pierwsza ekipa niemieckich naukowców i pilotów dotarła jesienią tego samego roku do Podosinek, by rozpocząc produkcję pierwszych partii gazów i zacząć testować je w bombach lotniczych, ale spotkała ich typowo sowiecka niespodzianka: nic nie zostało przygotowane. Nie było gdzie mieszkać, nie było gdzie pracować. Dostępna żywność wzbudzała wstręt. Wszystkie materiały do budowy trzeba było przywieźć z Niemiec (co trwało), bo ludowy przemysł radziecki nie potrafił ich wyprodukować. Brakowało nawet młotków i te też zamówiono w Niemczech.

Rosjanie wręczyli gościom przygotowany przez asystenta Fiszmana – a zapewne tak naprawdę przez kogoś z NKWD – zestaw 29 zasad, których mieli Niemcy bezwarunkowo przestrzegać. Nie wolno im było samodzielnie jeździć do Moskwy, chodzić po całym terenie lotniska czy rozmawiać z Rosjanami, którzy nie byli bezpośrednio związani z programem badawczym itp. Otoczenie von Seeckta liczyło na szybkie rozpoczęcie prac, ale wysłannicy z Berlina zobaczyli bardzo szybko, że Fiszman może i wydaje jakieś rozkazy, ale nikt ich nie wykonuje, niemieccy naukowcy mieszkają w szopach bez ogrzewania i myją się w deszczówce, zaś jedzą tylko podłą kiełbasę – bo nic innego nie ma. Świadectwem determinacji Niemców jest jednak fakt, że szybko zaczęli prowadzić badania nad rozrzutem środków bojowych przy zrzucaniu bomb z symulowaną zawartością chemiczną z różnej wysokości oraz opryskiwaniu poligonu ze specjalnie do tego przystosowanych samolotów. Urządzony w grudniu pokaz dla niemieckich oficerów i Unszlichta pokazał skuteczność niedopracowanych jeszcze metod – Sowieci i Niemcy zgodnie uznali, że bombardowanie bądź opryskiwanie ludności cywilnej w wielkich miastach środkami walki chemicznej stanie się jednym z głównych narzędzi sił zbrojnych w przyszłej wojnie.

Unszlicht napisał do Stalina i do całego Biura Politycznego następujące słowa: „Użycie gazu musztardowego za pośrednictwem lotnictwa w celu skażenia terenu i zaatakowania osad ludzkich jest możliwe techniczne oraz ma dużą wartość.” Nic dodać, nic ująć. Plan podbicia całego świata, realizowany przez ZSRR, zawierał teraz element wojny chemicznej. Na Kremlu doceniono wyniki wstępnych prac w Podosinkach i zwiększono budżet WoChiMU.

W marcu 1927 w ośrodku w Podosinkach nagle wybuchł pożar, prawdopodobnie spowodowany typowym radzieckim niechlujstwem – ogień strawił sporo majątku, a trujące wyziewy uniemożliwiały akcję ratowniczą. Straż pożarna z Moskwy dotarła dopiero wtedy, gdy już nie było czego gasić. Niemcy kontynuowali prace w Podosinkach jeszcze przez kilka miesięcy, mimo trudnych warunków, uruchomili nawet pilotażową produkcję gazu musztardowego, ale planowali zmienić lokalizację ośrodka na bardziej dogodną. Rosjanie pozostali w Podosinkach, z których uczynili jeden z głównych ośrodków masowej produkcji broni chemicznej, a Niemcy, odrzuciwszy proponowany Oranienburg, znaleźli lepsze miejsce…

cdn

Parada Armii Czerwonej na Placu Czerwonym.

WSPÓLNOTA CZERWIENI cz.6

Sowiecki program budowy przemysłu produkującego broń chemiczną początkowo znajdował się w jeszcze gorszym stanie niż niemiecki, ale nie przeszkadzało to Armii Czerwonej w stosowaniu takiej broni na masową skalę przeciwko własnym obywatelom.

Jak już pisałem wcześniej, carska armia miała spore zaległości wobec swoich sojuszników i wrogów w rozwijaniu broni chemicznej, zaś nowe, radzieckie władze Rosji początkowo zadowoliły się przejęciem magazynów w Piotrogrodzie. Podczas wojny domowej płynność sytuacji frontowej teoretycznie utrudniała użycie broni chemicznej, ale komunistom teoria nie wchodziła w paradę: to właśnie wówczas po raz pierwszy na świecie użyto bomb chemicznych zrzucanych z samolotów (30 czerwca 1919 roku). Sprzeciw wobec tego stwierdzenia zgłaszają Brytyjczycy, upierając się, że to oni jako pierwsi, kilka miesięcy wcześniej, zrzucili takie bomby na Rosjan.

Mniejsza o palmę pierwszeństwa w dość niechlubnej klasyfikacji, Sowieci chętnie bowiem korzystali z chemicznych środków walki przeciw ludności cywilnej, w szczególności podczas tłumienia powstań przeciw władzy sowieckiej na tyłach frontu. Co najmniej trzykrotnie użyli ich na wielką skalę, zaopatrując się w przejętych carskich magazynach. Pierwsze zastosowanie miało miejsce w mieście Jarosław nad Wołgą w 1918 roku, drugie w atakach na kozackie wioski, zaś trzecie, o najpotężniejszych konsekwencjach, w 1921, właściwie już po utrwaleniu wyniku wojny domowej, w guberni tambowskiej.

Jaka była geneza tego ostatniego wydarzenia? Otóż w styczniu 1919 roku Lenin wydał dekret, dotyczący rekwizycji „nadmiaru” zboża. W rejonie Tambowa, gdzie miały miejsce spore zmagania białogwardzistów z Armią Czerwoną, brutalność Armii Czerwonej doprowadziła do pobudzenia wiejskiej działalności partyzanckiej, która, pod wodzą młodego wojskowego nazwiskiem Antonow, przekształciła się w prawdziwe powstanie. Po przegranej wojnie z Polską bolszewickie dowództwo mogło skierować w ten rejon większe siły, co uczyniono – lecz siły te zebrały cięgi od powstańców, którzy mieli dość narzuconego siłą kolektywnego ustroju. Moskwa wysłała więc do Tambowa Tuchaczewskiego. Ten zorientował się, że bagnisty, gęsto zalesiony teren ułatwia życie rebeliantom, dając im ukrycie i uniemożliwiając atak na nich przeważającymi siłami Armii Czerwonej. Generał Tuchaczewski wydał więc rozkaz: „lasy, gdzie ukrywają się się bandyci, należy wyczyścić trującymi gazami”. Przywieziono z centralnych magazynów dwa tysiące pocisków artyleryjskich, wypełnionych gazami duszącymi.

Systematycznie mordowano ludność wiosek, które stanowiły zaplecze sił partyzanckich. Podczas likwidacji osad ogniem artylerii zdarzało się, że baterie wystrzeliwały w stronę bezbronnych cywili więcej pocisków chemicznych niż konwencjonalnej amunicji. Opór zdławiono po miesiącu działań, wspomagając broń chemiczną celowo wywołanym głodem. W efekcie w Moskwie uznano, że broń chemiczna powinna w przyszłości stanowić istotny element sowieckiego arsenału. A co stało się z broniącymi swego zboża cywilami? Zabito ich około 240 tysięcy, a resztę zamknięto w siedmiu obozach koncentracyjnych. Chętnych do dalszej walki z władzą radziecką już nie było.

Tak bardzo podobała się broń chemiczna władzom ZSRR, że nawet na zjeździe partii mówiono o tym, że przyszła wojna powinna zostać zdominowana przez ten rodzaj uzbrojenia. Interesował się nią sam Trocki, powołano nawet do życia twór, który nazywał się „Stowarzyszenie Przyjaciół Wojny Chemicznej” (sic!). Wszystkie jednostki, zajmujące się taką bronią, niebawem zgrupowano pod jedną „czapką”, w Zarządzie Obrony Chemicznej. Jednostką tą de facto kierował Jakow Fiszman, Żyd z Odessy, posiadacz doktoratu w dziedzinie chemii, zastępca attaché wojskowego ZSRR w Niemczech. Podczas pobytu w Republice Weimarskiej Fiszman dobrze poznał niemiecki przemysł chemiczny, korespondował także z Fritzem Haberem. Miał stosowne „plecy”, by mógł sobie na to pozwolić – jego patronem w partii był wspomniany wcześniej Józef Unszlicht, jedna z najważniejszych postaci w militarnych strukturach ZSRR.

Fiszman szybko awansował i został szefem WoChiMU, nowej instytucji mającej opanować kwestię broni chemicznej. Zorientował się, że pozostałe po carskiej Rosji zapasy broni chemicznej ulegają degradacji i praktycznie nie nadają się już do niczego. Nie sprostał zadaniu wyprodukowania trzech milionów masek przeciwgazowych, bo sowiecki przemysł zwyczajnie nie potrafił wyprodukować żadnych produktów dobrej jakości – setki tysięcy masek zutylizowano, bo w każdej znajdował się negujący jej skuteczność otwór! Sowieckiego przemysłu chemicznego wtedy jeszcze dostatecznie nie wspierano finansowo, wielu półproduktów w ogóle nie wytwarzano. Fiszman szukał więc ratunku u Niemców…

cdn