Канарейки как детекторы ядовитого газа
Админчег Muz4in.Net 01.06.2018, 10:15 Тэги
Это необычное устройство из коллекции Музея науки в Южном Кенсингтоне (Лондон) похоже на маленькую газовую камеру из фильма о злодеях. Посадите в неё своего врага – в данном случае крошечную невинную канарейку – закройте люк, откройте клапан, чтобы впустить ядовитый газ из баллона сверху, после чего начните злобно смеяться, наблюдая за тем, как птица задыхается и умирает.
На самом деле всё наоборот. Это устройство используется не для того, чтобы убивать канареек: оно, как ни странно, призвано приводить их в чувства. Цилиндр, прикреплённый к верхней части металлической коробки, содержит кислород. Само приспособление носит название «Канареечный реаниматолог».
Около тридцати лет назад угольщикам приходилось спускаться в шахты с канарейками в стеклянных камерах подобно той, которая представлена на фотографии выше. В подземных шахтах могут содержаться потенциально смертоносные газы, такие как окись углерода; они, как правило, образовываются во время пожаров или взрывов. Газ без цвета и запаха одинаково опасен как для людей, так и для канареек. Однако канарейки гораздо более восприимчивы к газу и реагируют на него быстрее, чем люди. Своим поведением они предупреждают рабочих о присутствии ядовитого газа.
Когда в шахте случается авария, спасатели спускаются туда с «Канареечным реаниматологом». Ящик, сделанный из металла и стекла, спереди имеет круглую дверцу, через которую внутрь поступает воздух, однако она защищена решёткой, чтобы канарейка не смогла улететь. Если в воздухе будет присутствовать окись углерода, птица будет проявлять признаки беспокойства. Она начнёт раскачиваться на жёрдочке, пока в конечном счёте не упадёт с неё. Если канарейка потеряет сознание, дверца ящика закроется, и откроется клапан, впустив внутрь кислород, который поможет реанимировать птицу. После этого шахтёры как можно быстрее должны покинуть опасную зону.
Идея использовать канареек была впервые предложена Джоном Холдейном, шотландским физиологом, который занимался изучением дыхания и природы газов и их влияния на организм человека. Холдейн запирал себя в герметичных камерах, вдыхая потенциально смертоносные смеси газов и параллельно делая заметки о своём состоянии. Во время Первой мировой войны Холдейн отправился на фронт, чтобы определить ядовитый газ, который использовали немцы. Это привело к созданию первого противогаза.
Холдейн также исследовал многочисленные аварии на шахтах. Он обнаружил, что окись углерода была смертельно опасным веществом. Тела погибших шахтёров были вишнёвого цвета – результат соединения, которое образовывалось в крови, когда окись углерода соединялась с гемоглобином.
В конце 1890-х годов Холдейн начал проводить эксперименты при участии мелких животных, таких как белые мыши и канарейки. У мелких животных наблюдается высокая скорость метаболизма, следовательно, симптомы отравления окисью углерода у них проявлялись гораздо раньше даже при воздействии небольшого количества ядовитого газа. Канарейки обладают особой дыхательной системой, которая позволяет им эффективно обнаруживать ядовитые вещества в воздухе.
Как и все птицы, канарейки имею сложную дыхательную систему, которая позволяет им получить как можно больше кислорода из воздуха. Это важно для птиц, поскольку полёт требует много энергии. Кроме того, птицы иногда летают на таких уровнях, где очень мало кислорода.
При вдохе птица принимает большое количество воздуха по отношению к своим размерам – её дыхательная система занимает 20% от общего объёма (у человека – всего 5%) – часть из которого хранится в небольших пустых пространствах, называемых «воздушными мешочками» и распределённых по всему телу. Остальное направляется в лёгкие, где кислород и углекислый газ меняются местами. Когда птица выдыхает, воздух, хранящийся в воздушных мешочках, попадает в лёгкие, где происходит ещё один обмен при участии кислорода и углекислого газа. Таким образом, птицы непрерывно дышат кислородом как при вдохе, так и при выдохе. Это делает их уязвимыми к токсинам, содержащимся в воздухе.
В 1986 году использование канареек в шахтах было запрещено в Великобритании. На тот момент шахтёры задействовали более 200 птиц. Они были заменены электронными детекторами, которые являются дешёвыми и эффективными, не говоря уже о гуманности.
Источник
Канарейка в шахте
Один из самых ранних способов обнаружения в шахтах рудничного газа заключался в использовании в качестве газоанализаторов канареек. Канарейки очень чувствительны к газам, в том числе метану и угарному газу, и гибнут даже от незначительной примеси его в воздухе [1] . В прежнее время рудокопы часто брали клетку с канарейкой в шахту и во время работы следили за птицей. Если она внезапно начинала проявлять признаки беспокойства или падала, люди поспешно покидали выработку. К тому же эти птички имеют свойство постоянно петь, что являлось звуковой сигнализацией: пока слышалось пение, можно было работать спокойно.
На протяжении нескольких веков британское горное законодательство в обязательном порядке предписывало держать в шахтах канареек для обнаружения газа. Птичек использовали в такой роли до 1986 года, а соответствующая статья оставалась в правилах безопасности для горных работ вплоть до 1995 года.
Многие угольные компании США и Великобритании специально разводили канареек либо покупали отбракованных птиц в зоомагазинах. В основном использовались самки канареек, из-за менее красивого пения стоившие дешевле. Для компаний это было выгоднее, чем обеспечивать шахтёров дорогостоящими лампами Деви.
Помимо шахтёров канареек часто использовали горноспасатели, спускавшиеся в аварийные шахты. С их помощью они обнаруживали загазованные выработки, чтобы перенаправить туда воздушную струю. При этом птички не обязательно погибали. Вынесенные на свежий воздух, они приходили в себя и использовались повторно. Позже стали применяться специальные безопасные клетки. При обнаружении газа они герметично закрывались, а внутрь пускался кислород, что позволяло канарейке выжить.
Даже в наши дни ещё не существует прибора, так же тонко и быстро реагирующего на присутствие газа, как организм канарейки.
А также [ править ]
Канарейка в шахте (англ. miner’s canary ) — идиоматическое выражение, обозначающее нечто, сигнализирующее об опасности.
В современном англо-американском сленге имеется выражение «blue canary», которое обозначает полицейского, ухудшение самочувствия или смерть которого является предупредительным сигналом для пожарных (в отличие от них, сотрудники полиции не имеют на пожаре специальных защитных средств) или других полицейских.
Существует ошибочное мнение, что известная песня «Blue canary» [2] , в Советском Союзе исполненная Вячеславом Полуниным и мим-труппой «Лицедеи», о шахтёрской канарейке. Она печальная (blue) оттого, что знает свою судьбу. Однако в тексте песни связь с шахтой не прослеживается.
В телесериале «Красный карлик» (4-я серия 8-го сезона «Кассандра») из заключённых сформировали бригаду канареек для обследования пустующих кораблей. В сериале «Обмани меня» («Lie to me») (3 сезон 5-я серия) также упоминается о шахтерских канарейках. В сериале «Побег» (Prison Break) (3 сезон 11 серия) Теодор Багвел назвал Майкла Скофилда канарейкой в шахте.
Источник
Лебединая песнь канареек в шахте
Зачем канареек загнали в шахты, что отравляло жизнь шахтерам вплоть до XX века, почему ученый добровольно дышал угарным газом и причем тут теракты 11 сентября 2001 года, рассказывает рубрика «История науки» на Indicator.Ru.
Кошки, птички и два Холдейна
Кошки, которые более чувствительны и начинают «танцевать», дергаясь в конвульсиях еще до того, как люди начали чувствовать симптомы отравления ртутью… Домашняя птица, массовая гибель которой предупреждает об утечке полихлорированных дифенилов… По-английски их называют sentinel species – виды-индикаторы, более чувствительные к вредному воздействию, чем человек. Но самый известный – конечно, канарейка. Эти маленькие желтые птички – одомашненный подвид Serinus canaria, вьюрка с Канарских островов – спасли жизни тысяч шахтеров (часто ценой собственных).
Британские шахтеры с канарейками-датчиками. Октябрь 1913 года
National Library of Wales
Дело в том, что у многих птиц обмен веществ быстрее, что и позволяет им летать – именно поэтому температура их тела выше, чем у среднего млекопитающего. А канарейки еще и маленькие, поэтому для отравления угарным газом им нужна меньшая концентрация, чем человеку. Из-за этой особенности в шахтах, где CO и другие токсичные газы могут убить рабочих, канарейка часто становилась индикатором – как только она перестает щебетать и падает с жердочки, людям пора выбираться наружу. Недаром Курт Воннегут сравнивал с канарейками в шахте писателей и вообще людей искусства – ведь именно они наиболее чувствительны к изменениям в обществе. Первый сборник его рассказов в русском переводе так и называется – «Канарейка в шахте».
Американский писатель Курт Воннегут
Предложил использовать канареек для этой цели британский ученый Джон Холдейн, только не известный многим Джон Холдейн – генетик и эволюционист, автор теории абиогенеза, а его отец с кафедры физиологии Оксфордского университета. Джон Холдейн-старший занимался изучением дыхания человека и воздействием различных газов на нашу дыхательную систему.
Газовая камера, кислородные палатки и воздушные мешки
Во время Первой мировой он изобрел одну из моделей противогаза, он же разработал метод помощи жертвам газовых атак – терапию с помощью кислородной палатки, которой можно накрывать пострадавшего. Изучал Холдейн и кессонную болезнь, от которой страдали водолазы, слишком быстро всплывавшие после погружения. С уменьшением давления воды во время всплытия давление газовой смеси, которой дышит подводник, тоже уменьшается. В результате кровь человека перенасыщается азотом, который начинает выделяться в виде пузырьков – кровь словно «закипает», а пузырьки могут травмировать сосуды и ткани.
Именно Холдейн открыл эффект, названный в его честь – способность кислорода вытеснять углекислый газ, «отбирая» у него гемоглобин, при повышении количества кислорода в легких и крови. Занимался он и окисью углерода, которая в прямом смысле отравляла шахтерам жизнь. Но тогда об этом никто не знал.
Холдейн изучал тела погибших после взрывов шахтеров и обратил внимание на покраснение их кожи. Чтобы разобраться, какой газ в этом виноват, ученый провел опыты на себе, описав, как на организм действует нагнетаемый в закрытую комнату угарный газ. В результате его лицо тоже покраснело. Собрав эту информацию воедино, ученый понял, что большая часть шахтеров гибнет от удушья, угарный газ в 200 раз вероятнее, чем кислород, связывается с гемоглобином крови. Этот газ был компонентом ядовитой смеси, которая образовывалась от взрывов рудничного газа. При концентрации угарного газа всего в 0,1% половина гемоглобина крови связывается с ним, а не с кислородом, которого в атмосфере примерно 16%.
Но угарный газ коварен, не имеет цвета и запаха, и пока шахтер заметит отравление, может быть уже слишком поздно. Поэтому Холдейн предложил использовать маленьких животных, которые быстрее проявят признаки отравления, – белых мышей или канареек. Однако белые мыши могут сидеть тихо, даже если ничего не случилось, а канарейки постоянно щебечут и поют, поэтому, замолкнув, они обратят на себя больше внимания. Кроме того, у канареек, как у большинства птиц, сложная дыхательная система, в которую входят дополнительные воздушные мешки, поэтому они получают дозу кислорода (или отравляющих газов) дважды: во время вдоха и на выдохе. Поэтому, будь канарейка размером с человека (и имей она более медленный метаболизм), она все равно погибла бы раньше.
Пой мне еще
Использовать этих птиц в маленьких деревянных или стальных клетках начали незадолго до Первой мировой войны. Всего через 10-15 лет после этого были изобретены первые газовые детекторы, патент на которые был получен в 1927 году. Изобрели детектор Чарльз Лоу и Честер Гордон, работавшие в тот момент в American Telephone and Telegraph Company. Устройство было основано на том, что хлорид палладия реагирует с угарным газом. Чтобы хранить такие детекторы и не портить их до того момента, пока их привезут в шахту, хлорид палладия заключали в стеклянную капсулу.
Источник
Подвиг канарейки
Первая система безопасности, а точнее оповещения об утечке метана, в угольных шахтах не отличалась высокотехнологичностью, но была крайне эффективна. Просто в шахтах держали канареек. Если птица умирала, то это был знак всем покинуть шахту.
Угледобыча развивалась, и шахты становились все глубже. Это, в свою очередь, ставило новые проблемы. Утечки газа стали постоянной угрозой при добыче угля. Да и при нехватке кислорода шахтеры также могли погибнуть. Тогда у горняков еще не было специального оборудования, которое бы отслеживало уровень содержания разных (в том числе и опасных для человека) газов в воздухе. То есть невозможно было определить, когда уровень кислорода опасно падал.
Но решение проблемы было найдено. Шахтеры стали брать с собой под землю канареек. Эти птицы удивительно чувствительны к угарному газу. Если канарейка умирала, то утечка газа была на лицо и шахтеры незамедлительно поднимались на поверхность.
Маленькая ярко-желтая птичка стояла на страже жизни шахтеров. Благодаря крайне чувствительному метаболизму птицы вели себя по-разному в зависимости от процентного содержания метана и угарного газа в воздухе. Если уровень кислорода был оптимален, то птицы весело пели и чирикали. А если канарейка замолкала и начинала раскачиваться на жердочки, а потом падала замертво, то это означало всегда одного и то же – уровень угарного газа опасно поднялся. Это помогало предотвращать взрывы и спасать жизни.
Помимо канареек в некоторых шахта использовали мышей, но птицы более явно реагировали даже на небольшое содержание угарного газа в воздухе. Именно по этой причине шахтеры предпочитали брать с собой в забой именно канареек.
Прошло время. На место маленьких птичек пришли высокие технологии. Но мы должны помнить о подвиге канареек, которые многие десятилетия умирали в угольных шахтах, но спасали жизнь человеку.
Источник
Для чего шахтёры всегда брали с собой канареек
Сегодня в нашем музее очередное поступление – привезли, на первый взгляд, обыкновенную клетку с обыкновенной восковой канарейкой.
Но на самом деле, это изобретение, благодаря которому когда-то в шахтах обнаруживали рудничный газ и спасали сотни и тысячи человеческих жизней, правда, ценой других жизней. Но об этом дальше.
Рудничный газ, чаще всего метан, выделяется из каменноугольных, металлических и каменно-соляных родников, он бесцветен, его не так-то легко обнаружить, а ещё он не просто опасен для человека, а смертельно опасен . Именно из-за него раньше часто случались катастрофические взрывы в шахтах, из-за чего люди гибли целыми бригадами.
Так как же обнаруживать эту жуткую угрозу для жизни? Ответ на эту загадку оказался таким же удивительным, столь и простым – обыкновенные канарейки способны выручить в такой ситуации. Оказалось, что эти птицы невероятно чувствительны к любым газам, особенно к метану и угарному газу, из-за которых они погибают, даже если содержание рудничного газа в воздухе не слишком большое.
Шахтёры раньше даже не спускались в шахты без клетки с этой удивительной птицей, и если она начинала себя беспокойно вести или же падала замертво, то тут же спешили покинуть рабочее место. При этом канарейки обладают ещё одной удивительной особенностью , что помогала обнаруживать газ – эти птицы постоянно поют, поэтому люди могли быть абсолютно спокойны, пока в шахте доносилось веселое пение птицы, и должны были быть сразу же покинуть выработку, когда пение резко завершалось.
На протяжении сотен лет по законам Британии было запрещено вести работы в шахтах без спасительных пернатых. Птицы «работали» в должности газоанализаторов до 1986-ого года, а статья в правилах безопасности работ в шахтах, где указывалась необходимость использования канареек, оставалась аж до 1995-ого года. При этом канареек в Великобритании и Соединённых Штатах Америки когда специально разводили, а когда закупали «бракованных» в зоомагазинах.
Чаще всего использовали самок, ведь они не так красиво пели как самцы, поэтому и стоили меньше. При этом покупка и выращивание канареек горным компаниям обходились гораздо дешевле, нежели покупка специальных ламп Деви (сложный и дорогостоящий прибор, что сдерживал горение газа, не давая огню распространяться по всей шахте и взрываться). Птиц также часто использовали горноспасатели, что спускались в аварийные шахты и спасали людей.
Стоит отметить, что судьба канареек не всегда была плачевной , ведь когда их выносили на свежий воздух, многие из них приходили в себя и были в полном порядке. В будущем же их жизнь оказалась в ещё меньшей опасности, ведь создали особые безопасные клетки , которые могли герметично закрываться после обнаружения газов, чтобы затем в них пускали кислород, позволяющий птице дышать. Таким образом, люди защищали жизнь птиц, которые защищали жизнь людей.
Удивительные создания эти канарейки, ведь даже в нашем 21-ом веке ещё не создали прибор, что мог бы так же точно и быстро реагировать на газ.
Подписывайтесь на канал « Ночь в музее », ставьте 👍 — будьте в курсе новых рассказов!
Не забывайте делиться понравившимися материалами с друзьями!
Источник