工业污染纸

1963年,美国地质学家克莱尔·帕特森(Claire Patterson)在《自然》上发表了一篇鲜为人知的关于工业铅污染的论文。

原来,这位地质学家通过研究铅同位素来确定地球的确切年龄,而用于铅同位素研究的实验室是超净实验室,但帕特森无法摆脱空气中含量极高的铅。这条线索从何而来?

帕特森的测量发现,海洋表面的铅含量是海底的几百倍,这表明铅含量是最近才增加的。特别是在各种河流的入海口,沉积物和水样中的铅含量突然升高,人体血液中的铅含量比以前高出625倍。所有这些铅异常都指向当时石油巨头生产的含铅汽油。

戏剧性的是,帕特森论文中披露的事实直接伤害了石油公司的利益,他用于研究铅污染的资金全部来自美国石油基金。换句话说,就是用老板的钱砸老板的饭碗。果然,论文发表没几天,濒临敌国的含铅汽油公司就亲自找上门来,威胁帕特森停止一切关于铅的研究。

后来的事件证明,帕特森并没有被“老板”吓倒,并亲自揭露了“老板”的罪行。同时,它还涉及到托马斯·米吉利,一个曾经发明含铅汽油的“科学巨人”。

说到托马斯·米吉利,我不得不说他是一个非常厉害的发明家,他的父亲也是一个发明家。米吉利一生曾捧出100多项发明,包括含铅汽油和制冷剂氟利昂,让他名扬天下。

1916年,年轻的米吉利毕业于康奈尔大学机械工程专业。作为一名工程师,他进入了通用汽车公司的代顿实验室。

当时福特是美国汽车领域的领头羊,尤其是明星产品T型福特,已经占据了美国汽车市场的半壁江山。面对福特巨大的市场份额,通用苦苦寻找着自家产品的突破点,同时不得不关注自家产品的一个致命缺陷——爆震现象。

什么是“爆震现象”?

熟悉汽车的朋友都知道,汽油在化油器中分散成微小的液滴,然后与空气混合进入气缸。混合气的温度在活塞的突然压缩下迅速上升,被火花塞点燃,从而产生巨大的能量继续推动活塞。

而汽油中不同的成分有不同的燃点,比如正庚烷,非常容易燃烧,以至于在到达燃点之前直接在缸内发生自燃,产生的冲击力与活塞运动的轨迹相反,引起发动机振动,严重的振动会导致发动机损坏。

所以这个问题就交给了代顿实验室。实验室的主流思路是从燃料上寻找突破口。作为一个高材生+发明家的家庭,米吉利主动肩负起了这个重任。纯机械出身的米吉利又花了几年时间学习化学。经过无数次实验,米吉利发现在汽油中加入一些重元素可以有效控制爆震现象。

1921年,米吉利快速合成了四乙基铅。在汽油中加入四乙基铅后,只需要0.1%,就可以大大改善爆震现象。关键是这种化合物成本很低,通用汽车很高兴。1923成立专业生产四乙基铅的公司,米。他还与标准石油公司一起创建了“四乙基铅公司”。就在前一年,米吉利因发明抗爆剂被美国化学会授予尼克斯勋章,名利双收。

只是四乙基铅中的“铅”名声不好。通用汽车为了迷惑民众,将其缩写为“乙基”,从此开始大力推广含铅汽油。

只是生产四乙基铅的过程并不顺利。新公司成立仅两天,就有五名工人死于铅中毒。出现这种情况,媒体可以炸了锅,纷纷质疑“乙基”的安全性。作为“乙基”的发明者和公司副总裁,危机公关必须亲力亲为。

米吉利也是一个“狠人”。他直接把四乙基铅倒在手上,吸了一分钟,证明是无害的,但在人前只是个“顶”。四乙基铅的毒性让米吉利缓了整整一年,但也让大众暂时把目光移开。

休息了几年后,米吉利刚刚重出江湖,通用汽车就交给他一个更具挑战性的任务。1929年克利夫兰一台冰箱制冷剂泄漏,直接造成100多人死亡。通用汽车公司希望米吉利公司为家用电器研究新的无毒、安全的制冷剂。

米吉利不可否认是一个真正的天才。经过仔细研究元素周期表,只用了三天时间就找到了一种全新的安全制冷剂——氟利昂,氟利昂是氯氟烃(CFCs)的总称,米吉利发现了CFCs的成员“二氯二氟甲烷”。

氟利昂无毒、不燃、易液化,很快取代了以前有毒或易燃的制冷剂。为了表现氟利昂的无毒,米吉利直接开始了“表演”,直接在镜头前吸入氟利昂,吹灭面前的蜡烛,真的是“满分”。

对于铅的危害,罗马帝国已经充分展示了它的恐怖。古罗马的铅摄入量非常高:

一方面,古罗马的达官贵人喜欢用铅制器皿盛酒、酿酒。葡萄酒中的乙酸会与铅反应生成乙酸铅,乙酸铅易溶于水和酒精,导致摄入大量的铅。

另一方面,当时提取蔗糖的技术还没有出现,获得甜味物质的唯一途径是通过稀有的野生蜂蜜,而古罗马日常的甜味剂则选择醋酸铅,即把酸味强、口感不好的酒放在铅锅里煮至变浓,酸味的酒就变成了甜味的“糖浆”,这是因为醋酸铅的甜味。

长期的慢性中毒加速了古罗马帝国的灭亡。

铅是一种神经毒素,对中枢和周围神经系统有明显的损害。铅会极大地影响乙酰胆碱的合成和分泌,乙酰胆碱是正常智力发育所必需的神经递质,在学习和记忆中起着重要作用。同时,铅还会抑制δ-氨基乙酰丙酸脱水酶的合成,导致δ-氨基乙酰丙酸大量聚集。这种物质具有伪神经递质的功能,进一步加重智力缺陷。

铅对孩子的危害主要在于对海马发育的影响。高浓度血铅会导致海马神经元苔藓样纤维变细变短,大脑皮层树突结构紊乱,突触变性。海马的功能与正常的学习和记忆密切相关。

幸运的是,地质学家帕特森的发现发挥了作用。美国于1993开始禁止含铅汽油,中国于2000年全面停止生产和销售含铅汽油。短短几年,美国儿童血铅含量降低了75%,四乙基铅投产至今已有70年。

至于氟利昂,米吉利被评为“地球历史上对大气影响最大的个体生物”。