觉得现在空气不好的你是否认为,工业文明以前空气就是干净的?

摘要: 即使在前工业化时代,空气中的铅含量就等于自然情况下的铅含量吗?

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原标题:工业文明以前,空气就是干净的么?


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20 世纪以来,铅污染一直是重要的公共卫生问题。随着空气净化法案的制定,空气质量控制措施的实施,空气中的铅含量回到了接近前工业化时代的水平,这看上去似乎令人安心。但是,即使在前工业化时代,空气中的铅含量就等于自然情况下的铅含量吗?


尽管关于人类对于铅的认知最早可追溯至公元前四千年,但是由于工业化前,生产力并不足够发达,人口也较稀少,能造成的污染似乎并不严重。几十年来,人们普遍认为,工业化前,空气中的铅含量微不足道。而即使有任何铅出现的迹象,也都被归咎于火山爆发喷出的重金属粒子。然而,近日的一项研究驳斥了这一观点。


来自哈佛大学的 Alexander More 认为,一直以来,政府和行业标准都高估了自然界中原有的铅含量,而普遍认为的“自然”铅含量,则在很大程度上受到了人类活动的影响。


这一结论的得出有赖于最新的高分辨率与超高分辨率分析技术。在 More 及其团队之前,研究冰芯的常用方法是将其切片并融化,这意味着每一根冰芯只能分析一次。此外,这种研究方法也不能精确的定位铅沉积的时期。而 More 及其团队则使用激光融化冰芯表面的微小碎屑,不仅可以多次对冰芯进行分析,对于铅粒子发生沉积的年代的定位也可以精确到年,甚至季度和月份。


在取得阿尔卑斯山上的冰芯样本后,AlexanderMore 及其团队进行了高分辨率和超高分辨率的冰芯取样,并绘制了公元 1-2007 年间冰芯中铅浓度曲线。他们发现,图表中唯一一次明显的铅浓度降低,所对应时间接近1349至1353年间,也是黑死病的流行时期


这张图表覆盖了公元1-2007年的时期,黑死病时期铅浓度的下降定位在1349-1353年。公元500年附近为期90年的数据中,有一个线性插值的数据。

图片来源:More,A. F., et al. (2017), Next-generation ice core technology revealstrue minimum natural levels of lead (Pb) in the atmosphere: Insightsfrom the Black Death, GeoHealth, 1, 211–219,doi:10.1002/2017GH000064.


在 More 看来,这种联系并不是一种巧合。黑死病流行期间,西欧至少7500万人死亡。当时的总人口锐减 40%-50%。More 及其同事推测,由于幸存者稀少,以至于无法维持铅矿的开采,从而导致了当时空气中铅含量的降低。而根据当时的政府记录和目击者证词,发现黑死病肆虐期间,欧洲最大的铅矿确实被关闭。当停止开采铅后,如果铅含量降低至接近零,这就可以表明,前工业时代几乎所有铅污染都是人类活动的结果。More 认为,自然条件下的铅含量非常接近于零,也就是冰芯中所能检测到的最低值。


但有些科学家认为,这一结论并不完全可信。尽管甲烷等其他污染物也呈现了相似的变化,但是为了证实这一观点,More 和其团队还需要在同一地区的其他冰芯中重现他们的数据。冰芯中的不确定因素,如矿物粉尘,也可能产生铅信号。此外,即使是在同一地点提取的多根冰芯中,More 团队发现的这种特征的重现率也并不太高。但不可否认,在前工业化时代,人类活动就已经导致了铅污染


More 及其团队并不是提出前工业化时代大气铅污染的先驱者,事实上,铅的使用在古代相当普遍。早在罗马帝国时代,铅就被用于管道制造、酿酒与造币。在欧洲中世纪时代,铅也被广泛用于工业、家庭以及医药,其醋酸盐甚至被用于制造葡萄酒和苹果酒的甜味剂。据统计,在罗马帝国四百年间,铅的平均年产量达到 60000 吨。在阿尔卑斯湖的沉积物中,也检测出了高水平的铅污染迹象。这表明,人类的铅污染史最早可追溯至公元前 4000 年,即青铜时代。


为罗马巴斯浴场供水的铅水管

来源:commons.wikimedia.org


人类对于铅的毒性的认识也有久远的历史,最早的纸质记录可见于古埃及人的纸莎草纸卷轴,其中描述了铅被用于谋杀。希波克拉底(Hippocrates)和尼坎德(Nicander)也很可能分别描述了最早的铅绞痛和铅麻痹,尽管当时并没有发现病因。在古罗马帝国,含铅用品导致的铅中毒非常常见,它导致了大量的死产、畸形与大脑损伤。铅其毒性包含降低生育能力,因此普遍的铅中毒被认为是罗马帝国衰落与倾覆的原因之一。同样,在欧洲中世纪,铅中毒也是极为普遍的现象。


但是,当时仅有少量的极端案例被医生记录下来,而大多数轻度铅中毒都没有得到关注。这可能是直到 16 世纪,铅中毒才在医学文献中以矿工病的名称重新出现的原因。直到 19 世纪,文献中才出现对于铅中毒的理解和临床症状的描述。但是由于铅的毒性较强,即使血液中铅含量极低,对儿童的智力和发育也会产生影响,More 认为,铅中毒可能影响了人类文明的进程。


当然,空气污染并不是在黑死病流行之后才成为一个问题,空气污染物也不仅仅只有铅一种。从古埃及到古秘鲁,从烟雾到铜,很多文明都曾受到空气污染的困扰。空气污染在前工业化社会也并没有被忽视。从古希腊和古罗马时代以来,人们就一直在抱怨铅、银等金属冶炼带来的空气污染。随着早期城市发展,户外空气污染逐渐成为一个问题。但是随着工业革命的推进,尽管对于空气污染的抱怨日益增多,在被商业利益驱动的社会里,人们呼吸洁净空气的权利仍难以得到保护。


20 世纪以来,各种公害事件频发使人们逐渐意识到预防铅中毒的重要性。制定空气净化法案至今,大气铅含量已经被控制在了前工业化时代的水平。但是在当今的世界,铅污染仍然是一个严峻的公共卫生问题。仅 2013 年,铅中毒致死人数就达到83万。尽管各国已经实施了一系列空气污染控制措施,但并不能完全遏制铅污染。


当下的铅污染不仅只有开采和熔炼铅矿中造成的污染,1970 年以来,随着含铅汽油的使用,汽车尾气的排放逐渐成为城市中铅污染的重要来源。此外,进入土地的铅也可以在建筑施工或风力作用下回到大气中。当气候变化导致干旱,可以使土地干燥松散,可能会加速土壤中的铅进入大气,从而加剧大气铅污染问题。


More 希望通过加深对铅的自然背景浓度的认识,能使人们意识到人类活动在铅污染中的重要作用,并重新审视当下对于铅的需求量,对于未来铅污染控制措施的制定做出更充足的准备。此外,科学家指出,通过超高分辨率取样技术分析的冰芯成分,也可以评估过去一段时间内环境污染控制措施的实施情况,并做出相应的调整。


参考资料:

https://gizmodo.com/the-black-death-may-have-had-a-surprising-effect-on-the-1796662704

https://www.popsci.com/black-death-plague-air-pollution#page-3

Hernberg, S. (2000).Lead poisoning in a historical perspective. American Journal ofIndustrial Medicine, 38(3), 244-254.

More, A. F., et al. (2017), Next-generation ice core technologyreveals true minimum natural levels of lead (Pb) in the atmosphere:Insights from the Black Death, GeoHealth, 1, 211–219,doi:10.1002/2017GH000064.


编译 | 陈德芊 

审校 | 王妍琳



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编辑:Cloudiiink


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