工業文明以前，空氣就是乾淨的嗎？

編譯 | 陳德芊

審校 | 王妍琳

20世紀以來，鉛污染一直是重要的公共衛生問題。隨著空氣凈化法案的制定，空氣質量控制措施的實施，空氣中的鉛含量回到了接近前工業化時代的水平，這看上去似乎令人安心。但是，即使在前工業化時代，空氣中的鉛含量就等於自然情況下的鉛含量嗎？

儘管關於人類對於鉛的認知最早可追溯至公元前四千年，但是由於工業化前，生產力並不足夠發達，人口也較稀少，能造成的污染似乎並不嚴重。幾十年來，人們普遍認為，工業化前，空氣中的鉛含量微不足道。而即使有任何鉛出現的跡象，也都被歸咎於火山爆發噴出的重金屬粒子。然而，近日的一項研究駁斥了這一觀點。

來自哈佛大學的Alexander More認為，一直以來，政府和行業標準都高估了自然界中原有的鉛含量，而普遍認為的「自然」鉛含量，則在很大程度上受到了人類活動的影響。

這一結論的得出有賴於最新的高解析度與超高解析度分析技術。在More及其團隊之前，研究冰芯的常用方法是將其切片並融化，這意味著每一根冰芯只能分析一次。此外，這種研究方法也不能精確的定位鉛沉積的時期。而More及其團隊則使用激光融化冰芯表面的微小碎屑，不僅可以多次對冰芯進行分析，對於鉛粒子發生沉積的年代的定位也可以精確到年，甚至季度和月份。

在取得阿爾卑斯山上的冰芯樣本後，AlexanderMore及其團隊進行了高解析度和超高解析度的冰芯取樣，並繪製了公元1-2007年間冰芯中鉛濃度曲線。他們發現，圖表中唯一一次明顯的鉛濃度降低，所對應時間接近1349至1353年間，也是黑死病的流行時期。

這張圖表覆蓋了公元1-2007年的時期，黑死病時期鉛濃度的下降定位在1349-1353年。公元500年附近為期90年的數據中，有一個線性插值的數據。

圖片來源：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看來，這種聯繫並不是一種巧合。黑死病流行期間，西歐至少7500萬人死亡。當時的總人口銳減40%-50%。More及其同事推測，由於倖存者稀少，以至於無法維持鉛礦的開採，從而導致了當時空氣中鉛含量的降低。而根據當時的政府記錄和目擊者證詞，發現黑死病肆虐期間，歐洲最大的鉛礦確實被關閉。當停止開採鉛後，如果鉛含量降低至接近零，這就可以表明，前工業時代幾乎所有鉛污染都是人類活動的結果。More認為，自然條件下的鉛含量非常接近於零，也就是冰芯中所能檢測到的最低值。

但有些科學家認為，這一結論並不完全可信。儘管甲烷等其他污染物也呈現了相似的變化，但是為了證實這一觀點，More和其團隊還需要在同一地區的其他冰芯中重現他們的數據。冰芯中的不確定因素，如礦物粉塵，也可能產生鉛信號。此外，即使是在同一地點提取的多根冰芯中，More團隊發現的這種特徵的重現率也並不太高。但不可否認，在前工業化時代，人類活動就已經導致了鉛污染。

More及其團隊並不是提出前工業化時代大氣鉛污染的先驅者，事實上，鉛的使用在古代相當普遍。早在羅馬帝國時代，鉛就被用於管道製造、釀酒與造幣。在歐洲中世紀時代，鉛也被廣泛用於工業、家庭以及醫藥，其醋酸鹽甚至被用於製造葡萄酒和蘋果酒的甜味劑。據統計，在羅馬帝國四百年間，鉛的平均年產量達到60000噸。在阿爾卑斯湖的沉積物中，也檢測出了高水平的鉛污染跡象。這表明，人類的鉛污染史最早可追溯至公元前4000年，即青銅時代。

為羅馬巴斯浴場供水的鉛水管

人類對於鉛的毒性的認識也有久遠的歷史，最早的紙質記錄可見於古埃及人的紙莎草紙捲軸，其中描述了鉛被用於謀殺。希波克拉底（Hippocrates）和尼坎德（Nicander）也很可能分別描述了最早的鉛絞痛和鉛麻痹，儘管當時並沒有發現病因。在古羅馬帝國，含鉛用品導致的鉛中毒非常常見，它導致了大量的死產、畸形與大腦損傷。鉛其毒性包含降低生育能力，因此普遍的鉛中毒被認為是羅馬帝國衰落與傾覆的原因之一。同樣，在歐洲中世紀，鉛中毒也是極為普遍的現象。

但是，當時僅有少量的極端案例被醫生記錄下來，而大多數輕度鉛中毒都沒有得到關注。這可能是直到16世紀，鉛中毒才在醫學文獻中以「礦工病」的名稱重新出現的原因。直到19世紀，文獻中才出現對於鉛中毒的理解和臨床癥狀的描述。但是由於鉛的毒性較強，即使血液中鉛含量極低，對兒童的智力和發育也會產生影響，More認為，鉛中毒可能影響了人類文明的進程。

當然，空氣污染並不是在黑死病流行之後才成為一個問題，空氣污染物也不僅僅只有鉛一種。從古埃及到古秘魯，從煙霧到銅，很多文明都曾受到空氣污染的困擾。空氣污染在前工業化社會也並沒有被忽視。從古希臘和古羅馬時代以來，人們就一直在抱怨鉛、銀等金屬冶煉帶來的空氣污染。隨著早期城市發展，戶外空氣污染逐漸成為一個問題。但是隨著工業革命的推進，儘管對於空氣污染的抱怨日益增多，在被商業利益驅動的社會裡，人們呼吸潔凈空氣的權利仍難以得到保護。

20世紀以來，各種公害事件頻發使人們逐漸意識到預防鉛中毒的重要性。制定空氣凈化法案至今，大氣鉛含量已經被控制在了前工業化時代的水平。但是在當今的世界，鉛污染仍然是一個嚴峻的公共衛生問題。僅2013年，鉛中毒致死人數就達到83萬。儘管各國已經實施了一系列空氣污染控制措施，但並不能完全遏制鉛污染。

當下的鉛污染不僅只有開採和熔煉鉛礦中造成的污染，1970年以來，隨著含鉛汽油的使用，汽車尾氣的排放逐漸成為城市中鉛污染的重要來源。此外，進入土地的鉛也可以在建築施工或風力作用下回到大氣中。當氣候變化導致乾旱，可以使土地乾燥鬆散，可能會加速土壤中的鉛進入大氣，從而加劇大氣鉛污染問題。

More希望通過加深對鉛的自然背景濃度的認識，能使人們意識到人類活動在鉛污染中的重要作用，並重新審視當下對於鉛的需求量，對於未來鉛污染控制措施的制定做出更充足的準備。此外，科學家指出，通過超高解析度取樣技術分析的冰芯成分，也可以評估過去一段時間內環境污染控制措施的實施情況，並做出相應的調整。

參考資料：

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.

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