为地球测年龄,他无意间发现一款汽油让一代人智商下降了6分

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地球是一个奇迹探索者｜美国将国家地理中文网设为星标方能收到正常推送

1953年，化学家克莱尔·卡梅伦·帕特森(Clair Cameron Patterson)在为地球测龄时发现，铅污染已无处不在。| Physics Today

当一个科学家成为铅污染的“吹哨人”，迎接他的不是荣誉，而是无尽的打压和排挤。

为地球测龄的意外发现

1953年，美国化学家克莱尔·卡梅伦·帕特森(Clair Cameron Patterson)在芝加哥大学地球化学家哈里森·布朗(Harrison Brown)的指导下，决心为地球测龄。

这是一项足以使其功成名就的实验，因为从未有人真正成功过，帕特森采用的是铀铅法。
随着时间推移，矿物中的铀会衰变成铅，铀有三种同位素，不同同位素的半衰期不同，长则45亿年，短则7亿年。只要分析比较衰变后铅的比例，就可以推知矿物形成的具体时间。‍但‍‍‍‍‍实验中，帕特森发现测量铅含量的结果完全失真：一些不可能含铅的样品中都能检测到铅元素——包括实验室中的管道、器皿、头发，甚至空气中到处都是铅。无奈，他只能建造一个完全“干净”的实验室，最终测出地球的年龄为45.5±0.7亿年，这一结果轰动了世界。


克莱尔·卡梅伦·帕特森｜California Institute of Technology

但随后的一项研究让其从天堂掉进了地狱。帕特森获得了美国石油公司的赞助继续研究地壳。一组奇怪在南极采集的数据引起了他的兴趣：1923年之前，大气中的铅含量远低于现在，自那以后，大气中的铅浓度快速攀升，包括南极在内的地区都呈现出相同的特征。帕特森第一次以实际证据揭示了铅污染已经波及到了人迹罕至的极地区域。
1923年，地球上到底发生了什么？

让人发疯的气体
1923年，一款由美国化学家小托马斯·米奇利(Thomas Midgley, Jr.)发明的“铅汽油”在全美风行。他在汽油中添加了四乙铅(tetraethyl lead)，这是一种廉价的添加剂，可以让汽车开得更快、更稳。

在命名时，当时的管理者刻意避开了“铅”这个词，将公司和这款汽油命名为“乙基”(Ethyl)。图为乙基公司为含铅汽油打的广告。｜Don O'Brien

帕特森意识到铅浓度的异常或许可以用汽油燃烧排放的铅来解释，因为就在第二年，《纽约时报》报道了美国标准石油公司(Standard Oil Company)的一起“疯人事件”——实验室四人发疯，一人死亡。一周后，患者激增到了41人。其中最惊悚的一位员工，在厂房里突然出现幻觉，喊着说要抓蝴蝶，然后直挺挺的从8楼窗户跳了下去……公司高管对外宣称 “这些人可能因为工作太努力而发疯”。现在研究证实，纯四乙铅中毒是铅中毒的一种，过程非常快，能在短短数周内穿过皮肤，侵入大脑，引发幻觉、颤抖，严重时可致人死亡。
但当时除了帕特森，很少有人察觉这种汽油的危害。

和石油公司作对

为了证实自己的推测，1963年，一项被他自己称为“大文章”(big paper)的研究发表在《自然》。

在文章中，帕特森直接指责了石油行业导致海水中铅浓度异常。他详细计算了所有铅可能的自然来源，指出“只有加上含铅汽油之后，数据才对得上”。
但当时美国石油公司为其资助了20万美元的经费，石油行业无法接受这一结论。不仅停止了对帕特森的资助，还想方设法令其撤回。石油公司拒绝承认含铅汽油损害人体健康，他们甚至开出了高达十万美元的薪水聘请毒理学家罗伯特·基欧(Robert A. Kehoe)为公司正名。基欧的结论是“含铅汽油对人体是安全的”。公司只需要在工厂安装风扇即可，不需要放弃四乙铅。事实上，铅中毒的所有研究此后都被垄断了，有证据表明，在长达40年的时间里，关于含铅汽油安全性的研究几乎完全由基欧一人垄断。基欧甚至嘲笑帕特森“对自己的无知缺乏任何概念”。但帕特森并没放弃，他再次拿出了测量地球年龄一样的决心。他前往北极和南极，选取不同深度的冰层进行化验，他发现从18世纪开始，冰层中的铅含量就开始上升，但从20世纪20年代开始，冰层中的铅含量突然激增。


帕特森当年发表于《自然》的论文。｜Nature

为了证明人体内的铅并非“自然”，他还设法测量了一具2200年前古埃及木乃伊骨骼中的铅含量。结果显示，现代美国人体内的铅含量是2200年前人类的600倍。
因为帕特森主导的一系列实验影响到了石油公司的生意，各界呼吁要求降低汽油中的铅含量。但始终未得到石油公司回应。

终结含铅汽油
1987年，《柳叶刀》(The Lancet)和《新英格兰医学杂志》(The New England Journal of Medicine)率先发表文章，支持帕特森的理论，文章称，儿童血液中的铅含量越高(40~68μg/dl)，智商越低。对智力敏感的美国人立刻警觉了起来，越来越多的报告涌现。有研究者评估后发现，幼儿时期的铅污染导致美国人均智商下降了2.6分。
而出生于最糟糕的10年的那批人，智商可下降近6分。



虽然受到很多科学家的质疑和批评，但发明者和生产商曾长期坚持含铅汽油无害。｜GETTY

面对舆论的重压，1990年，美国重修了《空气清洁法》(the Amended Clean Air Act)，要求在1995年12月31日之前加油站不得再提供含铅汽油。

很可惜，帕特森在法案生效前的12月5日就因病去世了，他没亲眼见到这一巨变。‍‍‍‍

截止2017年，美国人血液中的含铅量从15 μg/dL已经降为0.858 μg/dL。帕特森作为铅污染的 “吹哨人”，通过自己的研究和坚持给人类敲响了警钟。

但今天，世界上仍然有8.15亿的儿童血液含铅量过高，每年约有90万成年人因铅中毒死亡，铅污染的全球性公共卫生危机仍然未解除。

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撰文：Arvin编辑：Arvin版式设计：晨嘉点击下图订阅《华夏地理》杂志

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