by Jack Lewis
Hence gout and stone afflict the human race;
Hence lazy jaundice with her saffron face;
Palsy, with shaking head and tott’ring knees.
And bloated dropsy, the staunch sot’s disease;
Consumption, pale, with keen but hollow eye,
And sharpened feature, shew’d that death was nigh.
The feeble offspring curse their crazy sires,
And, tainted from his birth, the youth expires.
(Opis zatrucia ołowiem przez anonimowego rzymskiego pustelnika, przetłumaczony przez Humelbergiusa Secundusa, 1829)
Od kilkudziesięciu lat trwająca kontrowersja wokół stosowania ołowiu jako dodatku do paliwa jest zaledwie przypisem do wieków kontrowersji wokół tego niezwykle użytecznego, lecz również podstępnie śmiertelnego metalu.
Starożytni uważali ołów za ojca wszystkich metali, lecz bóstwem, które kojarzyli z tą substancją był Saturn, upiorny tytan, który pożerał własne młode. Samo słowo „saturn”, w jego najbardziej specyficznym znaczeniu, odnosi się do osoby, której temperament stał się jednolicie ponury, cyniczny i milczący w wyniku odurzenia ołowiem.
W sztywno zhierarchizowanym świecie starożytnych, ołów był metalem plebejskim, uważanym za odpowiedni do szerokiej gamy codziennych zastosowań. Produkty z ołowiu były do pewnego stopnia dostępne nawet dla najbiedniejszych proletariuszy. Jednak tylko nieliczni wybrani, znajdujący się na szczycie społecznego totemu, mogli regularnie zaspokajać swoje nienasycone pragnienie posiadania produktów zawierających ołów.
Ołów był kluczowym składnikiem pudrów do twarzy, różów i tuszów do rzęs; pigmentem w wielu farbach („szalony jak malarz” było starożytnym powiedzonkiem zakorzenionym w obłąkanym zachowaniu zatrutych ołowiem malarzy); zgrabnym środkiem plemnikobójczym do nieformalnej kontroli urodzeń; idealnym „zimnym” metalem do stosowania w produkcji pasów cnoty; słodko-kwaśną przyprawą popularną do przyprawiania i fałszowania żywności; środek konserwujący wino, idealny do zatrzymania fermentacji lub ukrycia gorszych roczników; plastyczny i tani składnik cynowych kubków, talerzy, dzbanków, garnków i patelni oraz innych artefaktów gospodarstwa domowego; podstawowy składnik ołowianych monet; oraz częściowy składnik monet z brązu lub mosiądzu, jak również fałszywych srebrnych i złotych monet.
Najważniejsza ze wszystkich była przydatność ołowiu jako niedrogich i niezawodnych rur dla rozległej sieci wodociągowej, która utrzymywała Rzym i prowincjonalne miasta Imperium Rzymskiego zaopatrzone w wodę. W rzeczy samej, samo słowo „hydraulika” pochodzi od łacińskiego słowa oznaczającego ołów, plumbum. Ołowiane rury, które stanowiły istotne arterie starożytnego Rzymu, były wykuwane przez kowali, których patron, Wulkan, wykazywał kilka z objawów zaawansowanego zatrucia ołowiem: kulawiznę, bladość i zniedołężniały wyraz twarzy.
Uzależnieni od ołowiu
Rzymianie byli świadomi, że ołów może powodować poważne problemy zdrowotne, a nawet szaleństwo i śmierć. Jednak tak bardzo lubili jego różnorodne zastosowania, że zminimalizowali zagrożenia, jakie stwarzał. Rzymianie z dawnych czasów, podobnie jak dzisiejsi Amerykanie, utożsamiali ograniczoną ekspozycję na ołów z ograniczonym ryzykiem. Co nie zdawali sobie sprawy, że ich codzienne narażenie na niski poziom metalu uczynił je podatne na przewlekłe zatrucie ołowiem, nawet jeśli oszczędził im pełne horrory ostrego zatrucia ołowiem.
Objawy ostrego zatrucia ołowiem pojawiły się najbardziej jaskrawo wśród górników, którzy zostali wrzuceni do niezdrowej bliskości z metalu na co dzień. Rzymianie zarezerwowali taką wyniszczającą i wyczerpującą pracę dla niewolników. Niektórzy z tych nieszczęśników zmuszeni byli spędzić całe swoje krótkie i upośledzone życie pod ziemią, poza zasięgiem wzroku i umysłu. Nieprzyjemności związane z wydobywaniem ołowiu zostały jeszcze bardziej zneutralizowane w późnym okresie cesarstwa, kiedy praktyka ta została zakazana w Italii i przeniesiona całkowicie do prowincji.
Topienie ołowiu, które kiedyś było powszechne w każdym rzymskim mieście, w końcu podążyło za działalnością górniczą do prowincji. Włochy, serce cesarskiego Rzymu, zmęczyły się szkodliwymi oparami wydobywającymi się z kuźni wytapiających ołów. Oczywisty uszczerbek na zdrowiu kowali i ich rodzin był sprawą mało lub wcale niepokojącą.
Rzymscy arystokraci, którzy uważali pracę każdego rodzaju za poniżej ich godności, żyli nieświadomi ludzkich szczątków, od których zależała ich rujnująca dieta z ołowiu. Nigdy nie marzyliby o piciu wina z wyjątkiem ze złotego kielicha, ale nie myśleli o zmyciu półmisków przyprawionego ołowiem jedzenia galonami skażonego ołowiem wina.
Wynikiem tego, według wielu współczesnych uczonych, była śmierć przez powolne zatrucie największego imperium, jakie kiedykolwiek znał świat. Symptomy „plumbizmu” lub zatrucia ołowiem były już widoczne w pierwszym wieku p.n.e. Juliusz Cezar za wszystkie swoje seksualne wybryki nie był w stanie spłodzić więcej niż jednego znanego potomka. Cezar August, jego następca, wyświetlane nie tylko całkowitą bezpłodność, ale także zimna obojętność na sex.
Pierwszy wiek naszej ery był czasem niepohamowanego obżarstwa i pijaństwa wśród rządzących oligarchów Rzymu. Ołów ukryty w jedzeniu i winie, które spożywali, bez wątpienia miał wiele wspólnego z wybuchem bezprecedensowych epidemii podagry i bezpłodności wśród arystokratycznych mężczyzn oraz alarmującym wskaźnikiem bezpłodności i martwych urodzeń wśród arystokratycznych kobiet.
Jeszcze bardziej alarmujący był rzucający się w oczy wzorzec niekompetencji umysłowej, który stał się synonimem rzymskiej elity. Ten pełzający kretynizm przejawiał się najbardziej przerażająco u takich wyraźnie zdegenerowanych cesarzy, jak Kaligula, Neron i Kommodus. Mówi się, że Neron nosił napierśnik z ołowiu, rzekomo po to, by wzmocnić swój głos, ponieważ grał na skrzypcach i śpiewał, gdy Rzym płonął. Domicjan, ostatni z cesarzy flawijskich, miał w swoim pałacu zainstalowaną fontannę, z której mógł pić niekończący się strumień ołowianego wina.
Średniowieczny i renesansowy ołów
W średniowieczu ołów był szeroko wykorzystywany przez alchemików jako kluczowy składnik w procedurach, które uważano za zdolne do wytworzenia złota z metali nieszlachetnych. Ołów pełnił jeszcze bardziej wzniosłą funkcję, gdy ołowiana czcionka zapoczątkowała galaktykę Gutenberga pod koniec XV wieku. Masowy druk był kluczowy dla wykorzenienia ignorancji, która doprowadziła do przewrotów reformacji i oświecenia.
Kinkierskie i bardziej destrukcyjne zastosowania ołowiu nigdy nie pozostawały daleko w tyle. Zalety metalu jako niewidzialnej i wolno działającej trucizny nie umknęły uwadze Lukrecji Borgiów i Katarzyny Medycejskiej z renesansowej Europy. Wiedziano, że ołów jest niezwykle wygodny w eliminowaniu niewygodnych krewnych. W rzeczywistości, zmęczeni światem Francuzi żartobliwie nazywali ten metal poudre de la succession – czyli proszkiem spadkowym. Innym złowrogim zastosowaniem ołowiu była oczywiście masowa produkcja pistoletów, karabinów i armat oraz amunicji zaprojektowanej tak, by z ich luf wylatywały krwawe ślady.
Wydobycie i wytop ołowiu rozpoczęły się w Nowym Świecie niemal natychmiast po osiedleniu się pierwszych kolonistów. Do 1621 roku metal ten był wydobywany i kuty w Wirginii. Niska temperatura topnienia ołowiu sprawiała, że był on bardzo plastyczny, nawet w najbardziej prymitywnych kuźniach. Co więcej, odporność ołowiu na korozję znacznie zwiększała jego wytrzymałość i trwałość. Postęp technologiczny w amerykańskich koloniach i amerykańskiej republice miał wiele zawdzięczać temu użytecznemu i obfitemu metalowi.
Do XX wieku Stany Zjednoczone stały się wiodącym na świecie producentem i konsumentem ołowiu rafinowanego. Zgodnie z raportem National Academy of Science na temat ołowiu w środowisku człowieka, Stany Zjednoczone zużywały do 1980 roku około 1,3 miliona ton ołowiu rocznie. Ilość ta, stanowiąca około 40 procent światowych zasobów, przekłada się na wskaźnik zużycia 5 221 gramów ołowiu na Amerykanina rocznie: wskaźnik uzależnienia od ołowiu i produktów zawierających ołów jest prawie dziesięciokrotnie wyższy niż u starożytnych Rzymian! Według Jerome O. Nriagu, światowego autorytetu w dziedzinie zatruć ołowiem w starożytności, porównywalny rzymski wskaźnik wykorzystania ołowiu wynosił około 550 gramów na osobę rocznie.
Nie najmniej znaczące z tych amerykańskich zastosowań ołowiu, chociaż ten podlegający najostrzejszemu spadkowi w ostatniej dekadzie, był w przemyśle samochodowym. Since 1923 — with a brief interruption in 1925 — the U.S. has made extensive use of tetraethyl lead as an anti-knock, octane-boosting gasoline additive.
Running on Lead
Considerable ballyhoo surrounded the introduction of tetraethyl lead in the early 1920s. Jodyna, anilina, selen i inne substancje zostały pominięte w gorączkowych poszukiwaniach dodatku do paliwa, który poprawiłby osiągi silnika i zmniejszył jego spalanie stukowe.
W grudniu 1921 r. trzej inżynierowie General Motors – Charles Kettering, Thomas Midgeley i Thomas Boyd – zgłosili ogromny sukces pierwszego testu tetraetyloołowiu. Za pośrednictwem korporacji Ethyl, będącej wówczas spółką zależną GM, GM szybko zaczęła reklamować ten związek ołowiu jako wirtualnego zbawcę amerykańskiego przemysłu samochodowego.
Odkrycie to było rzeczywiście niezwykle ważne. Utorowało drogę do rozwoju silników spalinowych o dużej mocy i wysokiej kompresji, które miały wygrać II wojnę światową i zdominować amerykański przemysł motoryzacyjny aż do wczesnych lat 70-tych. Pierwszym sygnałem niebezpieczeństwa była tajemnicza choroba, która zmusiła Thomasa Midgeleya do spędzenia tygodni na rekonwalescencji zimą 1923 roku. Midgeley eksperymentował dość lekkomyślnie z różnymi metodami produkcji tetraetylu ołowiu i początkowo nie zdawał sobie sprawy, jak niebezpieczna jest ta substancja w stanie stężonej cieczy.
Śmiertelność tetraetylu ołowiu została niestety potwierdzona latem 1924 roku. Pracownicy zaangażowani w produkcję dodatku zachorowali i zmarli w kilku rafineriach w New Jersey i Ohio. Banerowe nagłówki witały każdą nową ofiarę śmiertelną, aż w sumie 15 pracowników straciło życie — i umysły.
Przerażające plotki krążyły o szaleństwie, które włożyło niektórych skazańców w kaftany bezpieczeństwa, zanim postawiło ich sześć stóp pod ziemią. Nie minęło wiele czasu, zanim dziennikarze zaczęli nazywać paliwo ołowiowe „gazem wariatów”. Jak na ironię, gaz, o którym mowa, był rutynowo barwiony na „kolor wina”, co sprawiało, że przypominał na więcej niż jeden sposób coś serwowanego na rzymskiej orgii.
W maju 1925 roku, Surgeon General tymczasowo zawiesił produkcję i sprzedaż benzyny ołowiowej. Powołał panel ekspertów do zbadania ostatnich wypadków śmiertelnych, które „wystąpiły przy produkcji i mieszaniu skoncentrowanego tetraetylu ołowiu”. Panel został również poproszony o rozważenie „możliwego niebezpieczeństwa”, które może powstać „z … szerokiej dystrybucji związku ołowiu” poprzez jego sprzedaż jako dodatek do benzyny.
Przemysł zdominował komitet śledczy Surgeon General, który zawierał tylko jednego prawdziwego wizjonera środowiska, dr Alice Hamilton z Uniwersytetu Harvarda. Administracja Coolidge’a dała komisji zaledwie siedem miesięcy na zaprojektowanie, przeprowadzenie i przeanalizowanie swoich testów.
Końcowy raport komisji, opublikowany w czerwcu 1926 roku, narzekał na ograniczenia czasowe, pod którymi zmuszona była działać. Siedem miesięcy „nie wystarczyło”, argumentował panel, „aby wywołać wykrywalne objawy zatrucia ołowiem” u uczestników eksperymentów z powodu bardzo powolnego rozwoju tego zespołu toksykologicznego.
Niemniej jednak, panel Surgeon General orzekł, że „nie było dobrych podstaw do zakazania stosowania benzyny etylowej… jako paliwa silnikowego, pod warunkiem, że jej dystrybucja i stosowanie będą kontrolowane przez odpowiednie przepisy.” Nadchodzące dekady depresji, wojny totalnej i powojennego boomu nie sprzyjały wprowadzeniu „odpowiednich przepisów” dotyczących benzyny ołowiowej. Rzeczywiście, żadne obowiązkowe normy nie zostały ustalone dla przemysłu aż do początku lat 70-tych, kiedy EPA rozpoczęła swoją długą, ciężką walkę, aby stopniowo obniżyć poziom ołowiu w benzynie U.S.
Jedna saturniczna przepowiednia zmazała skądinąd sangwiniczny raport z 1926 roku dla Surgeon General. Do 1985 te słowa miały rozbrzmiewać ze szczególnym rezonansem w dół korytarzy czasu:
„Pozostaje możliwe, że jeśli użycie benzyny ołowiowej staje się powszechne, warunki mogą powstać bardzo różne od tych badanych przez nas, które uczyniłyby jego użycie więcej zagrożenia niż wydaje się być w przypadku z tego dochodzenia. Dłuższe doświadczenie może pokazać, że nawet tak niewielkie przechowywanie ołowiu, jakie zaobserwowano w tych badaniach, może ostatecznie prowadzić do rozpoznawalnego zatrucia ołowiem lub do przewlekłych chorób zwyrodnieniowych o mniej oczywistym charakterze. W świetle takich możliwości komitet uważa, że nie można dopuścić do tego, aby śledztwo rozpoczęte pod ich kierunkiem zostało przerwane. Dzięki zdobytemu doświadczeniu i dostępnym obecnie dokładnym metodom, powinno być możliwe dokładne prześledzenie wyników szerszego stosowania tego paliwa i określenie, czy może ono stanowić zagrożenie dla zdrowia ogółu społeczeństwa po dłuższym stosowaniu lub w warunkach obecnie nieprzewidzianych…. Ogromny wzrost liczby samochodów w całym kraju sprawia, że zbadanie wszystkich takich kwestii jest sprawą naprawdę ważną z punktu widzenia zdrowia publicznego.”
Nie trzeba dodawać, że ta rada nie znalazła odzewu podczas przesiąkniętych ginem, oszalałych na punkcie jazzu Ryczących Lat Dwudziestych.
Dobrowolna Norma
W 1927 roku Surgeon Generalny ustanowił dobrowolną normę dla przemysłu naftowego, która miała obowiązywać przy mieszaniu tetraetyloołowiu z benzyną. Norma ta – 3 centymetry sześcienne na galon (cc/g) – odpowiadała maksymalnym wartościom stosowanym wówczas wśród rafinerii, a więc nie narzucała żadnych rzeczywistych ograniczeń. Nawet bez zachęty, jednak przemysł podjął gigantyczne kroki w kierunku ustanowienia bezpieczniejszych warunków pracy w rafineriach ropy naftowej, chroniąc w ten sposób poszczególnych pracowników w mikrokosmosie miejsca pracy.
Trzy dekady później, Surgeon General faktycznie podniósł standard ołowiu do 4 cc/g (odpowiednik 4,23 gramów na galon). Ta dobrowolna norma po raz kolejny reprezentowała zewnętrzny zakres praktyki przemysłowej. Niemniej jednak, Surgeon General stwierdził w 1958 roku, że rozluźnienie dobrowolnej normy nie stanowi zagrożenia dla zdrowia przeciętnego Amerykanina: „W ciągu ostatnich 11 lat, podczas których nastąpiła największa ekspansja tetraetylu ołowiu, nie było żadnych oznak, że przeciętna osoba w USA poniosła jakikolwiek mierzalny wzrost stężenia ołowiu we krwi lub w dziennej produkcji ołowiu w moczu.”
Rzeczywista średnia branżowa w latach 50-tych i 60-tych unosiła się w okolicach 2,4 grama na galon. Departament Zdrowia, Edukacji i Opieki Społecznej (HEW), który był siedzibą Chirurga Generalnego począwszy od administracji Kennedy’ego, miał władzę nad emisją ołowiu na mocy ustawy Clean Air Act z 1963 roku. Kryteria nakazane przez ten statut były jeszcze w fazie projektu, gdy ustawa została ponownie zatwierdzona w 1970 roku i nowa agencja o nazwie EPA powstała.
Do tego czasu, negatywne skutki Ameryki dziesiątki lat uzależnienia od paliw kopalnych w ogóle i ołowiu paliwa w szczególności stawały się oczywiste dla wszystkich. W styczniu 1971 roku, pierwszy administrator EPA, William D. Ruckelshaus, oświadczył, że „istnieje obszerny zbiór informacji, które wskazują, że dodanie alkilowego ołowiu do benzyny … powoduje cząstki ołowiu, które stanowią zagrożenie dla zdrowia publicznego.”
Należy jednak podkreślić, że dowody naukowe zdolne do udokumentowania tego wniosku nie istniały w poprzednich dekadach. Dopiero niedawno naukowcy byli w stanie udowodnić, że narażenie na ołów na niskim poziomie wynikające z emisji samochodowych jest szkodliwe dla zdrowia ludzkiego w ogóle, ale szczególnie dla zdrowia dzieci i kobiet w ciąży. Opracowanie to potwierdziło to, co sugerowały już wstępne badania: mianowicie, że ołów pochodzący ze spalin samochodowych stanowił bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia publicznego. Zgodnie z Clean Air Amendments of 1970, wniosek ten pozostawił EPA nie ma innego wyjścia, jak tylko kontrolować stosowanie ołowiu jako dodatku do paliwa, o którym wiadomo, że „zagraża zdrowiu publicznemu lub dobrobytowi.”
Już w następnym miesiącu, w grudniu 1973, EPA wydała przepisy wzywające do stopniowego zmniejszania zawartości ołowiu w całkowitej puli benzyny, która obejmuje wszystkie gatunki benzyny. Ograniczenia miały zostać wprowadzone począwszy od 1 stycznia 1975 r. i rozciągnąć się na okres pięciu lat. Średnia zawartość ołowiu w całkowitej puli benzyny w każdej rafinerii miała zostać zredukowana z poziomu około 2,0 gramów na galon, który panował w 1973 roku, do maksymalnie 0,5 grama na galon po 1 stycznia 1979 roku. Spór sądowy miał odroczyć wdrożenie tego stopniowego zmniejszania na dwa lata.
Dawn of the Catalytic Converter
Zaczynając od roku modelowego 1975, amerykańscy producenci samochodów odpowiedzieli na harmonogram EPA ołowiu stopniowego zmniejszania przez wyposażenie nowych samochodów w zmniejszające zanieczyszczenie katalizatory zaprojektowane do pracy tylko na paliwie bezołowiowym. Trafnie, kluczowym składnikiem tych katalizatorów, które miały być undoing ołowiu był ten najszlachetniejszy z metali szlachetnych, platyna.
Ale ponad 40 procent wszystkich pomp sprzedaży są nadal ołowiane na dzień dzisiejszy, udział w rynku ołowiu pojazdu jest stale maleje. A wraz z nim, tak jest szkodliwe chmury ołowiu zanieczyszczonego powietrza, które przyzwyczailiśmy się do oddychania. EPA szacuje, że poziomy ołowiu otoczenia spadła 64 procent między 1975 i 1982.
W 1982, z wprowadzeniem benzyny bezołowiowej dobrze w toku, EPA opracowała nowy standard przeznaczony do stosowania ściśle do benzyny ołowiowej. W październiku tego roku agencja ogłosiła normę 1,1 grama na benzynę ołowiową (gplg). Był to mniej więcej odpowiednik standardu 0,5 na całkowity galon, który zaczął obowiązywać w 1980 roku. Ale skupiając się tylko na ołowianych galonów, EPA nowy standard zawęził zakres odchylenia zawartości ołowiu i ustawić scenę dla znaczących redukcji nadal przyjść. W tym piśmie, 1.1 gplg jest nadal standardem EPA, ale wygaśnie w dniu 1 lipca tego roku, kiedy niższy standard wchodzi w życie.
Jako część najnowszej inicjatywy EPA ołowiu phasedown, 1.1 gplg standard spadnie w lipcu do 0,5 gplg. Następnie w dniu 1 stycznia 1986 r., standard zejdzie jeszcze bardziej do 0.1 gplg. Będzie to stanowić 90 procent spadku z agencji bieżącego standardu dla paliwa ołowiowego. Ogólnie rzecz biorąc, 1986 standard będzie stanowić spadek o ponad 98 procent w zawartości ołowiu w benzynie USA od czasu powstania EPA w 1970 roku do 1986 roku. To już imponujące osiągnięcie może pójść o krok dalej, jeśli EPA ustanawia całkowity zakaz ołowiu; agencja jest teraz rozważa całkowite wycofanie ołowiu, który może rozpocząć się już w 1988 roku.
Na podstawie wszystkiego, co wiadomo o historii ołowiu i jego negatywnych skutków dla zdrowia ludzkiego, nie sposób nie powitać z zadowoleniem najnowszej inicjatywy EPA stopniowego zmniejszania ołowiu, jak również decyzji agencji o rozważeniu całkowitego zakazu ołowiu z benzyny USA.
Lewis był asystentem redaktora EPA Journal.
.