工业革命之前，空气就干净？忍不住深呼吸一口"

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来源 | 环球科学（ID:huanqiukexue）

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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

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

2.http://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.

3.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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