1966 год - метеорит, чистая комната и 5 смертей

В августе 1924 г. в городке Бейвей (Нью-Джерси) несколько рабочих только что построенного завода стали странно себя вести. Они бредили, путались в месте и времени, выпрыгивали из окон. При этом они кричали от острой боли в мышцах, жаловались на слабость и странный привкус во рту. Моча у них была похожа на кровь. В течение двух месяцев таких случаев было 32. Пятеро рабочих умерли. Штат Нью-Джерси закрыл завод из-за подозрений в профессиональном отравлении. Коронер вскоре установил, что причиной странного заболевания был производимый на новеньком заводе недавно изобретенный тетраэтилсвинец, антидетонирующая присадка для бензина.

Свинец, попадая в организм, ведет себя как цинк и железо. Он встраивается в молекулы, в том числе и молекулы ферментов, вместо цинка и железа. Такие молекулы перестают выполнять свои функции. Свинец, например, блокирует передачу импульсов от нервных клеток к мышцам, воздействует на рецепторы, отвечающие за память и обучение.

Две корпорации пополам владели патентом на ТЭС – «Дженерал Моторс» и «Стандарт Ойл» (ныне Экссон). С их поддержкой изобретатель тетраэтилсвинца Миджли (Midgley) попытался доказать, что ТЭС безопасен. На специально созванной пресс-конференции он лил ТЭС себе на руки, около минуты вдыхал ТЭС, держа колбу возле носа, и, вроде бы, был убедителен. Через месяц, однако, он тяжело заболел. До его болезни корпорации успели организовать «общеамериканскую» научную конференцию по безопасности ТЭС, на которую правдами и вполне реальными неправдами не пустили ни коронера, который вел расследование, ни журналистов, которые задавали неудобные вопросы. И все равно конференция из-за скандала закончилась в тот же день, хотя должна была длиться три дня.

Расследование продлилось два года. Было установлено, что причиной отравлений был именно ТЭС. Более того, армия США признала, что в свое время рассматривала ТЭС как кандидата в боевые отравляющие вещества, и ее остановила только высокая стоимость вещества. ТЭС жирорастворим и легко проникает через кожные покровы и эпителиальную выстилку легких, что и делает его таким опасным. Корпорации согласились, что на заводах ТЭС все-таки нужно предпринимать меры безопасности, рабочим раздали резиновые перчатки и респираторы, ученые стали разрабатывать «следующие, более безопасные» поколения ТЭС, и на этом, казалось бы, инцидент был исчерпан.

А как же ТЭС, который добавили в бензин? Как же работники бензозаправок, водители, прохожие на тротуарах вдоль улиц? Всем внушали, что, да, тетраэтилсвинец опасен в больших количествах, но сам свинец – нет, поэтому использование крошечных долей ТЭС в бензине безопасно.

Разрасталась агрессивная рекламная компания. Свинцовые краски ярки и долго не блекнут! Насыщенное свинцом стекло электрических ламп пропускает больше света! Галоши с примесью свинца служат вдвое дольше! Детям нравятся свинцовые солдатики! Если в СССР лучшим другом всех детей был Сталин, то в США им был мультяшный герой по имени «Свинец». В кинотеатрах крутили мультики про его веселые приключения.

Кроме эмоциональной базы корпорации подводили под повсеместное использование свинца и базу научную. Был нанят вполне уважаемый профессор Калифорнийского университета Роберт Кехо (Robert A. Kehoe), и он проводил одно исследование за другим, доказывая, что свинец безопасен.

Производство ТЭС росло вместе с ростом автомобильной промышленности. В год производилось 60 миллионов тонн.

Не признавать, что свинец как таковой опасен, было невозможно, но корпорации строили свою аргументацию на том, что с опасными количествами и опасными формами свинца «обычные люди» не сталкиваются. Свинец – неотъемлемая часть окружающей среды. Работа с ним, да, может вызывать профессиональные заболевания, но это легко исправить, отрегулировав процесс производства. Что касается «людей с улицы», то ничтожные количества свинца тут и там не влияют на «общий свинцовый фон». Даже если убрать свинец из бензина и всех изделий, человек все равно будет ежедневно сталкиваться приблизительно с тем же его количеством этого металла, поскольку свинец в естественных условиях есть повсюду.

Приводился и аргумент про Древний Рим. Римляне знали, что свинец вреден для людей, приводит к бесплодию, сводит с ума, и все равно делали из свинца трубы. Настолько эта практика была широко распространена, что в одной из римских колоний аборигены называли «свинцом» сам водопровод. Это слово у них сохранилось, и по-английски «водопровод» звучит как plumbing (от plumbum – свинец). Свинцом римляне обшивали свои бассейны, им же подслащивали слишком кислое вино и покрывали изнутри чаны и горшки. Свинец был дешевый, ковкий, легкий в обработке металл. Римляне отлично отдавали себе отчет в том, что максимальная продолжительность жизни рудокопа на свинцовых шахтах составляет полгода, но это были рабы и это было вдали от городов! А какое влияние оказывало повсеместное использование свинца на «обычных людей»? Древние римляне использовали 80 тысяч тонн свинца в год. И что? Они благополучно правили миром в течение тысячи лет!

Аргумент про Древний Рим пал быстро. Сразу несколько историков выдвинули теорию о том, что, возможно, одной из главных причин упадка Римской империи стало именно повсеместное использование свинца. Но главный аргумент – про «естественный свинцовый фон» - оставался в силе. 

Оппоненты свинца, однако, не успокаивались. Их аргумент был таким: если мы берем боевое отравляющее вещество и миллионами автомобилей распыляем его по нашим городам в виде бензиновых выхлопов, то это вещество оседает повсюду, накапливается, достигает опасных уровней. Свинец ведь не разлагается, не растворяется, не включается в какие-нибудь природные круговороты. Он просто ложится на нашу одежду, наши подоконники, столы. Вчера легло немного, сегодня еще немного, завтра еще чуть-чуть и так каждый день все 365 дней в году все десятилетия, прошедшие с момента изобретения ТЭС и внедрения свинца в промышленные и бытовые изделия.

Свинец – нейротоксин. Когда тетраэтилсвинец везут с фабрики, еще до того, как он будет добавлен в бензин, с ним обращаются как с химическим оружием. И неспроста. Но после добавления все становятся совершенно беспечными, будто тетраэтилсвинец куда-то исчез. А на самом деле, куда он девается из выхлопной трубы?

Неформальным главой «диссидентов», сам того не желая, стал некто Паттерсон (Clair Cameron Patterson). Он был… астрономом, и сферой его научных интересов было определение возраста планеты Земля.

В 1650 году уже было известно, что правитель Вавилона Навуходоносор умер в 562 году до н.э. Ирландский архиепископ Джеймс Ашер (James Usserius) сложил по Ветхому завету поколения пророков и патриархов, все 139 упоминаний слова «родил» от Адама до Навуходоносора. Так он выяснил, что мир был сотворен в субботу, 22 октября 4004 года до н.э. Случилось это в 6 часов вечера. Результат Ашера был довольно схож с бытовавшими в то время оценками возраста Земли, и вычисления Ашера были приняты как истина в последней инстанции.

Ко времени, когда «за свинец» схватились две могущественные корпорации с одной стороны и кучка энтузиастов-общественников с другой, способ вычисления возраста Земли уже несколько изменился. Было установлено, что возраст некоторых геологических пород превышает миллиард лет. Но как установить возраст планеты точно?

Искать какие-нибудь особо древние камни бесполезно. Вулканическая деятельность, воздействие воды, окисление кислородом, влияние повсеместно распространенной жизни давно «сбили часы» во всем, до чего ученый мог бы дотянуться на Земле.

А вот в Солнечной системе осталось со времени образования планет много нетронутого «мусора» – астероиды и кометы. Возраст метеоритов, падающих на Землю, таким образом точно такой же, как возраст Земли. Метеориты не подвергались воздействию всего того, что влияет на камни на нашей планете. Если определить возраст метеоритов, это одновременно будет и возраст Земли.

Радиоактивный уран, который содержался в космическом веществе в момент создания Солнечной системы, за прошедшее с того момента время последовательно превратился в полтора десятка других элементов, пока не остановился на стабильном свинце. Скорость распада любого нестабильного элемента постоянна. Что бы ни происходило во внешнем мире, эта скорость не изменяется. Если мы знаем, какая доля урана в метеорите превратилась в свинец, то сможем рассчитать, сколько времени прошло с момента образования этого метеорита.

До этого додумался в 1947 году профессор Чикагского университета Харрисон Браун (Harrison Scott Brown, один из отцов атомной бомбы). Проверить теорию он поручил своему молодому аспиранту, тому самому Клэру Паттерсону.

Определить количества урана в метеорите вообще не было проблемой. А вот измерение количества свинца никак не получалось – в окружающей среде действительно, как и говорил Кехо, было слишком много «фонового» свинца, и этот фоновый свинец немедленно загрязнял любой образец.

Паттерсон вычищал лабораторию тщательнее, чем любую операционную. Он кипятил все сосуды и инструменты в кислоте. В конце концов, Браун и Паттерсон изобрели «чистую комнату» – помещение с изолированным воздухообменом, полностью стерильное, со многими шлюзами, куда входить можно было, лишь полностью сменив одежду на нейтральные «хирургические» костюмы.

Именно так, чистые комнаты изобрели не медики, а астрономы!

В этой чистой комнате Паттерсон шесть лет выслеживал и устранял оставшиеся источники загрязнения, пока не создал нечто, что называют «сверхчистой комнатой». Теперь с помощью масс-спектрометра удалось измерить возраст железного метеорита. Так было определено, что Земле 4,5 млрд лет.

Метод позволял измерить количества свинца где угодно. Далекий от бензиновых баталий Паттэрсон вел вполне «травоядные», безвредные, аполитичные, теоретические изыскания – измерял концентрацию свинца в океанских глубинах и на поверхности воды. И обнаружил нечто для себя неожиданное – содержание свинца на глубине оказалось минимальным, но в прибрежных водах и на поверхности концентрация свинца была в сотни раз выше. На то, чтобы вода с мелководий смешалась с глубинной, уходят сотни лет. Значит, процент свинца в прибрежных водах вырос недавно, в противном случае свинец был бы распределен равномернее. Зная количество свинца на мелководье и время, за которое эти воды смешиваются с глубинными, можно вычислить скорость прироста. Но что может поставлять свинец в океан с такой скоростью?

Вот тут Паттэрсон впервые оглянулся на окружающий мир и попытался понять, как этот мир живет. 11 сентября 1962 года он вместе со своим студентом опубликовал статью о том, что избыточный свинец попал в воду от присадок к топливу.

Уже через 3 дня после отсылки статьи (еще до ее публикации) к Паттерсону пришли вежливые мужчины в дорогих костюмах. Некоторые представились юристами, некоторые бизнесменами, остальные – политиками. Они предложили Паттерсону гранты на изучение… других металлов! Со свинцом уже все ясно, статья написана, эта глава закончена. Пора изучить количества, ну, скажем скандия!

Паттерсон не совсем их понял. Изучение свинца интересно, а других металлов – неинтересно. Вежливые гости ушли. И гранты, на средства которых Паттерсон работал, исчезли. Паттерсона даже попытались уволить из университета. С большим трудом ученый нашел другие гранты. Нашел и продолжил.

Он исследовал в Антарктиде содержание свинца во льду, пробив шурф глубиной 61 метр (поиск снега, выпавшего 300 лет назад, до индустриальной революции). Оказалось, что в снегах возрастом в несколько сотен лет свинца на порядки меньше.

Паттерсон провел другие исследования, но каждое давало один и тот же результат – естественное содержание свинца в воде и воздухе гораздо ниже современных.

Паттерсон разослал свою публикацию членам правительства, в т.ч. одному сенатору – Маски (Edmund Muskie), который возглавлял комиссию по проблемам загрязнений окружающей среды. В 1966 году Маски провел слушания, посвященные свинцу.

Кехо утверждал, что с 1937 года количество свинца, которое получают регулировщики движения и служащие автозаправок, не изменилось.

Паттерсон в это время находился в Антарктике, но на 5-й день слушаний неожиданно появился. Паттерсон говорил, что содержание свинца в организме человека в наши дни типично, но неестественно. Он использовал те же цифры, что и Кехо, но делал другие выводы. Его главной мыслью было то, что фактически мы ежегодно добываем миллионы тонн токсичного металла, только для того, чтобы распылить его по собственным городам.

В результате этих слушаний свинец в потребительских товарах был в США запрещен. Немедленно последовали запреты в европейских странах, а затем – и в остальном мире.
 
Всего за несколько лет после запрета содержание свинца в крови детей упало на 75%. В течение 1990-х количество свинца в крови взрослых упало на 80%. Кривая падения содержания свинца в бензине точно соответствовала кривой падения содержания свинца в крови. Все мониторинговые исследования подтверждают улучшение здоровья детей по параметрам, которые связаны со свинцом.

Интересные факты:
• Высшей наградой Геохимического общества США является Clair C. Patterson Award
• Фраза «мы сделали это!» ( в смысле «мы сделали Землю много старше»!) впервые была произнесена в публичном выступлении именно Паттерсоном

Данный текст не является научной публикацией, а представляет собой компиляцию нескольких источников, в том числе и нижеперечисленных. Для дальнейшего чтения рекомендуются: Ann Druyan, Steven Soter, Neil deGrasse Tyson, 2014; The Secret History of Lead, 2000; Брайсон Билл, 2007; Википедия; и конечно профессиональная литература!