无铅汽油的故事图谱
发明&鼓吹阶段
19世纪中期已经有德国和英国化学家分别在实验室中合成或者提取到了四乙基铅化合物,这些工作为20世纪初叶的大规模商业化生产 四乙基铅做了有意义的准备工作。
然而这些化学发现的细节无论如何,直到20世纪20年代,四乙基铅仍然毫不重要。 1921年,在制造TEL(四乙基铅)的杜邦公司的合作帮助下,在通用汽车公司研究部Charles Kettering的领导下工作Thomas Midgley发现TEL是一种有效的抗爆剂。通用汽车将TEL用作抗爆剂并取得专利,并使用Kettering在其营销材料中提出的名称“Ethyl”,从而避免了“铅”一词的负面含义。
英国的A.H. Gibson和Harry Ricardo以及美国的Thomas Boyd也领导过对“引擎爆震”(也称为“pinging”或“粉红色”)的早期研究。铅添加剂改变了这种行为的发现导致其在20世纪20年代被广泛采用,因此用于驱动更强大,更高压缩的发动机。1924年,新泽西州标准石油公司(ESSO / EXXON)和通用汽车公司创建了乙基汽油公司来生产和销售TEL。新泽西州威尔明顿对岸的新泽西州的深水公司是生产杜邦最重要的一些化学品的地点,尤其是四乙基铅(TEL)。在Bayway炼油厂的TEL生产关闭之后,Deepwater是西半球唯一一个生产TEL的工厂,直到1948年,它占Dupont / Deepwater产量的大部分。
四乙基铅一度广泛使用作为添加剂在汽油,以提高燃料的辛烷值,以防止发动机内发生震爆,从而能够使用更高的压缩比率,藉以提高汽车发动机效率和功率。最初使用四乙基铅添加剂的美国,与最初使用酒精作添加剂的欧洲比较。含铅汽油的优点从它的高能量含量和贮藏品质较高表现出来,最终成为了普遍使用的燃料添加剂。其中一个最大的优点,四乙基铅比其他抗爆震剂或使用高辛烷值的汽油混合剂比例比较,仅需要非常低的浓度,就达到提高燃料的辛烷值。典型的制备方法,是以一分体积的乙基液(内含四乙基铅)加到1260分体积未经处理的汽油。其他抗爆震剂必须在用较大量的分量和/或比天然汽油的能源值更低。高能源值的含铅汽油会有更大的燃油效率。
1924年,在通用汽车研究部门的首脑,凯特灵雇佣了毒理学家罗伯特·基欧为首席医疗顾问(Chief Medical Advisor),向公众保证通用汽车(乃至整个石油、汽车行业)所使用的TEL是安全无害的。这一宣传一直持续了整整半个世纪,直到 --一个测定了地球年龄的人开始提出质疑!!!
反对&消亡阶段
在1956年发表了用陨石中铅含量测定法来精确测定地球的年龄(~45亿年)的重要论文之后,克莱尔·卡梅伦·帕特森1965年出版了《Contaminated and Natural Lead Environments of Man》开始,他试图让社会大众注意到铅因为工业上大量使用使环境和食物链中铅含量增加产生的问题。也许部分是因为他批评其他科学家的实验方式,他的观点因此被罗伯特·基欧等当时被大众公认的专家反对。
帕特森致力于确保汽油中不再含铅,并且他拒绝了雇用基欧的乙基公司的游说,以及反对使用托马斯·米基利所发明的化学物质,其中包含了四乙基铅和氯氟烃,而这代表他要和与铅添加剂有关的化学工业对抗。因为帕特森对铅化学工业的批评,他因此被许多研究机构拒绝合作,其中包含了所谓立场中立的美国公共卫生局。1971年美国国家科学研究委员会拒绝他参加大气层铅污染的座谈小组,即使他在当时被认为是这方面最重要的专家。
帕特森的努力最终使美国国家环境保护局于1973年宣布将逐步使美国的含铅汽油减少60%至65%,最终于1986年全美国停止使用含铅汽油。在此之后美国人的血铅浓度于1990年代晚期比停用含铅汽油以前下降最多80%。中国也在2000年7月全面停止含铅汽油的生产和销售。目前全世界只有伊拉克等极少数的国家还在销售含铅汽油!
接着,帕特森把注意力转移到了因为缺乏类似实验的数据,而被忽略的罐头食物铅含量增加问题。在其中一项研究中,他发现每公克罐头鱼肉的铅含量比新鲜鱼肉多了0.3到1400奈克,而官方实验室的报告则称多了400到700奈克。他检验了1600年前秘鲁人骨架中的铅、钡和钙含量后,发现现代人骨架中的铅含量高达古代秘鲁人的700到1200倍,而钡和钙的含量则没有明显增加。
1978年帕特森进入美国国家科学研究委员会的相关小组,并且他许多新增的要求减少使用铅的建议被接受,但也被认为还需要更多的研究。他提出的78页少数派报告中提到应该立刻开始控制各种用途中的铅含量,其中包含了汽油、食品容器、涂料、釉料和输水系统。报告提出30年后,他的观点大部分在美国和全世界大部分地区被接受并且推行。