

当黑死病在 14 世纪席卷欧洲时,人们有充分的理由相信世界末日即将来临。在疫情最严重的时候,整个城镇都被摧毁。至少有 7500 万人惨死,幸存者寥寥无几,难以收拾残局。有时,幸存者少得连安葬死者都困难。谷物烂在地里,因为无人收割。
金属矿业也陷入停顿。冶炼停止后,原本会释放到大气中的铅留在了地下。在混乱之中,空气污染骤降。
事实证明,至少在铅污染方面,我们从未能达到瘟疫年份那样清洁的空气。最近的一项研究表明,空气中天然存在的铅比我们想象的要少得多——事实上,几乎不应该有。科学家们测量了困在瑞士-意大利阿尔卑斯山冰芯中的铅。他们发现,在过去 2000 年里,铅含量仅在一次大幅下降,当时恰逢黑死病大流行。这意味着,在欧洲,空气中的铅含量在数千年来一直偏高。
大多数人认为空气污染是从工业革命开始的问题,但我们污染空气质量已经很久了。从欧洲中世纪到罗马帝国,再到古埃及和秘鲁,它在历史上一直危害着我们的健康,并且今天仍在继续。
但我们曾经采取过措施来净化我们呼吸的空气,我们被污染的历史可以给我们一些关于需要注意什么线索。
随处可见的铅
这项新研究的合著者、哈佛大学和缅因大学气候变化研究所(位于奥罗诺)的历史学家 Alexander More 表示,几十年来,普遍的共识是,工业革命前铅污染可以忽略不计。
“人们理所当然地认为,工业革命前的人们能生产什么呢?”他说。“人口少得多,因此污染也不那么严重。”
More 和他的气候科学家、历史学家和考古学家团队认为,工业革命前大气中铅的任何证据都被归咎于火山,火山喷发时会喷出重金属。但政府和行业标准高估了空气中天然存在的铅含量。
他们在瑞士-意大利阿尔卑斯山挖出了一根长达 236 英尺的冰芯。More 说,这块冰比从欧洲阿尔卑斯山采集的任何其他冰芯都更久远。通过测量年复一年被困在冰中的铅颗粒,该团队可以估算出过去两千年来空气中的铅含量。
通常,研究人员必须融化冰芯的切片来分析其内部,这意味着一块冰只能使用一次。但 More 和他的同事们一直在尝试一种新技术,在进行极其精确测量的同时又能保存冰芯。他们使用激光融化样品顶部的微小薄片——只有几微米深。

以前的冰芯调查未能精确到铅污染可能下降的短暂时期。然而,激光点可以精确地定位某个特定时间点。More 说:“这使我们能够按年甚至按月或按季节查看记录,这以前从未做过。”
他和他的同事们发现了一个为期四年的时期,当时大气中的铅含量骤降至无法检测到的水平。这对应于 1349 年至 1353 年,正是黑死病肆虐欧洲的时候。
More 和他的同事们怀疑铅污染的下降是由于活人太少而无法开采;在一些地区,黑死病消灭了高达 50% 的人口。
该团队仔细研究了从西欧各地收集的历史档案。他们找到了关于瘟疫在不同城市和国家到达的政府记录和目击者证词。果然,随着瘟疫的蔓延,最大的铅矿被关闭或废弃了。
More 说,如果铅含量在我们停止采矿时降至接近零,这表明我们今天空气中存在的任何铅都是人类活动的产物。More 在 6 月份的《GeoHealth》杂志上报道了这项研究结果,他说:“在瘟疫时期,我们检测到的最低水平的铅空气污染,实际上是接近零的天然水平。”《Gizmodo》报道称,一些研究人员认为黑死病与污染下降之间的联系目前还只是猜测,而另一些人则认为这与其他污染物(如甲烷)的类似模式相符。
今天,我们认识到铅的危害。我们知道它损害神经系统,并且与暴力行为和儿童发育问题有关。More 说:“这是我们可以摄入我们体内的最糟糕的毒物之一。”
但在工业革命前的欧洲,铅无处不在。铅被用来密封屋顶,因为它比其他金属更柔软、更易延展。它被用于杯子、硬币、餐具和水管。More 说:“它污染了家庭、土壤、人和水,但其冶炼过程也污染了空气。”
所有这些污染都会损害人们的健康。医生们可能会在他们的记录中描述极端病例,但轻度铅中毒的人可能并未被注意到。
鉴于铅会对智力和儿童发育产生多么深远的影响,More 怀疑铅中毒阻碍了人类的进步。他想知道:“如果铅污染没有如此普遍地存在数个世纪,我们还能进步多远?”“数个世纪以来,铅空气污染对人类发展和文明的累积影响是什么?我怀疑这是相当可观的。”
污染的过去
当然,在黑死病出现之前,空气污染就已经是一个问题了。
燃烧木材和木炭取暖和做饭,降低了古代人类聚居区的室内空气质量。英格兰利兹贝克特大学的环境历史学家 Stephen Mosley 在一封电子邮件中表示,烟雾污染是大多数前工业化社会疾病的主要原因。
从埃及到秘鲁的木乃伊肺组织中都发现了炭疽病,或称黑肺病;Mosley 说,人们忍受刺鼻的烟雾,因为它能驱赶蚊子和其他害虫。
一些文明确实有烟囱,可以让炉火产生的烟雾排出。但许多住所的通风情况并不好。More 说:“中间会有一个火坑,运气好的话,顶部可能还有一个洞。”“烟雾会非常普遍,无处不在。”
研究人员已经建造了维京长屋的模型,并让本科生在里面露营。“人们真的尝试过在有火的长屋里过夜,”More 说。“他们醒来时眼睛通红,眼睑浮肿,流着鼻涕。这真是一次不愉快的经历。”
铅是人类在历史上冶炼并释放到空气中的众多金属之一。科学家们最近在安第斯山脉的冰芯中报道了可以追溯到 2700 年前的铜冶金证据。铜对于前殖民和后殖民时期的安第斯社会至关重要,并构成了安第斯冶金的基础。合著者、瑞士维利根保罗·谢勒研究所的环境化学家 Anja Eichler 在一封电子邮件中说:“[铜]制品主要用于传达社会地位、政治权力以及宗教权威和敬畏。”
Eichler 和她的同事使用来自玻利维亚安第斯山脉 Illimani 冰川的冰芯,追溯了安第斯山脉 6500 年的大气污染历史。他们发现,从公元前 700 年到公元前 50 年左右有铜污染的迹象,这是该地区已知最早的人类相关铜排放。

在工业革命前的社会,污浊的空气并未被忽视。自古希腊和罗马时代以来,人们一直在抱怨空气污染。Mosley 说,随着早期城市的兴起,户外空气污染成为了一个问题。
Eichler 说:“例如,罗马矿山的恶臭河流和生病的奴隶与铅银冶金产生的有害污染有关。”
当时医学作家的证词表明,肺部疾病在这些社会中非常普遍。古雅典和罗马的陶器和冶炼炉产生的烟雾很快就成了令人头疼的问题。Mosley 说:“像贺拉斯这样的古典作家曾抱怨过精美大理石建筑的变黑,他还担心罗马的臭气和烟雾对他健康的影响。”
Mosley 说:“早期城市(前工业化和工业化)的烟雾和恶臭很难忽视。”“正是在早期城市,才采取了最早的立法措施来减轻它——试图保护空气作为公共财产。”Eichler 说,大约 2000 年前,罗马法院审理了有关烟雾污染的民事诉讼。当时,人们试图通过将住宅与受污染的工作区分开来逃避污染。
在工业革命期间,呼吸清洁空气的权利被侵蚀了。在英国,很少有空气污染案件进入普通法法院。Mosley 说:“新的工业社会做出了一个务实的权衡:用肮脏的空气换取经济成功、就业和廉价的消费品。”“保护个人享有清洁空气权利的法律被削弱,而不是加强。”
同样的毒药,不同的日子
大约在 1800 年,也就是工业革命开始的时期,More 和他的团队在冰芯中检测到的铅含量急剧上升。在接下来的 150 年里,它一直远高于工业革命前的水平,直到 20 世纪 70 年代颁布了《清洁空气法》等立法来控制空气污染后才开始缓解。
如今,铅的含量与工业革命前水平相当。More 说,这并不意味着我们已经安全了——空气中没有安全的铅含量。“仅仅因为我们听说工业革命前的铅含量是安全的,现在的同等水平也是安全的,这是不正确的,”他说。
即使现在我们知道铅有毒,铅中毒在全球范围内仍然是一个巨大的问题。2013 年,接触铅导致了超过 850,000 人死亡。More 说,今天我们仍然有铅冶炼厂,它们将成百上千吨的铅排放到空气中;大多数已经转移到亚洲的发展中国家。
美国最大也是最后的铅冶炼厂于 2013 年在密苏里州赫克尔努姆(圣路易斯以南)关闭。它不得不与司法部就赔偿事宜达成和解,并对周边社区造成了持久的影响。More 说,该冶炼厂每年排放 82 吨铅,最终沉积在土壤中。
在美国前铅冶炼厂周边的社区,受污染的土壤仍然存在,并且继续在赞比亚的 Kabwe 村和中国的孟寨村等地方毒害人们。20 世纪 70 年代汽车交通量高的城市,铅空气污染也更高,因为汽车尾气中的铅会沉积并随着时间的推移而积累,直到含铅燃料被禁止,沉积下来的物质仍然存在于土壤和灰尘中,More 说。
一旦铅在大气中释放出来,它就会沉积在土壤中,并可能因建筑或风而重新扬起。严重的干旱会使土壤干燥,使其更容易变成尘埃并被吹回大气中,More 说。因此,当气候变化导致干旱时,问题就会加剧。
More 希望了解空气中应该有多少铅可以帮助指导未来控制污染和保护铅冶炼厂周边居民的努力。他说:“天然铅含量非常非常低,因此铅仍然是危险的,应该完全淘汰使用,或者至少……我们应该考虑我们还想使用多少铅。”
Eichler 说,记录过去的大气污染可以揭示不断发展的技术对空气污染的影响以及污染控制措施的有效性。如今,智利和秘鲁是世界上最大的两个铜生产国;仅智利就占全球铜产量的 30% 以上。Eichler 和她的同事们检查的冰芯记录显示,由于智利露天铜矿开采和冶炼的兴起,20 世纪下半叶铜污染出现了前所未有的飞跃。但 20 世纪 80 年代后,铜污染有所下降。她说:“这证明了智利冶炼厂实施空气污染控制措施在减少重金属粉尘方面取得了成功。”
今天,我们可以测量空气中潜藏的金属和其他颗粒,以及我们祖先肺部吸入的空气。我们还没有找到根除污染的方法,但追溯黑死病和更早的历史时刻的污染,可以帮助我们应对现代问题。
Mosley 说:“通过更好地理解过去的污染问题,我们可以为未来做出更明智的选择。”