工业革命无疑是历史上的一个重要转折点。自 18 世纪末以来，人类对环境的影响达到了前所未有的高度。然而，污染并非始于 18 世纪。人类对地球的破坏由来已久，而且对自身造成了不利影响，新的研究将铅空气污染与罗马和平时期（Pax Romana）的认知能力下降联系起来，就是一个例证。根据 1 月 6 日发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的一项研究，生活在罗马帝国黄金时代的人们，由于大气铅的影响，平均智商下降了 2.5 到 3 个点。
这项新研究为关于铅污染和铅中毒在罗马帝国衰亡中所起作用的长期争论增添了背景信息。一些历史学家认为，罗马的精英和皇帝，如据说表现出古怪、经常有暴力行为的卡利古拉和尼禄，实际上是铅中毒，因此，铅以及铅引起的异常行为严重破坏了社会稳定。这项研究并没有确定罗马的灭亡是否与铅有关，以及如何有关。然而，它确实表明，环境健康以及污染对人们的影响可以追溯到数千年前。
[ 相关：儿童接触含铅汽油损害了美国人的心理健康 ]
科学家们利用北极冰芯、大气模型、流行病学数据以及之前发表的健康和认知研究，估计了几个世纪以来铅空气污染水平的波动，以及这些波动如何可能转化为人们的血铅水平，以及这些血铅水平可能对罗马帝国居民的认知能力产生何种影响。
这项研究并非首次发现罗马时期铅污染和人类铅暴露的显著高峰，大量先前的工作已经通过分析冰芯和泥炭芯、骨骼遗骸和古代基础设施，确立了古代铅污染的普遍性。然而，这项研究的独特之处在于量化了罗马时期污染对血铅水平和智商下降的影响。作者估计，生活在长达 200 年的罗马和平时期（公元前 27 年至公元 180 年之间）的儿童，仅因空气污染，平均血铅水平就可能达到每分升 3.4 微克（比新石器时代背景水平高 2.4 微克/分升），并且这些水平可能导致全人群智商水平下降 2.5-3 个点。
尽管智商是一个有缺陷的指标，但它是衡量铅等物质对人群影响的最佳科学简写之一。铅是一种公认的神经毒素，已知对婴儿和儿童尤其有害。即使是低到中等水平的铅暴露，也可能导致终身健康问题，包括发育迟缓、学习障碍、行为改变、免疫抑制、心脏病、器官损伤、妊娠并发症等。根据世界卫生组织和美国疾病控制与预防中心的说法，没有所谓的安全铅暴露水平。但当铅渗透到环境中时，就无法避免。
罗马帝国存在许多潜在的铅暴露源——从餐具和炊具到水管和葡萄酒。这些都可能加剧当时人们的铅负担。尽管没有一种的传播范围能比得上空气污染，空气污染甚至会暴露到偏远农村地区的人们。开采和冶炼金属矿石，特别是用于罗马硬币白银来源的方铅矿，产生了铅排放，这些排放广泛传播到罗马帝国的各个角落。
“据我所知，这是工业活动造成的第一次大规模污染事件，”这项研究的主要作者、内华达州沙漠研究所（Desert Research Institute）的研究教授兼水文学家乔·麦康奈尔（Joe McConnell）说。“我们的目标是试图了解[由此产生的]潜在健康影响，”他补充道。
为此，他运用了他在冰芯分析方面的专业知识，分析了三个不同北极地点的样本。冰芯作为历史大气条件的冷冻记录，因为空气中循环的颗粒最终会沉降——有些沉降到冰川和冰盖上，并在实际的时间线上被保存下来。利用这些在罗马时代沉降在北极的铅的测量数据，麦康奈尔及其同事随后应用大气模型（与气候科学家使用的模型相同），逆向工程估计了在罗马帝国上空（距离采集样本的格陵兰和俄罗斯数千公里）空气中必须循环的铅量。
他们运行了两种不同的模型场景：一种假设大部分铅污染源自今天西班牙南部一个已知的矿区，第二种假设铅排放源更分散，遍布整个帝国。这两种场景都得出了相似的大气铅估计值。
然后，跨学科研究团队转向当代环境健康分析，这些分析确定了空气中的铅含量与人体血铅水平之间的关系。最后，他们利用来自公共卫生研究的智商下降数据，估计了这些水平可能对认知能力产生的影响。
“研究结果表明，这种铅污染不仅对空气，而且对血铅水平和认知缺陷都产生了明显的影响，”麦康奈尔说。该研究记录的大气铅污染水平低于20 世纪全球铅污染的峰值，当时含铅汽油使用普遍。但他说，这仍然是一个显著且可测量的影响。
“我们的数据显示，在罗马帝国鼎盛时期的 180 年间的铅污染对认知能力下降的影响，大约是 20 世纪暴露高峰期影响的三分之一，”麦康奈尔解释说。“两千年前，人类对欧洲大陆的污染水平达到现代工业水平的三分之一，这个想法相当令人惊讶。大量的环境研究都假设工业化前是一个原始的世界。事实并非如此。”
麦康奈尔补充说，研究计算出的空气污染造成的铅暴露，代表了人们实际接触到的铅的最低限度。在靠近矿山或冶炼作业的地方，空气污染会更加严重。通过饮用水、食物和家用物品，罗马帝国许多人的血铅水平可能更高，因此遭受的损害也更大。
[ 相关：没有人类，地球会怎样？ ]
“这项工作很有趣，我同意他们正在做的事情，”太平洋西北国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory）的化学家肖恩·斯科特（Sean Scott）说，他曾通过骨骼遗骸研究罗马时期的铅含量。尽管斯科特指出，通过结合估计和模型，研究人员放大了他们方法中固有的不可靠性。“我确信这些测量结果非常好，但一旦你从冰芯跳到人体血液，再到智商，就会产生不确定性，”他说。当然，“这是他们能做的最好的了，”他补充道。
麦康奈尔承认这一局限性。“如果未来能更好地量化背景空气污染、儿童血铅水平和健康之间的联系，那就太好了，”他说。他还指出，理想情况下，应该有方法来量化铅和其他工业污染物对健康的进一步影响。
尽管如此，斯科特说，这项新研究勾勒出了人类历史上一个永恒迷人时期的“前所未有的环境变化”。确切知道是什么导致了罗马帝国的灭亡可能是不可能的（斯科特和麦康奈尔都认为，很可能不是单一因素）。但也许研究那个时代的污染能让人们思考历史与我们现在的联系。“当你研究罗马人口和那段时期的历史环境科学，然后看看现代，它会改变你看待世界的方式，”斯科特说。罗马人很可能没有完全意识到他们银矿冶炼的后果。“这让你不禁思考，我们现在正在做什么我们还不了解的事情。”
