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兩項發明讓他成化工「大佬」:一個差點坑了全人類,一個坑慘地球

PubDate:2021-10-18

1963年,美國地質學家克雷爾·派特森在《Nature》上發表了一篇並不怎麼出名的論文,是關于工業鉛污染問題的。

原來這位地質學家通過研究鉛的同位素來確定地球的準確年齡,

而用于鉛同位素研究的實驗室是超潔淨實驗室,但是派特森怎麼也除不掉空氣中含量極高的鉛,這些鉛是從哪裡來的?

派特森測量發現海洋表面的鉛含量是海底的幾百倍,說明鉛含量增高是近期才出現的,特別是在各條河流的入海口,沉積物和水樣中的鉛含量猛然增高,人類血液中鉛含量更是從前的625倍,這一切的鉛異常,統統指向了當時石油巨頭生產的含鉛汽油。

戲劇性的是,派特森論文中披露的事實直接損害的是石油公司的利益,而他用于研究鉛污染的經費全部來源于美國石油基金,換句話說,這就是拿老闆的錢砸老闆的飯碗,果然在論文發表的幾天後,如臨大敵的含鉛汽油公司親自找上門來了,威逼派特森停止關于鉛的一切研究。

後來的事證明派特森並沒有被「老闆」嚇住,親自揭露了「老闆」的罪行,同時,也牽扯出了曾經發明含鉛汽油的「科學巨人」——湯瑪斯·米吉利。

天生的發明家

說起湯瑪斯·米吉利,不得不說這是一個非常厲害的發明家,他的父親也是一位發明家,米吉利一生曾持有一百多項發明,其中就包括讓他聞名于世的含鉛汽油和製冷劑氟利昂。

1916年,年輕的米吉利從康奈爾大學機械工程專業畢業,工程出身的他進入到了通用公司旗下的戴頓實驗室工作。

當時的福特公司可是美國汽車領域的領頭羊,尤其是明星產品T型福特車,已經佔據美國汽車市場的半壁江山,面對福特巨大的市場佔有率,通用公司苦思冥想尋求自身產品的突破點,同時也不得不重視一個自家產品的致命缺陷——爆震現象。

什麼是「爆震現象」?

熟悉汽車的朋友都知道,汽油在化油器中被分散成細小的小液珠,之後混入空氣後進入氣缸,混合氣體在活塞的猛然壓縮下溫度迅速上升,經由火花塞點燃,從而產生繼續推動活塞的巨大能量。

但是汽油中的不同成分燃點不同,

比如正庚烷之類的非常容易燃燒,以至于在氣缸中還未達到點火點就直接發生自燃,產生的衝擊力與活塞運動的軌跡相反,引發發動機震動,嚴重時劇烈的震動可以導致發動機損壞。

于是這一問題就下放給了戴頓實驗室,實驗室的主流思路是從燃油上找突破口,

身為高材生+發明世家的米吉利主動背負起了這個重任,純機械出身的米吉利重新花費了幾年時間學習化學,經過無數次的實驗,米吉利發現在汽油中添加一些重元素可以有效控制爆震現象。

1921年,四乙基鉛,這一化合物很快被米吉利合成了出來,四乙基鉛添加進汽油後,僅僅需要0.1%,就能極大改善爆震現象,關鍵這種化合物成本非常低廉,通用公司大喜,1923年成立了專門生產四乙基鉛的公司,米吉利被提拔為此公司的副總裁,還聯合標準石油公司一起創辦「四乙基鉛公司」,就在前一年,米吉利因為發明瞭抗爆劑被美國化學會授予尼克斯獎章,可謂是名利雙收。

只是四乙基鉛中的「鉛」名聲不太好,通用公司為了蠱惑民眾,將其縮寫為了「乙基」,從此含鉛汽油被大力推廣。

只是生產四乙基鉛的過程並不順利,新公司剛開工沒兩天,就有5名工人因為鉛中毒而死亡,發生這種事媒體可炸了鍋,紛紛質疑「乙基」的安全性,身為「乙基」的發明者和公司副總裁,危機公關肯定是要親自出馬的。

米吉利也是個「狠人」,直接將四乙基鉛倒在手上吸了一分鐘,證明其無害,只是人前瀟灑人後「上頭」,四乙基鉛的毒性讓米吉利緩了整整一年,不過也讓大眾暫時把目光移開了。

休整了幾年的米吉利剛重出江湖,通用公司就給了他一個更有挑戰性的課題,1929年,克裡夫蘭發生了一起冰箱製冷劑洩露事故,直接造成了100多人死亡,通用公司想讓米吉利研究新的用于家用電器的無毒、安全的製冷劑。

米吉利不可否認是真的天才,在認真研究元素週期表後,僅用了3天時間,就找到了一種全新的安全製冷劑——氟利昂,「氟利昂」是氯氟碳化合物(CFC)的統稱,米吉利發現的正是CFC中的一員「二氯二氟甲烷」。

很快無毒、不燃、容易液化的氟利昂迅速替代了先前有毒或者可燃的製冷劑,為了展示氟利昂的無毒性,米吉利直接又開啟了「表演」,直接當著鏡頭,狠狠吸入了一大口氟利昂,將眼前的蠟燭吹滅,真是「效果滿分」。

含鉛汽油對幾代人智力的影響

對于鉛的危害,古羅馬帝國就已經充分展示了其恐怖的一面,古羅馬對于鉛的攝入量非常的高:

一方面,古羅馬的達官顯貴們喜歡用鉛質器具盛酒和釀酒,葡萄酒中的乙酸會與鉛反應生成非常容易溶于水和酒精的乙酸鉛,導致巨量的鉛被攝入。

另一方面,當時提取蔗糖的技術還未出現,想要得到甜味物質只能通過稀少的野蜂蜜,而古羅馬日常的甜味劑選擇了醋酸鉛,也就是強酸壞的葡萄酒放在鉛鍋中煮到粘稠,酸葡萄酒變成了甜味「糖漿」,其中就是因為產生了甜味的醋酸鉛。

長期的慢性中毒加速了古羅馬帝國的滅亡。

鉛屬于神經性毒素,對中樞和周圍神經系統均有明顯的損害作用,鉛會極大的影響乙醯膽鹼的合成和分泌,而乙醯膽鹼是正常智力發育必要的神經遞質,對學習和記憶具有重要的作用,同時,鉛還會抑制δ - 氨基乙醯丙酸脫水酶的合成,導致δ - 氨基乙醯丙酸大量聚集,而這種物質具有假性神經遞質的作用,進一步加劇智力缺陷。

鉛對于兒童的危害,主要在于對海馬體發育的影響,高濃度的血鉛會導致海馬體區域神經元的苔狀纖維變細、變短,樹突結構紊亂,大腦皮層突觸退變,海馬體的作用更是和正常的學習、記憶密切相關。

好在地質學家派特森的揭露起了作用,美國在1993年開始禁用含鉛汽油,中國也在2000年全面停止生產銷售含鉛汽油。短短的幾年內,美國兒童的血鉛含量降低75%,而距離四乙基鉛投入生產,已經過去了整整70年。

至于氟利昂,米吉利因此被評為「地球歷史上對大氣影響最大的個體生物」。

危機公關肯定是要親自出馬的。

米吉利也是個「狠人」,直接將四乙基鉛倒在手上吸了一分鐘,證明其無害,只是人前瀟灑人後「上頭」,四乙基鉛的毒性讓米吉利緩了整整一年,不過也讓大眾暫時把目光移開了。

休整了幾年的米吉利剛重出江湖,通用公司就給了他一個更有挑戰性的課題,1929年,克裡夫蘭發生了一起冰箱製冷劑洩露事故,直接造成了100多人死亡,通用公司想讓米吉利研究新的用于家用電器的無毒、安全的製冷劑。

米吉利不可否認是真的天才,在認真研究元素週期表後,僅用了3天時間,就找到了一種全新的安全製冷劑——氟利昂,「氟利昂」是氯氟碳化合物(CFC)的統稱,米吉利發現的正是CFC中的一員「二氯二氟甲烷」。

很快無毒、不燃、容易液化的氟利昂迅速替代了先前有毒或者可燃的製冷劑,為了展示氟利昂的無毒性,米吉利直接又開啟了「表演」,直接當著鏡頭,狠狠吸入了一大口氟利昂,將眼前的蠟燭吹滅,真是「效果滿分」。

含鉛汽油對幾代人智力的影響

對于鉛的危害,古羅馬帝國就已經充分展示了其恐怖的一面,古羅馬對于鉛的攝入量非常的高:

一方面,古羅馬的達官顯貴們喜歡用鉛質器具盛酒和釀酒,葡萄酒中的乙酸會與鉛反應生成非常容易溶于水和酒精的乙酸鉛,導致巨量的鉛被攝入。

另一方面,當時提取蔗糖的技術還未出現,想要得到甜味物質只能通過稀少的野蜂蜜,而古羅馬日常的甜味劑選擇了醋酸鉛,也就是強酸壞的葡萄酒放在鉛鍋中煮到粘稠,酸葡萄酒變成了甜味「糖漿」,其中就是因為產生了甜味的醋酸鉛。

長期的慢性中毒加速了古羅馬帝國的滅亡。

鉛屬于神經性毒素,對中樞和周圍神經系統均有明顯的損害作用,鉛會極大的影響乙醯膽鹼的合成和分泌,而乙醯膽鹼是正常智力發育必要的神經遞質,對學習和記憶具有重要的作用,同時,鉛還會抑制δ - 氨基乙醯丙酸脫水酶的合成,導致δ - 氨基乙醯丙酸大量聚集,而這種物質具有假性神經遞質的作用,進一步加劇智力缺陷。

鉛對于兒童的危害,主要在于對海馬體發育的影響,高濃度的血鉛會導致海馬體區域神經元的苔狀纖維變細、變短,樹突結構紊亂,大腦皮層突觸退變,海馬體的作用更是和正常的學習、記憶密切相關。

好在地質學家派特森的揭露起了作用,美國在1993年開始禁用含鉛汽油,中國也在2000年全面停止生產銷售含鉛汽油。短短的幾年內,美國兒童的血鉛含量降低75%,而距離四乙基鉛投入生產,已經過去了整整70年。

至于氟利昂,米吉利因此被評為「地球歷史上對大氣影響最大的個體生物」。