2021年，位于北非的阿爾及利亞政府宣布“自2021年7月起，阿爾及利亞境內所有加油站不再提供含鉛汽油?！?/p>

在同年八月，聯合國環境規劃署發布新聞稿，宣布含鉛汽油時代終結。

含鉛汽油大致是在二十世紀二十年代初問世的，從登場到謝幕，大致經歷了一百年的歷程。

圖片截取自聯合國環境規劃署新聞頁面

在今天，即便是普通人，一提到鉛或者是含鉛化合物，往往是唯恐避之不及。在一百年前，人們為什么要往汽油里加鉛呢？含鉛汽油又帶來了什么樣的后果？

今天，我們就來說一說含鉛汽油。

四乙基鉛和汽油發動機

含鉛汽油并不是直接往汽油里加鉛塊，而是添加一種叫作四乙基鉛的物質。

四乙基鉛，圖片來源：Wikipedia

早在1853年，卡爾·雅各布·洛維格（Carl Jacob L?wig）就已經合成出了四乙基鉛這種物質。但當時并沒有發現這種物質有什么特殊的用處。

而在四乙基鉛誕生之后9年，也就是1962年，尼古拉斯·奧拓（Nicolaus Otto）正在進行內燃機的研究，他當時研究的是四沖程發動機，也就是今天汽油車里發動機的原型，四沖程循環，也被稱作奧拓循環。

奧拓研究四沖程發動機的時候發現了一個麻煩的現象，發動機在工作的時候會產生爆震。爆震現跟很多因素有關，比如使用的汽油辛烷值太低，或者發動機的點火時機不恰當等等，都可能會讓汽油在體積壓縮“不到位”的時候就發生爆燃，從而導致爆震現象。

爆震不僅會讓發動機產生很大的噪聲，同時也會帶來發動機損壞，汽油的燃料效率降低等等問題。

不過奧拓當時并不知道，能解決爆震問題的物質早就被合成出來了。不僅僅是奧拓，在四沖程發動機發明出來之后很長一段時間里，人們只能采用最簡單的方法解決爆震問題，比如提高辛烷的比例。

我們常說的95號汽油、98號汽油，100號汽油，號數說的就是汽油中辛烷的百分比。使用高辛烷值的汽油確實能很大程度上解決爆震問題，但問題也很顯而易見，就是太貴了。

在二十世紀初，一位名叫托馬斯·米基利（Thomas Midgley）的工程師開始在各種各樣的物質中搜尋，希望找到一種能添加到汽油中的物質，解決爆震問題。

米基利嘗試了很多物質，雖然有一些也能起到抗爆震作用，但因為各種各樣的原因它們不適合大規模應用。比如常見的乙醇就有不錯的抗爆震效果，但是想讓它發揮作用需要添加比較大的量，成本實在是太高了。

另外還有乙基碲，它的抗保證效果非常好，能夠將汽油的燃油經濟性提高一倍。但是這種物質有非常強烈的大蒜氣味，如果把它添加到人們每天在用的汽油里，整個世界可能都會充斥著這種難聞的味道，所以它也不合適。

終于，在1921年的年末，米基利對四乙基鉛進行了測試，并且發現，只要往汽油里添加少量的四乙基鉛，就能極大地提高汽油的抗爆震效果。更重要的是，四乙基鉛的價格非常便宜，這種廉價且有效的化合物很快就受到了汽車公司和石油公司的青睞。

走向世界的四乙基鉛

不過即便是在100年前，人們也已經知道了鉛還有含鉛化合物的毒性。往人們每天都要大量使用的汽油里添加四乙基鉛，可能會引起人們的恐慌。

于是，米基利和他所在的公司想到了一個簡單的方法，在宣傳這種抗爆震劑的時候，只將其稱作乙基（Ethyl）。

當時的抗爆震劑廣告，只公開宣布“乙基”，圖片來源：Wikipedia

因為四乙基鉛這種抗爆震劑有效地提高了汽油的燃油效率，單就這一點來說是非常了不起的。所以在1922年12月，美國化學學會授予米基利尼克爾斯獎章。

有意思的是，雖然米基利刻意稱呼這種化合物為乙基，但并不能掩蓋它是含鉛化合物的事實。因為做實驗時候長時間暴露在含鉛的環境中，1923年的時候，米基利休了一個長長的假，按他自己說法“我發現我的肺部受到了嚴重影響，必須放下工作，呼吸新鮮空氣”。

四乙基鉛不僅對米基利的健康造成了影響，在1924年到1925年，多家公司四乙基鉛生產線上的工人紛紛病倒，甚至死亡。而針對這些死亡事件的調查發現，工人的死因就是鉛中毒。

這些事件第一次把四乙基鉛的毒性推向了風口浪尖。

這次風波，也造就了1924年一次“臭名昭著”的新聞發布會。在這次新聞發布會上，米基利親自把四乙基鉛倒在手上，放在鼻子下面聞了整整一分鐘，然后向大家宣布，我幾乎每天都這么做，而且不會受到任何影響。所以完全不用擔心四乙基鉛的毒性。

米基利的話當然是假的，但遺憾的是，這次風波并沒有給四乙基鉛的推廣帶來太大阻礙，經過短暫的停工之后，1926年，四乙基鉛禁令被解除，含鉛汽油開始大量生產，并且很快就走向了全世界。

隨著二戰之后的經濟騰飛以及人們對汽油（特別是高辛烷值汽油）的需求量大大增加，四乙基鉛的需求量也開始激增。

到了二十世紀七十年代，含鉛汽油幾乎占據了全世界的汽油市場。

限制

但就在含鉛汽油沸沸揚揚地占領全球市場的同時，人類的環保意識也開始覺醒。

再加上人們對含鉛污染的研究越來越多，人們漸漸意識到，在過去幾十年里，人為排放到環境中的鉛含量實在是太高了。并且這些鉛還嚴重威脅進入到了人類體內。

1979年，發表在頂級醫學期刊《新英格蘭雜志》（New England Journal of Medicine）上的一項研究發現，在二十世紀七十年代，美國和英國人骨骼里的含鉛量，大約是1600年前古代秘魯人體內的700到1000倍，這個數字遠超研究人員的預想。

同樣是1979年，也是在《新英格蘭雜志》上，一項針對兒童體內含鉛量與心理、課堂表現的研究發現。兒童體內的含鉛量越高，在用“韋氏智力量表”測試的評分就越低。而且體內含鉛量高的兒童，在聽覺、語言處理測試和注意力集中度測試上的表現也更低。

其他關于鉛對于人體健康的負面影響更是數不勝數。

好在，在二十世紀七十年代，人們已經開始采取行動了。

在1973年，美國環境保護署頒布了降低大氣中鉛含量的法規，并在1976年開始實施。在1996年，美國開始全面禁止使用含鉛汽油。

歐盟和瑞士也在2000年1月1日開始全面禁止使用含鉛汽油。中國也在2001年開始禁止使用含鉛汽油。

在2010年之后，只有極少數國家繼續使用含鉛汽油了。而在文章最開頭提到的阿爾及利亞，是最后一個禁止使用含鉛汽油的國家。

可以說，在2021年7月阿爾及利亞也禁用含鉛汽油之后，四乙基鉛徹底退出了歷史舞臺。但是它所帶來的影響并不會立即消失。

在過去100年左右的時間里排放到環境中的鉛，還會以各種各樣的形式進入人類體內，

比如，1976年美國就開始限制含鉛汽油的使用，在1996年徹底禁止，而在2004年，美國兒童血液中的鉛含量才低于世界衛生組織的限制標準的上限。而在2010年才低于美國疾病控制與預防中心（CDC）的限制標準（3.5微克/百毫升）。

美國兒童血液中血鉛濃度，圖片截取自：參考文獻

https://ourworldindata.org/grapher/lead-blood-usa-children

想讓環境中的鉛，特別是和人類生活密切相關的大氣、海洋表層水體、河流湖泊中的鉛恢復到污染前的水平，依然需要相當長的時間。

而且根據世界衛生組織的說法，即便兒童血鉛的濃度低于3.5微克/分升，依然會對兒童的智力造成影響。

世界衛生組織對安全血鉛濃度的說明

所以為了修補這一百年間含鉛汽油“犯下”的錯誤，人類還有很長的路要走。

但無可否認的是，世界各國共同限制、禁止含鉛汽油的使用，也為跨國合作解決環境問題樹立了一個榜樣。用聯合國環境規劃署執行董事英格·安德森（Inger Andersen）的話來說，“成功實施含鉛汽油禁令對全球健康和環境而言都是一個巨大的里程碑”。

參考文獻：

[1] https://www.unep.org/zh-hans/xinwenyuziyuan/xinwengao-31

[2] Ericson J E, Shirahata H, Patterson C C. Skeletal concentrations of lead in ancient Peruvians[J]. New England Journal of Medicine, 1979, 300(17): 946-951.

[3] Needleman H L, Gunnoe C, Leviton A, et al. Deficits in psychologic and classroom performance of children with elevated dentine lead levels[J]. New England journal of medicine, 1979, 300(13): 689-695.

[4] https://ourworldindata.org/leaded-gasoline-phase-out

文章由科普中國-創作培育計劃出品，轉載請注明來源。

作者：代麗 中科院海洋所 海洋生態學 博士

審核：胡海燕 浙江海洋大學 海洋科學與技術學院 教授

來源: 星空計劃

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