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中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2017-10-09 17:02

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。而即使有任何铅出现的迹象,也都被归咎于火山爆发喷出的重金属粒子。然而,近日的一项研究驳斥了这一观点。


来自哈佛大学的 Alexander More 认为,一直以来, 政府和行业标准都高估了自然界中原有的铅含量 ,而普遍认为的“自然”铅含量,则在很大程度上受到了人类活动的影响。


这一结论的得出有赖于最新的高分辨率与超高分辨率分析技术。在 More 及其团队之前,研究冰芯的常用方法是将其切片并融化,这意味着每一根冰芯只能分析一次。此外,这种研究方法也不能精确的定位铅沉积的时期。而 More 及其团队则使用激光融化冰芯表面的微小碎屑,不仅可以多次对冰芯进行分析,对于铅粒子发生沉积的年代的定位也可以精确到年,甚至季度和月份。


在取得阿尔卑斯山上的冰芯样本后,AlexanderMore 及其团队进行了高分辨率和超高分辨率的冰芯取样,并绘制了公元 1-2007 年间冰芯中铅浓度曲线。他们发现,图表中唯一一次明显的铅浓度降低,所对应时间接近1349至1353年间, 也是黑死病的流行时期


这张图表覆盖了公元1-2007年的时期,黑死病时期铅浓度的下降定位在1349-1353年。公元500年附近为期90年的数据中,有一个线性插值的数据。

图片来源:More,A. F., et al. (2017), Next-generation ice core technology revealstrue minimum natural levels of lead (Pb) in the atmosphere: Insightsfrom the Black Death, GeoHealth, 1, 211–219,doi:10.1002/2017GH000064.


在 More 看来,这种联系并不是一种巧合。黑死病流行期间,西欧至少7500万人死亡。当时的总人口锐减 40%-50%。More 及其同事推测, 由于幸存者稀少,以至于无法维持铅矿的开采,从而导致了当时空气中铅含量的降低 。而根据当时的政府记录和目击者证词,发现黑死病肆虐期间,欧洲最大的铅矿确实被关闭。当停止开采铅后,如果铅含量降低至接近零,这就可以表明,前工业时代几乎所有铅污染都是人类活动的结果。More 认为,自然条件下的铅含量非常接近于零,也就是冰芯中所能检测到的最低值。


但有些科学家认为,这一结论并不完全可信。尽管甲烷等其他污染物也呈现了相似的变化,但是为了证实这一观点,More 和其团队还需要在同一地区的其他冰芯中重现他们的数据。冰芯中的不确定因素,如矿物粉尘,也可能产生铅信号。此外,即使是在同一地点提取的多根冰芯中,More 团队发现的这种特征的重现率也并不太高。但不可否认, 在前工业化时代,人类活动就已经导致了铅污染


More 及其团队并不是提出前工业化时代大气铅污染的先驱者,事实上,铅的使用在古代相当普遍。早在罗马帝国时代,铅就被用于管道制造、酿酒与造币。在欧洲中世纪时代,铅也被广泛用于工业、家庭以及医药,其醋酸盐甚至被用于制造葡萄酒和苹果酒的甜味剂。据统计,在罗马帝国四百年间,铅的平均年产量达到 60000 吨。在阿尔卑斯湖的沉积物中,也检测出了高水平的铅污染迹象。这表明,人类的铅污染史最早可追溯至公元前 4000 年,即青铜时代。


为罗马巴斯浴场供水的铅水管

来源:commons.wikimedia.org


人类对于铅的毒性的认识也有久远的历史,最早的纸质记录可见于古埃及人的纸莎草纸卷轴,其中描述了铅被用于谋杀。希波克拉底 (Hippocrates)







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