Воздействие свинца приводит к целому ряду последствий для здоровья человека, причем даже относительно низкие уровни воздействия сказываются на когнитивном развитии детей. Во время предыдущих исследований ученые Института исследования пустынь (ИИП) использовали данные о загрязнении атмосферы во времена Римской империи, сохранившиеся в кернах арктических льдов. Новое исследование ставит перед собой задачу определить, как это загрязнение могло повлиять на европейское население.
В работе, опубликованной 6 января в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, были проанализированы три ледяных керна — три цилиндрических столбика, полученные из толщи льда в результате колонкового бурения. Ученые хотели определить уровень загрязнения свинцом в Арктике в период с 500 года до н.э. по 600 год нашей эры. Эта эпоха охватывает период от расцвета Римской республики до падения Римской империи, причем основное внимание в исследовании уделяется примерно 200-летнему периоду расцвета империи под эгидой Pax Romana (Римский мир).
Идентифицированные в пробах радиоактивные изотопы свинца позволили исследовательской группе определить рудники и металлургические промыслы по всей Европе как вероятные источники загрязнения в этот период. Усовершенствованное компьютерное моделирование движения воздушных масс позволило составить карты уровней содержания вещества в атмосфере в регионе. В сочетании с исследованиями, связывающими воздействие свинца со снижением когнитивных способностей, исследовательская группа также выявила вероятное снижение уровня IQ как минимум на 2-3 балла среди европейского населения за указанные 1100 лет.
«Это первое исследование, в котором данные о загрязнении берутся из ледяного керна и преобразуются для получения атмосферных концентраций загрязнения, а затем для оценки антропогенного воздействия», — говорит Джо Макконнелл, профессор-исследователь гидрологии в ИИП и ведущий автор работы. «Идея о том, что мы можем перенестись на 2000 лет назад, захватывает дух».
История, сохраненная во льду
Лаборатория ледяных кернов Макконнелла в ИИП потратила десятилетия на изучение проб из Гренландии и Антарктиды, где ледяные покровы формировались тысячелетиями.
Используя огромные буры, они кропотливо извлекают ледяные колонны длиной до 3400 метров, достигая все более отдаленные глубины земной истории. Команда Макконнелла создает точные хронологические рамки, используя записи об извержениях вулканов, которые запечатлевают ледниковый период, как открытки из прошлого.
Пузырьки газа, застрявшие во льду, дают представление об атмосфере прошлых эпох, в то время как загрязняющие вещества, такие как свинец, могут быть использованы для интерпретации деятельности горнодобывающих компаний и промышленных предприятий.
Макконнелл начал разрабатывать методы создания очень подробных «свинцовых заметок» во льду более двадцати лет назад, применительно к более близким временам. Когда археологи и историки узнали об этой работе, они обратились к нему в надежде применить эти новые методы к римскому периоду в поисках ответов на давние исторические вопросы. «Результаты исследования изменили наше представление об эпохе, обнаружив точную связь между данными о загрязнении свинцом и историческими событиями, такими как сокращение численности населения, связанное с периодическими эпидемиями», — добавляет соавтор и историк древности Эндрю Уилсон из Оксфордского университета.
В древности загрязнение окружающей среды свинцом было связано в основном с добычей серебра, когда богатый свинцом минерал галенит переплавлялся для извлечения серебра. На каждую полученную унцию серебра в результате этого процесса выделялись тысячи унций свинца, часть которого выбрасывалась в атмосферу.
Современное загрязнение свинцом — причины
В XX веке загрязнение окружающей среды свинцом в основном происходило из-за выбросов транспортных средств, сжигавших бензин с тетраэтилсвинцом. После принятия в 1970 году в США Закона о чистом воздухе, который ограничил использование этилированного бензина, исследователи зафиксировали резкое снижение содержания свинца в крови человека. Однако общенациональный анализ воздействия свинца, особенно на детей, родившихся в период с 1950 по 1985 год, позволил ученым проследить влияние свинца на здоровье и когнитивное развитие.
У взрослых высокие уровни воздействия провоцируют бесплодие, анемию, ухудшение памяти, сердечно-сосудистые заболевания, снижение иммунитета и онкологию. У детей даже низкие уровни воздействия свинца связывают со снижением IQ, проблемами с концентрацией внимания и общим отставанием в развитии. «Поскольку за последние 30 лет загрязнение окружающей среды свинцом снизилось, эпидемиологам и медицинским экспертам становится все более очевидно, насколько вредно вещество для благополучного развития человека», — говорит Макконнелл.
Хотя Центр США по контролю и профилактике заболеваний (CDC) считает, что лишь содержание свинца в крови на уровне 35 мкг/л является основанием для медицинского вмешательства в отношении детей, эксперты признают, что потенциально опасна любая доза свинца, поступившего в организм. «Известно, что свинец оказывает широкий спектр воздействия на здоровье человека, но мы решили сосредоточиться на снижении когнитивных способностей, потому что это то, что мы можем оценить статистическим путем», — говорит соавтор исследования Натан Челлман, доцент кафедры гидрологии снега и льда в DRI. «Снижение IQ на 2-3 балла кажется на первый взгляд безобидным, но если учесть, что это коснулось практически всего европейского населения, то начинаешь воспринимать это серьезно».
Исследование показало, что загрязнение атмосферы свинцом началось в железном веке во времена царя Соломона и достигло пика в конце II века до нашей эры, в период расцвета Римской республики. Затем оно резко снизилось в I веке до нашей эры, во время кризиса Римской республики, а затем стало расти примерно в 15 году до нашей эры после укрепления власти цезарей.
Уровень загрязнения свинцом оставался высоким вплоть до эпидемии чумы Антонинов в 165-180-х годах н.э., которая серьезно обезлюдила Римскую империю. Только в эпоху средневековья, в начале второго тысячелетия н.э., уровень загрязнения Арктики свинцом превысил устойчиво высокие показатели, существовавшие во времена Римской империи. Согласно результатам исследования, за почти 200-летний период расцвета Рима в атмосферу было выброшено более 500 000 тонн свинца.
Разумеется, все познается в сравнении. Данные из ледяных кернов показывают, что за 1970 год планета была отравлена свинцом в 40 раз сильнее, чем за любой год во времена цезарей. Однако не стоит забывать о различии уровней медицины, промышленной безопасности, защиты прав рабочих тогда и сейчас. Так или иначе человек вот уже 2,5 тысячи лет платит здоровьем за технологический прогресс
