“Cuộc chiến” bền bỉ của nhà khoa học trong hành trình loại bỏ xăng pha chì trên toàn cầu

Lần đầu tiên kể từ năm 1923, xăng pha chì bị loại khỏi thị trường khi quốc gia cuối cùng sử dụng xăng pha chì là Algeria chính thức loại bỏ loại nhiên liệu này vào ngày 30/8/2021. Đây là một mốc son chói lọi đối với nền y tế chăm sóc sức khỏe toàn cầu và môi trường, nhưng phía sau đó là cuộc chiến kéo dài hàng thập kỷ của nhà khoa học Clair Patterson- người phát hiện ra các báo cáo về tính độc hại của chì lên con người hoàn toàn bị bóp méo.

Xăng pha chì chính thức “đầu hàng’ ngày 30-8-2021. (Nguồn:Moneyshake).

Đôi nét về xăng pha chì

Xăng là một loại dung dịch nhẹ chứa hydrocacbon, dễ bay và dễ bốc cháy, được chưng cất từ dầu mỏ bằng phương pháp chưng cất trực tiếp và cracking, có tỷ trọng d15= từ 0.70 đến 0.75, có mùi đặc trưng, nhiệt độ sôi từ 35-200°C. Xăng được dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong, kiểu bộ chế hòa khí hay động cơ xăng và nhiều ứng dụng khác. Xăng pha chì có thể hiểu đơn giản trong xăng có pha thêm một lượng nhỏ tetraetyl chì (C₂H₅)₄Pb, có tác dụng làm tăng khả năng chịu nén của nhiên liệu dẫn đến tiết kiệm khoảng 30% lượng xăng sử dụng. Nhưng khi cháy trong động cơ thì chì oxit sinh ra sẽ bám vào các ống xả, thành xilanh. Trong thực tế người ta còn trộn vào xăng chất 1,2 - đibrometan CH₂Br - CH₂Br để chì oxit chuyển thành muối PbBr2 dễ bay hơi thoát ra khỏi xilanh, ống xả và thải vào không khí gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người.

Vào đầu những năm 1920, chất chì bắt đầu được thêm vào xăng để cải thiện hiệu suất động cơ, làm cho động cơ ô tô hoạt động trơn tru và êm hơn. Tuy nhiên, 4 năm sau cảnh báo được đưa ra, khi 5 công nhân được tuyên bố tử vong và hàng chục người khác phải nhập viện vì co giật tại một nhà máy lọc dầu do Tập đoàn dầu mỏ Standard Oil của Mỹ điều hành. Bất chấp điều này, chì vẫn tiếp tục được thêm vào xăng trên toàn cầu. Cho đến những năm 1970, các nước phát triển bắt đầu loại bỏ dần loại nhiên liệu này. Ba thập kỷ sau, vào đầu những năm 2000, thế giới vẫn còn 86 quốc gia sử dụng xăng pha chì.

Theo tuyên bố của Chương trình Môi trường Liên Hiệp Quốc (UNEP) ngày 30/8/2021, quốc gia cuối cùng sử dụng xăng pha chì là Algeria đã chính thức loại bỏ loại nhiên liệu này. Lần đầu tiên kể từ năm 1923, xăng pha chì đã bị loại khỏi thị trường. “Đây là một mốc son chói lọi đối với nền y tế chăm sóc sức khỏe toàn cầu và môi trường. Đó cũng là trái ngọt của hành trình vận động kéo dài hàng thập kỷ”, Inger Andersen, Giám đốc điều hành UNEP nói trước báo giới.

Algeria là quốc gia cuối cùng sử dụng xăng pha chì. (Nguồn: Maudib/iStock).

Clair Patterson - người tiên phong “bảo tồn” xăng không chì

Cameron Patterson tên khai sinh là Clair Cameron Patterson (6/1922 - 12/1995), là tiến sĩ địa hóa học người Mỹ, công tác tại Viện Công nghệ California (Caltech). Trong những năm 1940, Willard Libby ở Trường đại học Chicago (người được giải Nobel vào năm 1960) đề xuất phương pháp tính tuổi bằng các bon phóng xạ, cho phép các nhà khoa học tính tuổi chính xác của xương và các di vật hữu cơ đã giao đề tài cho Clair Patterson (lúc đó đang là nghiên cứu sinh làm luận án) và hứa hẹn phương pháp này có thể tính được tuổi quả đất. Sau 7 năm kiên trì tìm kiếm mẫu vật, vào mùa Xuân năm 1953, ông đã phát hiện và đo lượng chì và urani cực nhỏ trong một tinh thể. Đồng thời tìm ra tuổi của quả đất là 4550±70 triệu năm, con số này hiện vẫn được công nhận. Quan trọng hơn, Patterson phát hiện thấy tính độc hại của chì lên con người hoàn toàn bị bóp méo. Đây cũng là những lý do trong suốt 40 năm các nghiên cứu về độc hại chì này luôn được các nhà sản xuất phụ gia chì tài trợ độc quyền.

Từ đây, việc loại bỏ chì ra khỏi xăng đã trở thành mục tiêu nghiên cứu của cả cuộc đời ông, đồng thời tuyên chiến với ngành công nghiệp chì có lợi nhuận khổng lồ. Công việc của Patterson về chủ đề này đã dẫn đến việc đánh giá lại toàn bộ sự phát triển của nồng độ chì công nghiệp trong khí quyển và cơ thể con người.

Chiến dịch tiếp theo của Patterson là việc cấm tetraethyllead trong xăng và chì hàn trong lon thực phẩm. Do đụng chạm đến lợi ích, nên nhiều tập đoàn năng lượng hồi đó đã ép ông, ngay cả các ủy viên quản trị của Caltech, nơi Patterson công tác làm việc cũng chịu chung số phận. Hậu quả, năm 1971, Patterson bị loại khỏi Hội đồng nghiên cứu quốc gia, nơi ông phụ trách điều tra nhiễm độc và là chuyên gia hàng đầu. Mặc dầu vậy, với với sự kiên trì và lòng quả cảm lớn lao của Patterson mà năm 1970 đạo luật “Không khí sạch” của Mỹ đã được thông qua và năm 1986 lệnh cấm bán xăng pha chì đã được ban bố tại Mỹ. Ngay lập tức lượng chì trong máu người Mỹ giảm đến 80% và chỉ đến năm 2001 người ta mới chính thức thừa nhận điều này.

Clair Patterson qua đời năm 1995 và không hề được vinh danh gì cả. Hai cuốn sách địa chất nổi tiếng viết về xác định tuổi quả đất còn viết sai tên ông, thậm chí đầu năm 2001, một bài viết trên Tạp chí Nature còn “ghi nhầm” Patterson là phụ nữ.

Việc loại bỏ chì ra khỏi xăng đã trở thành mục tiêu nghiên cứu của cả cuộc đời Clair Patterson (Nguồn: Calisphere).

Những tranh cãi xung quanh vai trò Clair Patterson

Clair Patterson là “mẹ đẻ” của xăng không chì

Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA) nếu “cha đẻ” của xăng pha chì là Thomas Midgley Jr., thì “mẹ đẻ” của xăng không chì là Clair Patterson. Cho đến năm 1996, xăng pha chì được xem là hợp pháp tại Mỹ, vì nó cung cấp năng lượng cho ô tô trong phần lớn thế kỷ 20 trước khi mối nguy hiểm do chì gây ra với sức khỏe được khoa học tìm ra. Sau khi phát hiện ra tác động tiêu cực của chì đối với sức khỏe con người và môi trường, xăng không chì đã được thay thế. Điểm nhấn năng lượng mang tính lịch sử này sẽ không bao giờ xảy ra nếu không có công trình khoa học gây tranh cãi của Clair Patterson và có thể của xăng pha chì sẽ tồn tại mãi mãi.

Theo Mental Floss, cái lợi của xăng pha chì ai cũng rõ, nhưng cái hại không phải lúc nào và ai ai cũng tỏ tường. Nó được coi là một món quà "trời cho" vào những năm 1920, khi các người ta bắt đầu thêm chì vào xăng. Nó làm cho động cơ ô tô hoạt động trơn tru và êm hơn, không tốn kém nên được khách hàng Mỹ yêu thích. Những theo Mayo Clinic, những tác hại của nhiễm độc chì lại rất khủng khiếp, chỉ cần một lượng nhỏ cũng đủ để gây tổn thương lâu dài. Chì tetraethyl được tìm thấy trong xăng có thể gây ra ảo giác và chấn động dữ dội, đồng thời có thể giết chết một người nhanh chóng chỉ cần chạm vào da. Nhiễm độc chì ở trẻ em có thể gây ra các vấn đề suốt đời, như chậm phát triển, co giật và các vấn đề về trí nhớ, học tập.

Clair Patterson và Thomas Midgley Jr.- người ủng hộ xăng không chì và kẻ chống lưng xăng pha chì. (Nguồn: Youtube)

Phát hiện ra độc hại của chì trong xăng từ nghiên cứu… thiên thạch

Mặc dù khoa học cảnh báo rằng, chì có thể ảnh hưởng xấu đến môi trường và mọi sinh vật trên hành tinh, nhưng trong nhiều thập kỷ nhiễm độc, chì vẫn bị dư luận thờ ơ. Là một sinh viên thông minh lại quan tâm đến khoa học, Patterson đã được tuyển dụng vào làm việc trong một phòng thí nghiệm quân sự sau khi tốt nghiệp đại học. Ông bắt đầu thiết kế một máy đo khối phổ nhằm tách các đồng vị để tạo ra uranium đã được làm giàu. Nhưng công việc của Patterson đã giúp chế tạo ra các quả bom ở Hiroshima và Nagasaki của dự án Manhattan vào những năm 1940, khiến ông sau đó đã rời bỏ ngành khoa học này một cách lặng lẽ.

Theo CalTech, vào khoảng năm 1953, Patterson đã quản lý dự án đo thành phần đồng vị của chì được tìm thấy trong một thiên thạch. Công trình quan trọng của ông đã chứng minh hành tinh Trái đất đã có hơn 4,5 tỷ năm tuổi. Đây là một khám phá mang tính đột phá, cho đến nay vẫn được công nhận. Sau khi nghiên cứu các mức chì cho công trình xác định niên đại Trái đất, Patterson tiếp tục nghiên cứu chì trong suốt những năm 1960,và phát hiện ra bốn loại chì phổ biến, đồng thời tìm thấy chì vi lượng có trong mọi thứ.

Sau khi đến California nghiên cứu, Clair Patterson đã phát hiện thấy chì trôi nổi trên bề mặt đại dương và bị sốc khi thấy tỷ lệ chì trên đỉnh núi còn cao gấp 100 lần so với trong nước biển. Patterson kết luận, tỷ lệ chì trong khí quyển ở California cao hơn ít nhất 1.000 lần so với mức cho phép. Ông đã rất lo lắng về những phát hiện này, đến nỗi đã dành cả phần đời còn lại của mình để nghiên cứu, tuyên truyền về sự nguy hiểm của chì và cố gắng loại bỏ nó ra khỏi càng nhiều sản phẩm càng tốt. Năm 1965, Clair Patterson đã công bố nghiên cứu mang tên "Contaminated and Natural Lead Environments of Man" (tạm dịch: Người bị nhiễm độc chì và chì trong tự nhiên), đáng tiếc, thay vì ăn mừng, bài báo của ông lại gợi lên sự giận dữ trong nhóm lợi ích.

Phát hiện ra độc hại của chì trong xăng từ nghiên cứu… thiên thạch. (Nguồn: Lindahall).

Ai là người chống Clair Patterson mạnh nhất?

Theo Mental Floss, trong số các nhà phê phán Patterson, có Robert Kehoe là một trong những người đáng gờm nhất. Lý do, phòng thí nghiệm của Kehoe độc quyền nghiên cứu về chì tetraethyl, chưa hết, Kehoe còn được ngân hàng và các công ty xăng dầu lớn như DuPont và General Motors chống lưng. Một số nghiên cứu của Patterson đã được tài trợ bởi các công ty dầu mỏ, nhưng Patterson lại quan tâm nhiều hơn đến khoa học và sự thật. Chính vì vậy Patterson đã mạo hiểm để xuất bản tác phẩm của mình và hậu quả không chỉ bị cắt kinh phí nghiên cứu ngay tức thì, mà còn bị cắt hợp tác như Sở Y tế Công cộng (PHS) ngay sau khi nghiên cứu của ông được xuất bản.

Clair Patterson- nhà khoa học chân chính luôn được dư luận nhớ tới vì công lao phát hiện mối nguy hiểm của xăng pha chì. (Nguồn: Caltech).

Theo NAS Online, năm 1971, Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Mỹ đã viết một báo cáo cho Cơ quan Bảo vệ Môi trường về tác hại của ô nhiễm chì trong không khí nhưng tiếc thay nghiên cứu của Patterson lại bị bỏ qua. Nhưng điều đó không ngăn cản ông vận động loại bỏ chì, nâng cao nhận thức của cộng đồng về các loại thực phẩm nhiễm chì cao, như cá ngừ, vào cuối những năm 1970. Theo OpenMind BBVA, các nhà khoa học không phải là những người duy nhất “nóng mặt” bởi các phát hiện của Clair Patterson, mà một nhà truyền giáo đã từng gõ cửa nhà Patterson cảnh báo, ông sẽ phải xuống địa ngục vì những khám phá của mình.

Mặc dù là người có công lao lớn, cống hiến cả đời cho khoa học nhưng về cuối đời, Patterson vẫn là một nhân vật gây tranh cãi và bị lãng quên. Vào những năm 1980, vỡ mộng về tác hại mà con người gây ra cho môi trường, ông bắt đầu viết một cuốn sách ủng hộ việc kiểm soát dân số. Clair Patterson qua đời năm 1995, cùng năm đó ông được trao Giải thưởng Tyler về Thành tựu Môi trường. Đó là giải thưởng cuối cùng dành cho một nhà khoa học chân chính được dư luận nhớ mãi.

Ví dụ, Kehoe cho rằng mức độ máu của một nhân viên không được có quá 80 microgam chì trên mỗi decilít máu. Điều đó có nghĩa là nếu nhân viên có 65 microgam chì trên mỗi decilit máu, họ được coi là vô sự. Phản bác, Patterson cho rằng, sự thật đã bị bóp méo và ngày nay chúng ta biết rằng, chỉ cần 5 microgam trên mỗi decilít máu đã là quá cao so với ngưỡng an toàn, nhưng những năm đầu thế kỷ 20 người ta lại cho là an toàn, có thể là không biết hoặc cố tình không biết.

Theo NAS Online, mặc dù Patterson đã giúp mang lại sự thay đổi, nhưng do tính quan liêu và trì trệ của hệ thống nó rất chậm trở thành hiện thực. Chì bắt đầu bị loại bỏ khỏi nguồn cung cấp xăng vào năm 1973, nhưng lại không bị loại bỏ hoàn toàn trong 14 năm sau đó. Mặc dù xăng là một chất gây ô nhiễm lớn, nhưng nhận thức về chì của cộng đồng đã tăng lên theo thời gian, vì vậy nó cũng được loại bỏ khỏi các đường ống nước cũ và sơn gia dụng vì nguy cơ nhiễm độc chì ngay cả với liều lượng nhỏ. Trong khi đó Robert Kehoe lại dành nhiều năm để che đậy mức độ cao của chì trong nhân viên công ty dầu mỏ bằng cách phớt lờ hoặc xuyên tạc về tác hại của chì.