До створення Агентства з охорони навколишнього середовища в 1970 році забруднення свинцем було звичайною частиною повсякденного життя в Сполучених Штатах. Воно надходило з заводів, фарб на основі свинцю, труб з питною водою та, перш за все, з вихлопних газів автомобілів. Свинець – це токсичний метал, який з часом накопичується в організмі та пов’язують з проблемами навчання та розвитку у дітей. Зі збільшенням екологічних норм у наступні десятиліття рівень свинцю в навколишньому середовищі різко знизився, а разом з ним і вплив свинцю на людину.
Докази цієї зміни можна знайти й сьогодні.
Він міститься в людському волоссі.
Зразки волосся простежують вплив свинцю з 1916 року
Вчені з Університету Юти проаналізували зразки волосся та виявили різке зниження рівня свинцю, яке триває понад століття тому. Їхні результати показують чітку тенденцію до зниження, яка почалася після запровадження екологічних норм.
«За допомогою наших зразків волосся ми змогли показати, якими були концентрації свинцю до та після запровадження норм Агентством з охорони навколишнього середовища США», – сказав демограф Кен Сміт, заслужений професор сімейних та споживчих досліджень. «У нас є зразки волосся, що охоплюють приблизно 100 років. А коли норми були відсутні, рівень свинцю був приблизно в 100 разів вищим, ніж після запровадження норм».
Метал, який був корисним і небезпечним
Дослідження, опубліковане в PNAS, підкреслює, як захист навколишнього середовища вплинув на результати охорони здоров’я населення. У ньому також зазначається, що деякі норми щодо свинцю зараз послаблюються адміністрацією Трампа в рамках ширших зусиль щодо послаблення екологічних гарантій.
«Ми не повинні забувати уроки історії. І урок полягає в тому, що ці норми були дуже важливими», – сказав співавтор Туре Серлінг, заслужений професор геології та біології. «Іноді вони здаються обтяжливими та означають, що промисловість не може робити саме те, що вона хотіла б, коли вона хоче це зробити або так швидко, як вона хоче це зробити. Але це мало справді, справді позитивний вплив».
Свинець – найважчий з важких металів, і, як і ртуть та миш’як, він накопичується в живих тканинах і є шкідливим навіть у низьких концентраціях. Незважаючи на ці ризики, він широко використовувався протягом десятиліть завдяки своїм практичним перевагам. Свинець зазвичай використовувався в трубах і додавався до фарби для покращення довговічності, пришвидшення висихання та створення яскравіших кольорів. Його також змішували з бензином для покращення роботи двигуна, запобігаючи «стукотуванню» поршнів.
До 1970-х років небезпека для здоров’я була добре відома, що спонукало Агентство з охорони навколишнього середовища США (EPA) почати видаляти свинець з фарби, сантехнічних матеріалів, бензину та інших споживчих товарів.
Як сімейні пам’ятні речі стали науковим доказом
Щоб з’ясувати, чи справді ці зміни в політиці зменшили вплив свинцю на людей, Сміт працював з геологом Дієго Фернандесом та Серлінгом. Фернандес і Серлінг розробили методи визначення місця проживання тварин та їхньої їжі шляхом аналізу хімічного складу волосся та зубів.
Провідне дослідження виникло на основі попередніх досліджень, що фінансувалися Центром старіння університету та Національними інститутами охорони здоров’я. У цій попередній роботі брали участь мешканці штату Юта, які погодилися надати зразки крові разом з детальною інформацією про здоров’я сім’ї.
Для нового дослідження учасників попросили надати зразки волосся з дорослого та раннього віку. Дехто пішов ще далі, знайшовши волосся, збережене в сімейних альбомах, якому доводилося бачити століття. Загалом команда зібрала волосся у 48 осіб, створивши цінний запис про вплив свинцю вздовж Уосатч-Фронту в Юті, району, який колись стикався з сильним промисловим забрудненням.
«Частина Юти дуже цікава через те, як люди відстежують історію своєї родини. Я не знаю, чи можна це зробити в Нью-Йорку чи Флориді», – сказав Сміт, який очолював Програму родоводу та популяції Університету Юти в Онкологічному центрі Хантсмена під час проведення досліджень.
Значна частина цього регіону підтримувала велику плавильну промисловість протягом 20-го століття, особливо в Мідвейлі та Мюрреї. Більшість плавильних заводів Юти закрилися до 1970-х років, приблизно в той самий час, коли Агентство з охорони навколишнього середовища США (EPA) почало запроваджувати суворіші обмеження на використання свинцю.
Чому волосся так добре зберігає свинець
Дослідники проаналізували зразки за допомогою обладнання для мас-спектрометрії на об’єкті, яким керував Фернандес.
«Поверхня волосся особлива. Ми можемо сказати, що деякі елементи концентруються та накопичуються на поверхні. Свинець є одним із них. Це спрощує процес, оскільки свинець не втрачається з часом», — сказав Фернандес, професор-дослідник кафедри геології та геофізики. «Оскільки мас-спектрометрія дуже чутлива, ми можемо зробити це з одним волоском, хоча ми не можемо сказати, де саме у волоссі знаходиться свинець. Ймовірно, він переважно на поверхні, але він також може надходити з крові, якщо це волосся було синтезовано, коли в крові був високий рівень свинцю».
Хоча аналізи крові пропонують точніший знімок впливу в певний момент, волосся набагато легше зібрати та зберегти. Що ще важливіше, це дає уявлення про минулий вплив для людей, які зараз старші або вже не живуть.
«Він насправді не фіксує ту внутрішню концентрацію в крові, яку бачить ваш мозок, але він розповідає вам про загальний вплив навколишнього середовища», – сказав Серлінг. «Одна з речей, яку ми виявили, полягає в тому, що волосся фіксує це початкове значення, але чим довше волосся піддається впливу навколишнього середовища, тим вища концентрація свинцю».
Етильований бензин залишив чіткий хімічний рекорд
Зниження вмісту свинцю у волоссі точно відображає зменшення вмісту свинцю в бензині після створення EPA за президента Річарда Ніксона.
До 1970 року бензин зазвичай містив близько 2 грамів свинцю на галон. Хоча ця кількість може здатися невеликою, масштаби споживання палива зробили її значною. З огляду на те, що щороку спалюються мільярди галонів, це призводить до потрапляння майже 2 фунтів свинцю в навколишнє середовище на людину щорічно.
«Це величезна кількість свинцю, яка потрапляє в навколишнє середовище, і досить локально», – сказав Серлінг. «Він просто виходить з вихлопної труби, піднімається в повітря, а потім опускається. Він перебуває в повітрі протягом кількох днів, особливо під час інверсій, які у нас бувають, і вбирається у ваше волосся, ви його вдихаєте, і він потрапляє у ваші легені».
Після 1970-х років, навіть коли використання бензину в Сполучених Штатах продовжувало зростати, рівень свинцю, виміряний у волоссі, різко знизився. Концентрації знизилися зі 100 частин на мільйон (ppm) до приблизно 10 ppm до 1990 року. До 2024 року середні рівні впали до менш ніж 1 ppm.
Дослідження під назвою «Свинець у архівних даних про волосся документує зниження впливу свинцю (Pb) на людину з моменту створення Агентства з охорони навколишнього середовища США» було опубліковано в PNAS, або Працях Національної академії наук. Підтримку надали Фонд боротьби з раком Хантсмена та Національний інститут раку через грант Базі даних населення Юти та Університету Юти.
