Makra László:

 

 

Szemelvények a környezetszennyezés történetéből,

különös tekintettel a levegő szennyezésére, III. rész

 

 

 

Napjainkig számos összefoglaló kötet, illetve tanulmány jelent meg az elmúlt korok környezetszennyezéséről (pl. Brimblecombe, 1987; Brimblecombe and Pfister, 1990; McNeill, 2001, Bowler and Brimblecombe, 2000; Karatzas, 2000, 2001). E dolgozat célja, hogy további adalékokkal szolgáljon a tárgykörben – elsősorban az ókorból és a középkorból.

 

1. Környezetszennyezés az ókorban

A környezet szennyezése egyidős az ember megjelenésével. Amikor az ember használatba vonta a tüzet, a keletkező füst a környezetszennyezés első megnyilvánulása volt. A tüzelőanyagok fűtésre és főzésre történő felhasználása révén kezdetét vette a belső terek légszennyezése. A több ezer évvel ezelőtt lakott barlangok falaira vastag koromréteg települt, ami alapján feltételezhető, hogy a barlanglakók légzését nehezítette, s szemét bántotta a belső térben képződő sűrű füst. A paleolitikumból származó mumifikálódott testek tüdeje gyakran el van feketedve. Az első emberi lakóhelyeken általában nem oldották meg a füst elvezetését (ennek praktikus oka lehetett a szúnyogok távoltartása), s a belső tér füstjének védelmében éltek (McNeill, 2001). [Emberek milliói napjainkban is így élnek. 1993-ban, amikor Nepálban tartózkodtam, végigjártam a Langtang Nemzeti Park számos települését, s a közbülső szállásokat a Himalája déli lejtőjén. A tűzrakó hely füstjét sehol sem vezetik el. A házakban – melyek falai kötőanyag nélkül egymásra rakott metamorf palákból állnak, s a tetejüket gyékény borítja – sűrűn terjeng a füst, csípi a szemet, nem kapni levegőt. Nemhogy aludni nem lehet, de bent tartózkodni is csak rövid ideig bírunk. Kívülről pedig úgy tűnik, mintha égne a ház – a falak hézagain áramlik ki a füst.] A légszennyezés ezen egészségkárosító hatásával együtt élünk több ezer éve.

Számos korai betegségért a környezetszennyezés volt a felelős. A környezetszennyezés legelső oka az emberi ürülék lehetett. Az emberi szervezetben élő bélbaktériumok, mint például az Escherichia coli, a fekáliából az ivóvízforrásokba kerülhettek és megfertőzhették a korai embert. Ez a környezetszennyezés ma is milliók megbetegedésének okozója. A kínaiaknál – akiknél már az ókorban kidolgozott hulladékgyűjtési rendszer működött – a fekáliával történő trágyázás már évezredekkel ezelőtt is lényeges része volt a mezőgazdasági termelésnek. Az ország keleti részén fekvő hordalékos síkságok talajának termékenységét kb. 4000 éve így tartják fenn. Kína több részén ma is követik ezt a hagyományt. Han Suyin írja, hogy „Chengtu városában még a 20. században is (1949-ig) a város leggazdagabbjai közé tartoztak azok a családok, amelyeknek a tulajdonában volt a városi csatorna, s így a csatornában összegyűlt ürüléket eladhatták vidéken” (Markham, 1994). A rizsföldek fekáliával történő trágyázása nagymértékben hozzájárult a talajvíz elszennyezéséhez, mely így ivásra alkalmatlan egész trópusi Ázsiában. Ha viszont a vizet felforraljuk, kicsapódnak belőle a sók, s ily módon ízetlen lesz. A felforralt víz tealevéllel történő ízesítése Kínából származik s az i.e. kb. 2000 évvel kezdett elterjedni a Birodalomban, majd Ázsia szerte (Makra, 2000).

A porszennyeződés is korán megjelent. Janssens feltevése szerint az újkőkorban a kőbányákban, pl. Obourgban, dolgozó emberek – akik naponta faragták ki a kovakövet a mészkőből – szilikózisban szenvedhettek (Markham, 1994). Egész nap a tevékenységük nyomán felszálló kőport szívták be. Néha a földrajzi helyzet volt az oka valamilyen betegség fellépésének. Vizsgálatok tárták fel, hogy Broken közelében, a mai Zambia területén kb. 200.000 évvel ezelőtt élt emberfélék (Hominidák) ólommérgezésben szenvedtek, mert ólom szivárgott be a közeli érctelérből a barlangi lakóhelyük melletti vízforrásba (Markham, 1994).

Az ősi civilizációk környezetkárosító hatása már tartós, máig ható változásokat okozott a környezetben. A hatások már regionális szinten jelentkeztek, de még nem okoztak globális méretű változásokat. Az i.e. 3500-tól az i.e. 1800-ig terjedő 1700 éves periódus alatt a Tigris és az Eufrátesz vidékén a sumér mezőgazdaság hatékonysága egyre romlott és a gabonatermés csökkent amiatt, hogy a talaj sóssá vált. Az öntözővíz megemeli a talajvíz szintjét, s ha a fölösleges vizet csatornák nem vezetik el, a talaj átitatódik vízzel, a benne lévő sók kioldódnak, a felszínen kicsapódnak, s összefüggő kérget alkotnak. A sumérok úgy írták le ezt a folyamatot, hogy „a föld fehérré változott”. Az öntözésre használt víz a talajokat teljesen kilúgozta és a területet mezőgazdasági termelésre egyre alkalmatlanabbá tette. Ez nagymértékben hozzájárult a sumér kultúra hanyatlásához (Markham, 1994; Mészáros, 2002).

Az ókorban a légszennyezésnek csak a városokban voltak számottevő következményei. A korai városokban – mint némely mai településen is – gyakran átható bűzt lehetett érezni, aminek forrása a bomló/rothadó szerves (konyhai) hulladék és az ürülék volt. Ezeken a településeken az ostromok idején – amikor nem nyílt lehetőség az agresszív szagokat kibocsátó anyagok eltávolítására – elviselhetetlen körülmények alakultak ki. Egyiptomi történeti feljegyzések megemlékeznek arról, hogy amikor a núbiai ostromló seregek körbevették Hermopolist – mely a Nílus bal partjára települt, félúton Theba és Memphis között – a városlakók inkább a núbiaiak kegyelmét kérték, mintsem hogy saját bűzös levegőjüket kelljen továbbra is elviselniük (Brimblecombe, 1995). Az ókori városokban általában jelentős volt a szagszennyezés. Arisztotelész (i.e. 384-322) Athenaion Politeia című művében szabályként kimondja, hogy a trágyát a városon kívül, a falaktól legalább 2 km-re kell elhelyezni (Mészáros, 2001). A füst szürkévé tette a márványt az antik városokban, ami klasszikus szerzőket [pl. Horatius (i.e. 65–i.u. 8)] is bosszantott, s törvények sorának meghozatalára késztette – egyebek mellett – az ókori zsidóságot (Mamane, 1987). Az ókori időkben a bűz, a füst és a korom jelentette a légszennyezést.

A környezetszennyezésre számos példa található az ókori Kínában is. Még a Tang kor (i.u. 618-907) előtt Santung hegyeinek fenyőfáit elégették, majd a Tang korban kopárrá vált a Taihang hegység Sanszi és Hopei tartományok határán (Schäfer, 1962). Ugyancsak a Tang dinasztia idején a főváros, Loyang körül 200 mérföld sugarú körben kivágták az erdőket. A fákat jórészt tűzifaként hasznosították, kisebb részüket pedig azon célból égették el, hogy belőlük széntintát nyerjenek a kormányzati hivatalok számára (Epstein, 1992).

A városi légszennyezés és légszennyezettség függ az adott település méretétől, a beépítettség mértékétől, valamint a városban végzett ipari tevékenység jellegétől, különösen a fosszilis tüzelőanyagok használatától. Ahogy az urbanizáció előrehaladt Kínában, a Földközi-tenger medencéjében és Északnyugat-Afrikában, kb. az i.u. 1000 környékétől egyre többen éltek füstös és kormos környezetben. A filozófus és fizikus Maimonides (1135-1204) – akinek kiterjedt tapasztalatai voltak a kor városairól Cordobától egészen Kairóig – úgy találta, hogy a városi levegő „áporodott, füstös, szennyezett, homályos és ködös”, továbbá úgy gondolta, hogy ezt az állapotot a városlakókban lévő „megértést akadályozó tompaság, intelligencia-hiány, valamint emlékezet-kiesés” hozzák létre (Turco, 1997).

A közlekedési nehézségek ugyanakkor korlátozták a városok légszennyezettségének mértékét. A legtöbb energiaigényes iparág (pl. cserépkészítés, üvegműves-, fazekas- és téglaipar, vaskohászat) az erdők közelébe települt, mivel a fűtőanyagnak nagy tömegben a városokba történő szállítása túlságosan költséges lett volna. Ily módon, jóllehet az ipari eredetű légszennyező anyagok rossz szagúvá tették a levegőt, azt kevés ember lélegezte be. A kikötővárosok helyenként kivételt jelentettek, ugyanis a hajók olcsón tudták odaszállítani a fát és a szenet. Így tudta fenntartani Velence az üvegiparát, melynek energiaellátását távoli vidékekről odaszállított fával biztosították. A városi légszennyezettség legnagyobb része azonban a háztartási tüzelőanyagokból származott, ami legtöbbször trágya, vagy fa volt, esetenként pedig kevés füstöt kibocsátó faszén (McNeill, 2001). A kínai városok levegője ugyancsak rendkívül szennyezett lehetett, hiszen a jól kiépített vízi szállítási rendszer (Nagy-csatorna) lehetővé tette a nagy mennyiségű tüzelőanyag felhasználást – legalábbis a Szung kori (i.u. 960-1279) fővárosban, Kaifengben. Kaifeng (Pekingtől 500 km-re délre) valószínűleg az első olyan város volt a világon, amely energia-ellátását a fáról szénre helyezte át. Ez a váltás a 11. század végén történt, amikor a városnak már hozzávetőlegesen egymillió lakosa volt. Azonban a szénfűtés nem tartott sokáig, mivel Kaifenget lerombolták a mongolok 1126-ban, s akik megmaradtak, azok között a pestis pusztított a 13. század elején (Hartwell, 1967).

A környezetszennyezés koncentráltan az emberi társadalmak kialakulásával egyidejűleg jelentkezett. Még a legkorábbi társadalmakban is gyakran fordultak elő széleskörű környezeti károk. Szennyezték a levegőt, a vizeket, pusztították a talajt, kiirtottak növény- és állatfajokat. A korai társadalmak által okozott környezeti változások mértéke viszont általában csekély volt – a környezet általában hamar regenerálódott. Emiatt manapság sokan nem tudnak ezekről, ami az embereket elnézőbbekké teszi a korai társadalmakkal szemben, összehasonlítva a mai városi környezetben élőkkel. Ugyanakkor van példa olyan környezet-átalakító tevékenységre az ókorban, amely napjainkra is maradandó változást idézett elő. A Balkán-félszigeten és a mai Görögország területén az erdők arányának csökkenéséhez hozzájárulhatott az, hogy a hajóépítéshez nagy területeken vágták ki az erdőket. Azonban az is lehetséges, hogy a tömeges erdőpusztulás azóta következett be, hogy szárazabbá váltak a nyarak a Mediterráneumban (Karatzas, 2000). Ez utóbbinak viszont semmi köze az emberi tevékenységhez. A szűkös nyári csapadék csenevész növényzetet és bozótosokat tart életben, mely utóbbiak a legigénytelenebb jószágok – a juh és a kecske - megélhetését biztosítják. Ezek az állatok – azáltal, hogy teljesen lelegelik a lejtőket – fokozzák a talajeróziót. A fellazult vékony talajréteget a téli esők lemossák a lejtőkről, s a folyamat eredményeképpen – teljessé téve a lepusztulást – hamarosan felszínre kerül a csupasz mészkő alapkőzet.

Az erdőirtásra, s a fák kivágására másutt is találunk példákat. Salamon király idején 5000 km² erdőt alkottak a cédrusok. A cédruserdők említésével először i.e. 2500-2300 táján találkozunk. Ma elenyésző foltokat találunk ugyanott. A Római Birodalom virágkorában a Bagdadtól Damaszkuszig vezető országutat végig fák árnyékolták. Ma sivatag a két város közötti út (McNeill, 2001).

Számos kultúra hangsúlyozta, hogy a környezettel harmóniában kell élni, de még ott is, ahol ezt minduntalan hangoztatják (pl. a keleti társadalmakban), a környezeti ideálok gyakran elvesznek az anyagi szükségletek felszínén.

A klasszikus kor nagyvárosainak légszennyezési problémáiról a kor költői is szolgáltattak némi információt. Horatius (i.e. 65–i.u. 8) megemlíti, hogy a római épületek egyre feketébbek a füsttől, s ez a probléma még számos ókori városban is bizonyára fennállt. Seneca (i.e. 4–i.u. 65) – Nero császár (i.u. 37-68.) tanítója – egész életében betegeskedett, s orvosa gyakran tanácsolta neki, hogy hagyja el Rómát. Egyik levelében, i.u. 61-ben azt írta Luciliusnak, hogy el kell hagynia Róma nyomasztó füstjét és a konyhai szagokat, hogy jobban érezhesse magát (Heidorn, 1978).

A római jog már arról is intézkedik, hogy a sajtkészítő műhelyeket úgy kell telepíteni, hogy azok füstjükkel a többi házat ne szennyezzék (Mészáros, 2002).

A római szenátus kb. 2000 éve hozott egy törvényt, mely a következőképp hangzik: „Aerem corrumpere non licet”, azaz „A levegőt szennyezni nem szabad.”

 

1.1. Az ólom bányászata és kitermelése

Az ókori Mediterráneumban a bányászat és a kohászat alapvető szerepet játszott a gazdasági életben. Attika ólombányáinak ártalmas füstje Xenophon (i.e. 434-359) és Lucretius (i.e. 98-55) szerint károsította az egészséget (Weeber, 1990).

Az ólmot legfontosabb ércéből, a galenitből vonják ki, melynek ólomtartalma 86,6 %, ami emellett arzént, ónt, antimont és ezüstöt is tartalmaz. A világ ezüsttermelésének legnagyobb része galenitből származik, nem pedig ezüstércből, mivel előbbit sokkal nagyobb tömegben bányásszák és dolgozzák fel. Az ezüstérmének, mint fizetőeszköznek a bevezetése (kb. i.e. 2700) után még sokáig az ezüst kinyerése volt a galenitbányászat elsődleges célja, az ólom csupán mellékterméknek számított (Boutron, 1995).

Az ólomtermelés kezdetei kb. az i.e. 4000 körüli időszakra tehetők. Számottevő kitermelése mintegy ezer évvel később kezdődött, miután az ólom szulfidos érceiből új olvasztási technikát fejlesztettek ki az ólom (valamint az ezüst) kinyerésére. Az ólomérc kitermelése, valamint az ólom felhasználása a réz-, a bronz- és a vaskorban folyamatosan emelkedett (Nriagu, 1983a). Ezt az emelkedést az ezüstpénzek bevezetése, valamint a görög civilizáció fejlődése is elősegítette (akkoriban az ólomtermelés 300-szorosa volt az ezüst termelésének). Az ólomtermelés a 80.000 t/év maximumát a Római Birodalom virágkorában érte el, mely kb. akkora nagyságrendű volt, mint az ipari forradalom ólomtermelése kb. 2000 évvel később (Hong et al., 1994a). Az ólmot főként az Ibériai félszigeten, a Balkánon, az ókori görögök területén és Kis-Ázsiában bányászták (Nriagu, 1983a). Az ólomtermelés a Római Birodalom bukását követően drasztikusan csökkent, s az i.u. 900 tájékán érte el a néhány ezer t/év minimumát. Majd a termelés a kb. az i.u. 1000-től megnyitott új közép-európai ólom- és ezüstbányáknak köszönhetően újra emelkedni kezdett (1. ábra).

 

1.2. Az ólom felhasználása és alkalmazásai

A római időkben az ólom volt a legnépszerűbb fém, melyet széleskörűen alkalmaztak a mindennapi életben. Vegyületeit arcpúderként, rúzsként, vagy álarcfestéshez használták, illetve festékekben – mint színezéket – alkalmazták. Használták továbbá élelmiszerek tartósítására, illetve borhoz is adagolták erjedésének megakadályozására. Ólomvegyületeket használtak születésszabályozó szerként (mint spermaölő anyagot), valamint fűszerként is. Az ólom ötvözeteiből kupákat, tányérokat, kancsókat, edényeket és serpenyőket készítettek. Pénzérméket is készítettek ólomból, valamint ólom és más fémek, pl. réz, ezüst és arany ötvözeteiből. Mivel ellenáll a korróziónak és könnyen megmunkálható, a hajógyártásban, építkezéseken, valamint vízvezetékek építésénél is széleskörűen alkalmazták. Építkezéseken pl. a mészkő/márvány építőelemek közé öntötték, s ily módon kötőanyagként szolgált. Az ókori Rómában és a Római Birodalom más városaiban a vízvezetékrendszer csöveit ólomból készítették – ez volt ebben az időben az ólom legfontosabb felhasználási területe. (Babilóniában a Nabú-kudurri-uszur (régies írásmóddal: Nabukodonozor, király, élt i.e. 605-562) által épített függőkert öntözésére ugyancsak ólom vízvezetékrendszert használtak.) Mindezek miatt az ólmot római fémként is szokták említeni (Markham, 1994)].

 

1.3. Az ólom által okozott betegségek

Mind az ólom, mind vegyületei mérgezők. Szervezetbe jutásukat az ólom némi illékonysága (ólomgőz), csekély porlódása (ólompor), valamint egyes vegyületeinek (pl. a benzinadalék ólom-tetraetil) illékonysága, vagy vízoldhatósága (pl. ólom-acetát) teszik lehetővé. Az ólommérgezés tünetei a fejfájás, hányinger, hasmenés, ájulás és görcs.

A rómaiak tudták, hogy az ólom veszélyes fém, hiszen felfigyeltek az ólombányákban dolgozók betegségeire. Mivel azonban széleskörűen hasznosították, figyelmen kívül hagyták a veszélyt. Azt hitték, hogy ha csak kis mennyiségben kerül be a szervezetbe, akkor kevésbé káros. A vízvezetékek ólomcsöveiből a szabad szén-dioxidot tartalmazó víz hatására az oldatba jutó ólomvegyületek az emberi szervezetben feldúsulnak és esetleg bénulással járó ún. ólombetegséget okozhatnak. Az ételekben és az ivóvízben jelenlévő ólom meddőséghez, vagy halva születéshez vezethetett (Goldstein, 1988). A bányászok szenvedtek azonban leginkább az ólom káros hatásaitól, ezért a rómaiak általában rabszolgákat dolgoztattak a bányákban. A görög-római időkben pl. becslések szerint több százezer ember (elsősorban rabszolga) halt meg akut ólommérgezésben a bányászat, illetve az olvasztási folyamatok során (Nriagu, 1983a; 1983b; Hong et al., 1994a). Lehetséges, hogy Caligula (i.u. 12-41) és Nero császárok szélsőséges megnyilvánulásai is ólommérgezés következményei voltak (Goldstein, 1988).

Számos kutató szerint a Római Birodalom hanyatlásának egyik valószínű oka a kiterjedt ólombányászatból, valamint a széleskörű ólomfelhasználásból eredő mérgezések tömeges előfordulása lehetett (Nriagu, 1983a; 1983b; Hong et al., 1994a).

A 20. században a kopogásgátló anyagként évtizedekig használt ólom-tetraetilből származó ólomvegyületek okoztak és okoznak környezetszennyezést. A légkörből kiülepedő ólomvegyületek a kultúrnövényeken lerakódva a táplálkozási láncon keresztül, vagy belégzéskor jutnak szervezetünkbe. A petrolkémiai ipar csak nemrégiben tudta helyettesíteni a benzinadalékként használatos ólom-tetraetilt tercier-butil-metiléterrel, mely ólommal már nem szennyezi a környezetet (Boutron, 1995).

 

1.4. Ókori fogminták ólomszennyezettsége Nagy-Britanniában

A Természetes Környezetet Kutató Tanács (Natural Environment Research Council) és a Brit Geológiai Felügyelet (British Geological Survey) munkatársai a római-brit és a kora-középkori emberek fogzománcában található ólom koncentrációját tanulmányozták Nagy-Britannia különböző területein, s azt összevetették a mai ember fogzománcának ólomkoncentrációjával. Az 1980-as évek elején Nagy-Britanniában végzett széleskörű vizsgálat alapján a mai emberek fogzománcában az ólomkoncentráció helyről helyre alig változik, s átlagos értéke 3 ppm. Újabb tanulmányok szerint a mai gyerekek fogzománcában ugyanez a paraméter mindössze néhány tized ppm, ami azt jelzi, hogy az ólomkoncentráció jelen légköri szintje csökken – köszönhetően a globális ólomemisszió bizonyítható csökkenésének. Ugyanakkor a neolitikumban – amikor még nem használtak fémeket – az emberek fogzománcában az ólomkoncentráció átlagos értéke 0,3 ppm volt. Ez az érték tizede annak a terhelésnek, ami a mai kor emberét éri, s valószínűleg hasonló ahhoz az értékhez, ami korunk gyerekeihez jut el.

A Nagy-Britannia területén egykor élt római, angolszász és viking népesség fogmintáinak elemzésekor arra az eredményre jutottak, hogy voltak olyan emberek, akiknek a fogzománcában az ólomkoncentráció meghaladta a 10 ppm értéket. Ekkora nagyságrendű koncentrációk foglalkozási és akut kitettséghez társíthatók, s feltételezik, hogy az ólomszennyezés igen fontos probléma volt mind a római-, mind pedig kora középkori elődeink számára.

Ez arra vezethető vissza, hogy Anglia, Skócia, Wales és Írország mind gazdagok természetes ólomlerakódásokban. Továbbá ezen országok mindegyike hatalmas ércvagyonnal rendelkezik, melyet az antik kor óta folyamatosan bányásznak. Valószínűleg Nagy-Britannia gazdag ólomtartalékai – a hozzájuk kapcsolódó ezüstkészletekkel – vonták magára Róma kezdeti érdeklődését a birodalom későbbi legészakibb tartományának meghódítására. Tudjuk, hogy a Nagy-Britanniában egykor élt római-brit, angolszász és viking lakosság a folyamatosan működő bányák miatt számottevő ólomterhelésnek volt kitéve, amit a fogaikba beépülő ólom jellegzetes izotóp-összetétele jelez.

Ugyanakkor e korban a magas ólomtartalmat nemcsak a bányákban, kohókban és a fémmegmunkálók dolgozóinál, hanem a gyermekek fogzománcában is kimutatták. Ez arra utal, hogy a magas ólomkoncentráció inkább környezeti, semmint foglalkozási ártalomnak számított.

 

1.5. Regionális és hemiszférikus léptékű légköri ólomszennyezés

Az 1957-58-ban lezajlott Nemzetközi Geofizikai Év során indítottak először kiterjedt kutatási programokat Grönlandon és az Antarktiszon a több százezer év során keletkezett hó- és jégrétegekben tárolt információk alapján a több ezer évvel ezelőtti időszakok lehetséges hemiszférikus léptékű légszennyezésének megállapítására. A későbbiek során az e területekről származó jégmagok bőséges információt szolgáltattak az emberi tevékenység légköri hatásairól (pl. Boutron et al., 1991; 1993; 1994). A Grönlandon a legmélyebbre hatoló furat egy 7760 éves időintervallumnak felel meg, mely jóval megelőzi azt a kort, amikor a galenitből először olvasztottak ezüstöt. Eddig az időszakig beszélhetünk a légköri ólomkoncentrácó háttérszintjéről (Boutron, 1995).

Egy 9000 láb (1 láb = 30,48 cm) vastagságú grönlandi jégmag kémiai analízise lehetővé tette, hogy a jelentől számítva 7760 évre visszamenően információt gyűjtsünk az elmúlt korok légszennyezettségéről. Eszerint a légköri ólomkoncentráció az ólomtermelés kezdete előtt – amikor a légköri ólom csupán természetes forrásokból származott – alacsony volt. Ekkor a légköri ólom dúsulás tényezője 1-hez közeli volt (0,8), ami azt jelenti, hogy ez az ólom a talajokból és a kőzetekből származik. 3000 évvel ezelőtt a légköri ólomkoncentráció lényegében megegyezett az ólomtermelés kezdetekor mért szinttel. Ez azt mutatja, hogy az antropogén eredetű ólomemisszió ekkor még elhanyagolható mértékű volt a légkörbe természetes úton kerülő ólom mennyiségéhez képest. Az i.e. 5. században a légköri ólomkoncentráció emelkedni kezdett, s a görög-római időszak során (az i.e. 400 és i.u. 300 között) az ólom dúsulási tényezője elérte a 4 értéket, s hét évszázadon át ilyen magas szinten maradt. Azaz a korábbi, természetes értékekhez képest négyszer magasabb légköri ólomkoncentrációt mutattak ki erre a periódusra a grönlandi hó- és jégtakaróban. Ez az eddigi legrégebbi dokumentált hemiszférikus léptékű légköri szennyeződés, csaknem kétezer évvel az ipari forradalom előtt, s jóval minden más környezetszennyező hatás előtt (Hong et al., 1994a).

A Római Birodalom virágkorában – kb. 2000 évvel ezelőtt – a feldolgozott maximális évi 80.000 t ólomnak kb. 5 %-a került a légkörbe, ami 4000 t/év légköri kibocsátási csúcsot eredményezhetett (Hong et al., 1994a). A fémfeldolgozásból származó ólomemisszió számottevő lokális és regionális levegőszennyezést is okozott Európa szerte, mely kimutatható pl. a dél-svédországi tavi üledékekben (Renberg et al., 1994). Továbbá ezen emissziók jelentősen szennyezték a troposzférát az Arktisz fölött (Hong et al., 1994a).

Rosman azt vizsgálta, hogy az ókori légkörbe kerülő ólomszennyezés honnan származik. A jégmagban található ólomizotópok arányainak elemzése alapján a Spanyolország területén található bányák voltak a légköri ólom fő forrásai. Ezeket a bányákat Karthágó ellenőrizte az i.e. 535-205 között, majd őket a rómaiak követték egészen az i.u. 410-ig. A grönlandi jégtakaróban található ólom kb. 70 %-a az i.e. 150 – i.u. 50 közötti periódusban a Spanyolország délnyugati részén található Rio Tinto bányavidékéről származik (Rosman et al., 1993).

A görög-római időszak során a Grönland fölötti troposzférában az ólomkoncentráció négyszeres növekedésének jelentős része az ólom/ezüstbányászatból és -feldolgozásból származott. A Római Birodalom idején a világ ólomtermelésének kb. 40 %-át Spanyolország, Közép-Európa, Britannia, Görögország és Kis-Ázsia biztosította (Nriagu, 1983a). Az ólmot nyitott kemencékben olvasztották, amelyeknél a kibocsátást nem ellenőrizték. A távozó apró aeroszol szemcsék – ma már ismert útvonalakon – könnyen eljuthattak az Arktisz térségébe (Hong et al., 1994a).

A Római Birodalom bukását követően a légköri ólomkoncentráció drasztikusan lecsökkent, s a 7760 évvel ezelőtti háttér koncentrációs szintre esett vissza. Majd a középkor és a reneszánsz időszakában ismét emelkedni kezdett, s 470 évvel ezelőtt a Római Birodalom időszakára kimutatott érték dupláját érte el (Boutron, 1995). Aztán folyamatos volt az emelkedés az ipari forradalmat követően is, majd az 1930-as évektől kb. 1960-ig gyors növekedést jeleztek a grönlandi hó- és jégminták. Ez az üzemanyagok ólomtartalmú kopogásgátló adalékanyagaira vezethető vissza, melyeket 1923-ban alkalmazták először (Nriagu, 1990). Világméretekben az 1970-es években az ólomtartalmú adalékanyagok 2/3-át az USA használta fel, amelyek 70 %-a a gépjárművek kipufogógázaival közvetlenül a légkörbe került. Az 1960-as években megfigyelt légköri ólomkoncentrációk kb. 200-szor voltak magasabbak a természetes értékeknél. Ez az egyik legsúlyosabb – valaha feljegyzett – globális léptékű környezetszennyezés a Földön (Boutron, 1995). Az 1970-től megfigyelt jelentős mértékű csökkenés az ólmozatlan üzemanyag növekvő használatára vezethető vissza. Napjainkban az USA-ban eladott benzin teljes egészében, az Európában eladott pedig egyre növekvő arányban ólommentes (Nriagu, 1990). A legutóbbi időszak légköri ólomkoncentrációjának 75 %-áért Eurázsia a felelős (Rosman et al., 1993).

A légkör ólomszennyezettsége az Antarktisz fölött is kimutatható már a 20. század elejétől. Az ólmozott üzemanyagok használata, majd visszaszorulása szintén nyomon követhető. Továbbá megállapítható az is, hogy az itteni antropogén eredetű ólom jelentős része Dél-Amerikából származik (Boutron, 1995). Ugyanakkor az ólom (és más nehézfémek) természetes változásai szintén számottevőek voltak az Antarktisz légterében a földtörténeti múlt során. Alacsony értékek fordultak elő a holocén időszakban, míg ennél két nagyságrenddel nagyobb ólomkoncentrációt mutattak ki az utolsó glaciális maximum idején, kb. 20.000 évvel ezelőtt (Boutron and Patterson, 1986).

 

1.6. A réz bányászata és kitermelése

Kezdetben (kb. 7000 éve) a rezet termésrézből állították elő. Ez volt a fő kinyerési módszer kb. 2000 éven át, miután az oxidos és karbonátos ércek olvasztási technikájának fejlődése és a tin-bronz megjelenése elhozta a valódi bronzkort. Ezt követően a termelés folyamatosan nőtt. A 2700-4000 évvel ezelőtti periódusban az összes termelés kb. 500.000 t volt (Tylecote, 1976).

A római korban ugrásszerűen emelkedett a réztermelés. Ebben az időszakban a rézötvözeteket egyre nagyobb mértékben használták úgy katonai, mint polgári célokra (pl. pénzverés). A termelés kb. 15.000 t/év mennyiséggel kb. 2000 éve érte el maximumát. A főbb termelési körzetek Spanyolország területén (ebben az időben a világtermelés több mint fele innen – Huelva és Rio Tinto körzeteiből – származott), Cipruson és Közép-Európában voltak (Hong et al., 1996a). Az összes termelés a 2250-1650 évvel ezelőtti periódusban mintegy 5 millió tonna volt (Healy, 1988).

Általában, bármely fémről van szó, a kitermelés csúcsa az ország fénykorával, annak csökkenése az ország hanyatlásával jár együtt. Ez érvényes a Római Birodalomra és Kínára egyaránt. Az összes fémérc kitermelésének csökkenése – beleértve a rezet is – a Római Birodalom erejének gyengülésével kezdődött. A birodalom bukása után az európai réztermelés jelentősen visszaesett. A világtermelés kb. 2000 t/év szinten stagnált a 8. századig, majd a középkorban ismét emelkedni kezdett. Ez az emelkedés európai részről különösen a 9. századi német és a 13. századi svéd új bányamegnyitásoknak köszönhető (utóbbi különösen Falun térségében) (Pounds, 1990).

A Római Birodalmon kívül már régtől fogva jelentős réztermelés folyt Délkelet-Ázsiában és a Távol-Keleten is. Amikor a kínai Han dinasztia (i.e. 206 – i.u. 220) kiterjesztette befolyását Délkelet-Ázsiára, Kína réztermelése kb. 800 t/év volt. A középkorban a világtermelés legnagyobb része Kínából származott (az északi Szung dinasztia uralkodása alatt). Ezen időszakban a kínai termelés elérte a 13.000 t/év maximumot, s ez okozta a 15.000 t/év világtermelési csúcsot az i.u. 1080-as években. A kitermelt réz jelentős részét pénz előállítására használták (Archaometallurgy Group, Beijing University of Iron and Steel Technology, 1978). Az ezt követő néhány évszázad során a termelés drasztikusan visszaesett (kb. 2000 t/év a 14. században), mielőtt újra növekedni kezdett volna az ipari forradalomtól kezdve napjainkig (2. ábra). (Összehasonlításképp: a Föld réztermelése az ipari forradalom kezdetén 10.000 t/év volt.)

 

1.7. Regionális és hemiszférikus léptékű légköri rézszennyezés

Az antropogén rézfelhasználás kezdetei előtt – kb. 7000 éve – a légköri réz összes mennyisége természetes forrásból származott, s ez a helyzet még 2500 évvel ezelőtt sem változott. A 2500 évvel ezelőtti időszaktól kezdve a légköri rézkoncentráció növekedett, ami az északi félgömbön bekövetkezett nagymértékű rézszennyezés következménye (Hong et al., 1996b).

A rézemissziók az ókortól napjainkig bányászati és fémkohászati tevékenységekből származnak. Ehhez csak kis mértékben járulnak hozzá egyéb antropogén tevékenységek (pl. vas- és színesfémgyártás, faégetés).

A termeléshez kapcsolódó légköri emisszió a jelentős technológiai módosulásokkal összefüggésben az elmúlt 7000 évben számottevően változott. Az ókorban a kezdetleges olvasztási eljárások miatt az emissziós faktor kb. 15 % volt. A szulfidos ércek feldolgozásának számos lépését (pörkölés, olvasztás, oxidálás, tisztítás) kezdetben nyitott kemencékben hajtották végre. Az ipari forradalomig az emissziót figyelmen kívül hagyták. Csak ezután terjedtek el a fejlettebb kemencék és az újabb metallurgiai eljárások. A 19. század közepétől a fémfeldolgozás folyamata öt lépésre csökkent. Ezek a műszaki fejlesztések az emissziós faktor jelentős mértékű csökkenését eredményezték. A 20. században ez a tényező már csak 1 %, majd további változtatások bevezetésével mindössze 0.25 % (Hong et al., 1996a; 1996b).

A Római Birodalom korától kezdve emelkedett a Cu/Al arány a jégmintákban, ami arra utal, hogy ebben az időszakban számottevő rézszennyezés lépett föl az Arktisz fölötti troposzférában. Ez a réz valószínűleg a feldolgozás magas hőmérsékletű szakasza során keletkezett, mint kis szemcseméretű aeroszol, s került a légkörbe. Ezek az aeroszolok könnyen eljuthatnak az Arktisz térségébe a közepes szélességekről, ahol keletkeztek (a római korban: főként a Földközi-tenger medencéje, elsősorban Spanyolország; a középkorban: Kína).

A jégmintákban tapasztalt Cu/Al arány változása megegyezik az antropogén réz emisszió becsült változásával. A grönlandi jégből származó adatok alacsony értékeket mutatnak a kb. 2500 évvel ezelőtti időszakig, közepes értékeket a római időktől az ipari forradalomig, s hirtelen emelkedő értékek mutatkoznak a jelenhez közeli időszakban. A római kori adatok nagy változékonyságot jeleznek. Ez valószínűleg arra vezethető vissza, hogy ebben a korban a réz előállítása rövid időszakonként történt, annak függvényében, hogy éppen mennyi rézpénzre volt szükség (Hong et al., 1996b).

A grönlandi jégminták szerint – a termelési adatokat összevetve az emissziós faktorokkal – a légköri rézkibocsátás két alkalommal kulminált az ipari forradalmat megelőző időszakban: az első csúcs a Római Birodalom fénykorában lépett fel kb. 2000 évvel ezelőtt, mintegy 2300 t/év értékkel, amikor elterjedt a fémpénz használata az ókori Mediterráneumban, a második pedig az északi Szung dinasztia (960-1279) virágkorában, az i.u. 1080 tájékán mutatkozott Kínában kb. 2100 t/év értékkel, amikor a kínai gazdaság erősen piacosodott, s fellendült a réztermelés. Mivel akkoriban a kohászati technológia még kezdetleges volt, a kiolvasztott réznek kb. a 15 %-a a levegőbe került. Jóllehet a római- és a Szung kori teljes rézemisszió nagyjából a tizede az 1990-es években történt rézkibocsátásnak, a réztermelés ugyanakkor a modern kori szint egy századát sem érte el. A rézemissziók által előidézett hemiszférikus léptékű légszennyezés több mint 2500 éves múltra tekinthet vissza, s a római- és a Szung kor rézkibocsátási mutatói olyan magasak voltak, mint 1750 előtt soha máskor (Hong et al., 1996a).

 

Köszönetnyilvánítás

Köszönetet mondok Claude F. Boutron-nak, valamint Peter Brimblecombe-nak rendkívül konstruktív tanácsaikért és javaslataikért, Rácz Lajosnak önzetlen segítségéért, valamint Noa Fellernek, Ian Strachannak és Keith Bouchernek a hasznos információkért. Megköszönöm továbbá Csikász Lajos közreműködését az ábrák elkészítésében.

 

Hivatkozások

Archaometallurgy Group, Beijing University of Iron and Steel Technology, 1978: A Brief History of Metallurgy in China. Science Press, Beijing

Boutron, C.F. and Patterson, C.C., 1986: Lead concentration changes in Antarctic ice during the Wisconsin/Holocene transition. Nature, 323, 222-225.

Boutron, C.F., 1995: Historical reconstruction of the Earth’s past atmospheric environment from Greenland and Antarctic snow and ice cores. Environmental Review, 3, 1-28.

Boutron, C.F., Görlach, U., Candelone, J.P., Bolshov, M.A. and Delmas, R.J., 1991: Decrease in anthropogenic lead, cadmium and zinc in Greenland snows since the late 1960s. Nature, 353, 153-156.

Boutron, C.F., Rudniev, S.N., Bolshov, M.A., Koloshnikov, V.G., Patterson, C.C. and Barkov, N.I., 1993: Changes in cadmium concentrations in Antarctic ice and snow during the past 155,000 years. Earth and Planetary Science Letters, 117, 431-444.

Boutron, C.F., Candelone J.P. and Hong, S., 1994: Past and recent changes in the large scale tropospheric cycles of Pb and other heavy metals as documented in Antarctic and Greenland snow and ice: a review. Geochimica et Cosmochimica Acta, 58, 3217-3225.

Bowler, C. and Brimblecombe, P., 2000: Control of Air Pollution in Manchester prior to the Public Health Act, 1875. Environment and History, 6, 71-98.

Brimblecombe, P., 1987: The big smoke. A history of air pollution in London since medieval times. Methuen, London and New York, 184 p. ISBN 0-416-90080-1

Brimblecombe, P., 1995: History of air pollution. In: Singh, H.B. (ed.), Composition, Chemistry and Climate of the Atmosphere. New York: Van Nostrand Reinhold, 1-18.

Brimblecombe, P. and Pfister, C., 1990: The silent countdown. Essays in European Environmental History. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, ISBN 3-540-51790-1

Epstein, R., 1992: Pollution and the Environment. Vajra Bodhi Sea: A Monthly Journal of Orthodox Buddhism. Pt. 1, v. 30, pp. 36, 12.

Goldstein, E. (ed.), 1988: Pollution. Social Issues Resources Series, Inc., Boca Raton FL, 182 p., ISBN 0-89777-106-0

Hartwell, R., 1967: A Cycle of Economic Change in Imperial China: Coal and Iron in Northeast China, 750-1350. Journal of the Economic and Social History of the Orient/Journal d’Histoire economique et sociale de l’Orient, 10, 102-159.

Healy, J.F., 1988: Mining and Metallurgy in the Greek and Roman World. Thames and Hudson, London

Heidorn, K.C., 1978: A chronology of important events in the history of air pollution meteorology to 1970. Bulletin of American Meteorological Society, 59, 1589-1597.

Hong, S., Candelone, J.P., Patterson, C.C. and Boutron, C.F., 1994a: Greenland ice evidence of hemispheric lead pollution two millennia ago by Greek and Roman civilizations. Science, 265, 1841-1843.

Hong, S., Candelone, J.P. and Boutron, C.F., 1994b: Greenland ice history of the pollution of the atmosphere of the northern hemisphere for lead during the last three millennia. Analusis, 22, M38-M40.

Hong, S., Candelone, J.P., Soutif, M. and Boutron, C.F., 1996a: A reconstruction of changes in copper production and copper emissions to the atmosphere during the past 7000 years. The Science of the Total Environment, 188, 183-193.

Hong, S., Candelone, J.P., Patterson, C.C. and Boutron, C.F., 1996b: History of ancient copper smelting pollution during Roman and medieval times recorded in Greenland ice. Science, 272, 246-249.

Karatzas, K., 2000: Preservation of environmental characteristics as witnessed in classic and modern literature: the case of Greece, The Science of the Total Environment, 257,
213-218.

Karatzas, K., 2001: Some historical aspects of urban air quality management. The Third International Conference on Urban Air Quality and Fifth Saturn Workshop. Measurement, Modelling and Management. 19-23 March 2001. Loutraki, Greece. Institute of Physics, Extended Abstracts CD-ROM, Canopus Publishing Limited.

Makra, L., 2000: Barangolások Kínában. Változó Világ 37, Press Publica Kiadó, Budapest, 128 p. ISSN 1219 5235; ISBN 963 9001 40 6;

Mamane, Y., 1987: Air Pollution Control in Israel during the First and Second century. Atmospheric Environmnet, 21, 1861-1863.

Markham, A., 1994: A Brief History of Pollution. London, Earthscan

McNeill, J.R., 2001: Something new under the Sun. An environmental history of the twentieth-century world. W.W. Norton & Company – New York – London,
ISBN 0-393-32183-5

Mészáros, E., 2001: A Föld rövid története. Vince Publisher Ltd, Budapest, 168 p,
ISBN 963 9192 88 0; ISSN 1417 6114

Mészáros, E., 2002: Az ember és környezete az ipari forradalom előtt. História, 5-6, 21-24.

Nriagu, J.O., 1983a: Lead and Lead Poisoning in antiquity. Wiley, New York

Nriagu, J.O., 1983b: Occupational exposure to lead in ancient times. Science of the Total Environment, 31, 105-116.

Nriagu, J.O., 1990: The rise and fall of leaded gasoline. Science of the Total Environment, 92, 12-38.

Pounds, N.J.G., 1990: An Historical geography of Europe. Cambridge, London

Renberg, I., Persson, M.W. and Emteryd, O., 1994: Pre-industrial atmospheric lead contamination detected in Swedish lake sediments. Nature, 368, 323-326.

Rosman, K.J.R., Chisholm, W., Boutron, C.F., Candelone, J.P. and Görlach, U., 1993: Isotopic evidence for the sources of lead in Greenland snows since the late 1960s. Nature, 362, 333-335.

Schäfer, E.H., 1962: The Conservation of Nature under the Tang Dynasty. Journal of Economic and Social History of the Orient, 5, 299-300.

Turco, R.P., 1997: Earth and Seige: From Air Pollution to Global Change. Oxford University Press, Oxford

Tylecote, R.F., 1976: A hystory of metallurgy. Mid-County, London

Weeber, K.W., 1990: Smog über Attika: Umveltverhalten im Altertum. Artemis, Zürich

Ábrák

 

1. ábra

Az ólomtermelés története a rézkortól napjainkig (Hong et al., 1994a, 1994b)

 

 

2. ábra

A réztermelés változásai az elmúlt ötezer év során (Hong et al., 1996b)