工业革命无疑是历史上一个重要的转折点。从18世纪末开始，人类对环境的影响达到了前所未有的高度。然而，污染并非始于18世纪。事实上，早在古罗马时期，人类就已经对地球造成了不利影响。一项新的研究表明，在罗马帝国的黄金时代——罗马和平时期（Pax Romana），大气中的铅污染导致人们平均智商下降了2.5到3分。这项研究于1月6日发表在《国家科学院院刊》上。
这项研究为长期以来关于铅污染和铅中毒在罗马帝国衰落中所扮演角色的争论提供了新的背景。一些历史学家认为，罗马精英和皇帝如卡利古拉和尼禄表现出的怪异行为实际上是铅中毒的症状，从而导致社会不稳定。虽然这项研究并未证明罗马帝国的衰落是否与铅有关，但它确实表明，环境污染和污染对人体的影响可以追溯到几千年前。
研究人员利用北极冰芯、大气模型、流行病学数据以及先前发表的健康和认知研究，估计了几个世纪以来铅空气污染的变化水平，这些污染如何转化为人体血液中的铅含量，以及这些血液铅含量对罗马帝国居民认知能力的影响。
尽管这不是第一次发现罗马时期铅污染的显著峰值，之前的研究已经通过分析冰芯、泥炭芯、骨骼遗骸和古代基础设施，证实了古代铅污染的存在。但这项研究的独特之处在于量化了罗马时期的铅污染对血液铅含量和智商损失的影响。研究估计，生活在约公元前27年至公元180年的200年罗马和平时期的孩子们，由于空气污染，其平均血液铅含量约为每分升3.4微克（比新石器时代的背景水平高出2.4微克），这相当于整个人口智商水平下降2.5到3分。
尽管智商并不是一个完美的衡量标准，但它是我们目前追踪铅等污染物对人群影响的最佳科学指标之一。铅是一种已知的神经毒素，尤其对婴儿和儿童有害。即使是低至中度的铅暴露也可能导致终身健康后果，包括发育迟缓、学习障碍、行为变化、免疫抑制、心脏病、器官损伤、怀孕并发症等。世界卫生组织和疾病控制与预防中心均认为，任何水平的铅暴露都是不安全的。但当铅渗透到环境中时，避免它几乎是不可能的。
在罗马帝国时期，铅污染的来源很多，从餐具和炊具到水管和葡萄酒，所有这些都可能增加了当时人们的铅负担。虽然这些来源的影响范围不如空气污染广泛，但采矿和冶炼金属矿石（特别是用于制造罗马银币的方铅矿）产生的铅排放扩散到了整个罗马帝国。
“据我所知，这是第一次由工业活动引发的大规模污染事件。”内华达州沙漠研究所的研究教授兼水文学家Joe McConnell说。“我们的目标是尝试了解由此带来的潜在健康影响。”他补充道。
为了做到这一点，McConnell利用他在冰芯分析方面的专业知识，评估了来自三个不同北极站点的样本。冰芯作为大气条件的历史记录，因为悬浮在空气中的颗粒最终会沉降到冰川和冰盖上，并被保存下来。通过这些样本中沉积的铅含量，McConnell和他的同事们应用了气候科学家使用的相同大气模型，逆向工程估算出在距离格陵兰岛和俄罗斯数千公里之外的罗马帝国上空，空气中铅的浓度。
他们进行了两种不同的模型情景：一种假设大部分铅污染源自现今西班牙南部的一个已知矿区，另一种假设铅排放来自整个帝国的分散源。这两种情景得出的空气铅含量估计值相似。
从那里，跨学科研究团队转向现代环境健康分析，以确定空气中铅含量与人体血液铅含量之间的关系。最后，他们使用公共卫生研究的数据估计了这些水平对认知能力的影响。
“研究结果表明，这种铅污染不仅对空气产生了明显影响，还对血液铅含量和认知缺陷产生了影响。”McConnell说。尽管研究中记录的空气铅污染水平低于20世纪全球铅污染的峰值（当时广泛使用含铅汽油），但这仍然是一个显著且可测量的影响。
McConnell解释说：“我们的数据显示，罗马帝国鼎盛时期的180年间，铅污染对认知衰退的影响大约是20世纪铅暴露高峰期的三分之一。”“2000年前，人类在欧洲大陆的污染水平达到现代工业的三分之一，这令人惊讶。许多环境研究假设前工业时代的世界是纯净的，但实际上并非如此。”
根据研究计算，空气污染中的铅暴露量只是当时人们实际接触量的下限。在靠近采矿或冶炼作业的地方，空气污染更为严重。通过水、食物和家庭用品，许多生活在罗马帝国的人可能有更高的血液铅含量，因此受到更大的伤害。
太平洋西北国家实验室的化学家Sean Scott评论道：“这是一项有趣的工作，我同意他们的研究方向。”尽管Scott指出，通过结合估计和模型，研究人员放大了方法本身的不确定性。“我相信这些测量非常准确，但从冰芯到人体血液再到智商的转换存在不确定性。”他补充道，“但这已经是他们能做到的最好了。”
McConnell承认这一限制。“如果未来能更好地量化背景空气污染、儿童血液铅含量和健康之间的联系，那将是非常好的。”他说道。他还希望有更好的方法来量化铅和其他工业污染物的其他健康影响。
尽管如此，这项新研究描绘了一幅“前所未有的环境变化”图景，Scott表示。研究罗马帝国的污染或许能让人们思考历史与当今的相似之处。“当你研究罗马人口和那个时代的环境科学，再看看现代社会，你会改变看待世界的方式。”Scott说。很可能，罗马人并没有完全意识到银冶炼的后果。“这让你不禁思考我们现在正在做什么，而我们尚未理解其影响。”
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