Tetra-ethyllood, het schandaal dat nooit is uitgebarsten

In de moderne tijd zijn er veel chemicaliën op grote schaal verkocht die achteraf problemen veroorzaakten. Soms kwam er een groot schandaal van. Maar verreweg de grootste vergiftiging in de geschiedenis, die door tetra-ethyllood, eindigde niet in een schandaal. Hij gleed gewoon weg, zelfs al negeerden oliemaatschappijen en autoproducenten bekende gevaren, en ook al kwamen ze maar moeizaam in actie toen de schadelijke effecten volkomen duidelijk waren geworden. Heeft de bevrijding van tetra-ethyllood ons inderdaad elk jaar $ 2400 miljard aan baten en 1,2 miljoen minder vroegtijdige sterfgevallen gebracht (cijfers van de VN)?

Ons verhaal begint in 1921, wanneer Thomas Midgley, destijds werknemer van General Motors, de krachtige anti-klopeigenschappen van tetra-ethyllood in benzine ontdekt. Kloppen of pingelen van de motor ontstaat wanneer het explosieproces in de cilinder onregelmatig plaats vindt. Door onderdrukking van pingelen (‘verhoging van het octaangetal van de brandstof’) kunnen automotoren veel krachtiger worden, door betere compressie. General Motors patenteerde het gebruik van tetra-ethyllood als antiklopmiddel en gebruikte de naam ‘Ethyl’ om negatieve associaties met het woord ‘lood’ te voorkomen. ‘Ethyl’ werd snel aanvaard als de standaard in autobenzine. De grootste producen waren Dupont en de Ethyl Gasoline Corporation (een joint venture van ESSO, later EXXON, en General Motors).

Giftige eigenschappen van tetra-ethyllood

Men wist heel goed dat lood giftig was. Dit was al bekend in de Oudheid, en in de 19^e eeuw werd deze kennis nog eens stevig aangevuld. Loodvergiftiging was een bekende beroepsziekte. Acute vergiftiging veroorzaakt symptomen als pijn, spierzwakte, misselijkheid en diarree. Chronische vergiftiging, die veel meer voorkomt, is vaak moeilijk vast te stellen, omdat er geen unieke symptomen zijn: hoofdpijn, buikpijn, geheugenverlies, nierfalen, verminderde seksuele lust, en moeheid. Er zijn aanwijzingen dat loodvergiftiging kan leiden tot gewelddadig gedrag en een lager IQ (zie beneden). Bij kinderen zijn de gevolgen ernstiger. Hier kan loodvergiftiging leiden tot vermindering van eetlust, buikpijn, overgeven, gewichtsverlies, verstopping, bloedarmoede, nierfalen, prikkelbaarheid, lethargie, vertraagde ontwikkeling en leerproblemen. In de 19^e eeuw werd lood gebruikt in consumentenproducten, vooral verf. Vanwege loodvergiftiging bij kinderen die in contact waren gekomen met verf werd in vele landen dit product vanaf begin 20^e eeuw verboden. De Volkerenbond verbood loodhoudende verven in 1922. Met andere woorden: al bij het begin van het tetra-ethyllood verhaal hadden degenen die het nieuwe product ontwikkelden, kunnen weten dat het niet verstandig zou zijn, grote hoeveelheden loodchloride, het eindproduct van het verbrandingsproces, in het milieu te brengen.

(Tussen haakjes: zuiver lood en loodoxide, normaal gesproken de eindproducten van het explosieproces, zouden snel de motor aantasten, en daarom werden producten als 1,2-dichloorethaan samen met tetra-ethyllood gebruikt, waardoor loodchloride ontstond, dat de lucht ingeblazen werd. Gelukkig is loodchloride, hoewel giftig, toch veel minder giftig dan organische loodverbindingen, inclusief tetra-ethyllood zelf. Organische loodverbindingen hopen zich op in lichaamsvet en in organen als de lever. We weten niet hoeveel tetra-ethyllood mensen hebben ingeademd bij het tanken, en de schade die dit heeft aangericht. We weten ook niet hoeveel tetra-ethyllood onveranderd door het verbrandingsproces de wereld is ingeblazen).

Alternatieven werden genegeerd

Vanaf het begin werden vergiftigingsverschijnselen door tetra-ethyllood gebagatelliseerd. Hoewel er ongelukken gebeurd waren in raffinaderijen, waarbij 17 mensen de dood vonden door het vrijkomen van tetra-ethyllood, en hoewel sommige onderzoekers hadden gewaarschuwd voor gevaren voor de volksgezondheid, was de heersen opinie ‘dat dit het maken van krachtiger motorbrandstof niet in de weg moet staan’ (New York Times, 1924). Een publieke hoorzitting keek niet naar alternatieven, omdat de ontwikkelaars van General Motors vertelden dat er geen alternatieven waren. Toen al wisten onderzoekers dat dit niet waar was. Ethanol bijvoorbeeld leek veelbelovend. Maar ethanol zou in veel grotere hoeveelheden nodig zijn, meer dan 10% zou moeten worden bijgemengd om dezelfde anti-klopeigenschappen te behalen. Dat zou ongetwijfeld duurder zijn geweest. Dus kon men verder met het gebruik van tetra-ethyllood. Een paar onderzoekers probeerden nog wel te kijken naar vergiftigingsverschijnselen, maar zij werden verre overstemd door de industrie.

Pas eind jaren ’40, begin jaren ’50 kwam de vergiftiging van het milieu door lood weer in discussie. Clair Cameron Patterson, een Amerikaanse geoloog, ontdekte deze bij toeval. Hij had een methode ontwikkeld om de ouderdom van gesteente te bepalen aan de hand van de verhouding tussen uranium en lood. Toen hij probeerde hiermee de ouderdom van de aarde te bepalen, ontdekte hij dat lood in het milieu zijn metingen verstoorde. Vanwege de giftigheid van lood, en omdat hij vermoedde dat de vervuiling werd veroorzaakt door tetra-ethyllood, werd hij een van de eerste en meest succesvolle tegenstanders van deze stof. In de jaren 1970 vond Herbert Needleman dat hogere gehaltes lood in kinderen overeenkwamen met lagere schoolprestaties. Needleman werd herhaaldelijk beschuldigd van onwetenschappelijk gedrag door mensen uit de loodindustrie, maar werd van alle blaam gezuiverd door een wetenschappelijke adviesraad.

Programma voor loodvermindering

Op grond van steeds sterker wetenschappelijk bewijs van algemene loodvergiftiging door tetraethyl lood kondigde de Amerikaanse Environmental Protection Agency in 1973 af dat het gehalte van lood in benzine geleidelijk zou moeten afnemen, het ‘programma voor loodvermindering’. Dit werd vanaf 1976 uitgevoerd. Niet alleen vanwege zorgen over de menselijke gezondheid, maar ook uit vrees dat lood de driewegkatalysatoren zou vergiftigen. Het duurde nog een hele tijd voordat lood niet meer werd gebruikt; in de VS was in 1995 nog 0,6% van de verkochte benzine loodhoudend. Andere industrielanden deden min of meer hetzelfde. In ontwikkelingslanden verliep het uitbannen van tetra-ethyllood nog minder snel, en misschien wordt de stof nog steeds gebruikt in sommige landen (Myanmar, Afghanistan, Noord-Korea). Tegen het eind van de 20^e eeuw was tetra-ethyllood minder nodig, door betere automotoren en betere brandstoftechnologie. Er waren veiliger methoden gekomen voor het produceren van brandstoffen met een hoog octaangetal (reformaat en iso-octaan) zodat tetra-ethyllood minder nodig was; en de industrie had andere antiklopmiddelen ontwikkeld, minder giftig hoewel niet helemaal onschuldig, met namen als MMT, MTBE, TAME en ETBE. Dit zijn allemaal non-metallische organische verbindingen, ongeveer net zo giftig als alcohol en ether.

Het verbod op tetra-ethyllood had een duidelijk effect op de loodspiegel in het bloed. Bij de bevolking van de VS daalde het gemiddelde loodgehalte van 16 μg/dL in 1976 tot 3 μg/dL in 1991; gehaltes boven 10 μg/dL worden beschouwd als ‘verhoogd’. Maar intussen betwijfelen onderzoekers of er wel een ondergrens bestaat voor de giftigheid van lood, zodat de stof zelfs schadelijke gevolgen kan blijven hebben bij zeer lage concentraties. En hoewel tetra-ethyllood niet meer wordt gebruikt, bevat de grond rond autowegen nog wel veel lood. In de eerste plaats zijn kinderen hiervan de dupe, die veel meer in contact komen met grond dan volwassenen. Een van de verrassende gevolgen van de vermindering, hoewel momenteel nog vooral statistisch aangetoond, is de daling van het aantal geweldsmisdrijven geweest. In de VS en Zuid-Afrika komen geweldsmisdrijven nu veel minder voor; de statistiek loopt ongeveer parallel met de verminderde blootstelling aan lood, met een vertraging van 22 jaar. Het verband is sterk en door verschillende onderzoekers bevestigd. Nog verwonderlijker is dat volgens sommige neurologen het gemiddelde IQ in de VS misschien wel met een paar punten is gestegen na het verbod op lood, vanwege minder hersenschade, vooral bij kinderen. In 2011 concludeerde een onderzoek door California State University, met steun van de Verenigde Naties, dat ‘het stoppen met het gebruik van gelode benzine de wereld elk jaar $ 2400 miljard voordeel heeft gebracht, 1,2 miljoen minder vroegtijdige sterfgevallen, een hogere algemene intelligentie, en 58 miljoen minder gevallen van misdaad.’

Een ernstige misdaad?

Achteraf beschouwd heeft de industrie de hele loop van de gebeurtenissen bepaald, gesteund door het buitengewone belang dat de samenleving van de 20^e eeuw hechtte aan de automobiel. Vanaf het begin suggereerden vertegenwoordigers van de industrie dat het wel mee zou vallen met de gezondheidseffecten, en 50 jaar later hebben zij alleen toegegeven toen zij alternatieven ontwikkeld hadden, en bezorgd waren over het functioneren van hun driewegkatalysatoren. In andere omstandigheden zou het massale gebruik van tetra-ethyllood misschien beschouwd zijn als een misdrijf met voorbedachten rade. Het vervoeren van het goedje over de oceaan zou dan misschien zijn gekwalificeerd als voorbereiding op een misdrijf tegen de menselijkheid. In het licht van de onnoemelijke schade aangericht door het gebruik van tetra-ethyllood is het verbazingwekkend dat wij er zo lang over gedaan hebben om de stof te verbieden, en dat deze afschaffing zonder enig schandaal is verlopen.

Interessant? Lees dan ook:
Neonicotinoïden en bijen: een verhitte strijd zelfs over feiten
Indirecte effecten, we zien er vaak aan voorbij
De rol van de chemie bij vermindering van plastic afval

Geschreven samen met Diederik van der Hoeven.