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| 名前 | |
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| 推奨されるIUPAC名
テトラエチルプルバン | |
| その他の名前
四エチル鉛
四エチル鉛 | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| 略語 | 電話 |
| 3903146 | |
| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.000.979 |
| EC番号 |
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| 68951 | |
| メッシュ | テトラエチル鉛 |
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1649 |
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| C8H20鉛 | |
| モル質量 | 323.4 グラムモル−1 |
| 外観 | 無色の液体 |
| 臭い | 心地よい、甘い[1] |
| 密度 | 1.653 g cm −3 |
| 融点 | −136 °C (−213 °F; 137 K) |
| 沸点 | 84～85℃（183～185℉、357～358K）15mmHg |
| 200ppb （20℃）[1 ] | |
| 蒸気圧 | 0.2 mmHg（20℃）[1] |
屈折率( n D )
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1.5198 |
| 構造 | |
| 四面体 | |
| 0 日 | |
| 危険 | |
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |
主な危険
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可燃性、極めて有毒 |
| GHSラベル: | |
  
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| H300+H310+H330、H360、H373、H410 | |
| P201、P202、P260、P262、P264、P270、P271、P273、P280、P281、P284、P301 + P310、P302+P350、P304+P340、P308+P313、P310、P314、P320、P321、P322、P330、P361、P363、P391、P403+P233、P405、P501 | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| 引火点 | 73 °C (163 °F; 346 K) |
| 爆発限界 | 1.8%～? [1] |
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |
LD 50 (平均投与量)
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35 mg/kg（ラット、経口） 17 mg/kg（ラット、経口） 12.3 mg/kg（ラット、経口）[2] |
LD Lo (公表最低値)
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30 mg/kg（ウサギ、経口） 24 mg/kg（ラット、経口）[2] |
LC 50 (中央濃度)
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850 mg/m 3（ラット、1時間）[2] |
LC Lo (公表最低額)
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650 mg/m 3（マウス、7時間）[2] |
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |
PEL (許可)
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TWA 0.075 mg/m3 [皮膚] [1] |
REL (推奨)
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TWA 0.075 mg/m3 [皮膚] [1] |
IDLH（差し迫った危険）
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40 mg/m 3（鉛として）[1] |
| 関連化合物 | |
関連化合物
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特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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テトラエチル鉛（一般にテトラエチル鉛と呼ばれる）は、略してTELと表記され、化学式Pb ( C2H5 ) 4で表される有機鉛化合物である。20世紀の大半にわたって燃料添加剤として広く使用され、 1920年代からガソリンに混ぜられるようになった。この「有鉛ガソリン」はオクタン価が高く、エンジンの圧縮を大幅に高めることができ、ひいては車両の性能と燃費を向上させた。[3] [4] TELは1853年にドイツの化学者カール・ヤコブ・レーヴィヒによって初めて合成された。米国企業ゼネラルモーターズに勤務していたアメリカ人化学技術者のトーマス・ミッドリー・ジュニアは、数年にわたって非常に効果的で安価な 添加剤を見つけようとした後、1921年に初めてTELのノック防止剤としての有効性を発見した。
20世紀半ば、科学者はTELが鉛中毒を引き起こし、特に子供の脳に有毒であることを発見しました。[5]米国および他の多くの国は、1970年代に自動車燃料でのTELの使用を段階的に廃止し始めました。2000年代初頭までに、ほとんどの国がガソリンでのTELの使用を完全に禁止しました。2011年以降、有鉛ガソリンはすべての国で禁止されています。国連が支援した2011年の研究では、TELの除去により年間2.4兆ドルの利益と120万人の早期死亡の減少がもたらされたと推定されています。[6]
自動車燃料での使用は禁止されているにもかかわらず、TELは特定のグレードの航空燃料でまだ使用されていることがあります。イノスペックはTELを合法的に製造している最後の企業であると主張していますが、2013年の時点で[アップデート]、TELは中国のいくつかの企業によって違法に製造されていました。[7] 2021年7月、自動車用の有鉛ガソリンの販売が世界中で完全に段階的に廃止され、国連環境計画（UNEP）は2021年8月30日に自動車での有鉛ガソリンの使用の「公式終了」を宣言しました。[8]
合成と特性
TELはクロロエタンとナトリウム・鉛 合金を反応させることで生成される。[9] [10]
4 NaPb + 4 CH 3 CH 2 Cl → Pb(CH 3 CH 2 ) 4 + 4 NaCl + 3 Pb
生成物は水蒸気蒸留によって回収され、鉛と塩化ナトリウムのスラッジが残る。[11] TELは甘い香りのする無色の粘性液体である。 [12] TELは電荷が中性で、アルキル基の外側を含むため、親油性が高く、ガソリンに溶けやすい。自動車燃料に均一かつ効果的に溶解できるこの特性により、油や脂肪もよく溶解し、血液脳関門を通過して拡散し、大脳辺縁系、前頭皮質、海馬内に蓄積する。[13]
数十年にわたる研究にもかかわらず、このプロセスを改善する反応は見つかっていない。このプロセスはかなり難しく、金属ナトリウムが関与し、鉛の25％しかTELに変換されない。関連化合物であるテトラメチル鉛は、別の電解反応によって商業的に生産された。[9]リチウムを使用したプロセスは開発されたが、実用化されることはなかった。[14]
反応
TEL の注目すべき特徴は、4 つの C-Pb 結合の弱さである。内燃機関の温度では、TEL は鉛と可燃性の短寿命エチルラジカルに完全に分解する。鉛と酸化鉛は燃焼反応でラジカル中間体を捕捉する。エンジンノックは冷炎によって引き起こされる。冷炎は適切な高温点火の前に起こる振動する低温燃焼反応である。鉛は熱分解したラジカルを消火し、冷炎を維持するラジカル連鎖反応を止め、高温炎前面のスムーズな点火を妨げるのを防ぐ。鉛自体は反応性ノック防止剤であり、エチル基はガソリン可溶性キャリアとして働く。[9]
TELが燃焼すると二酸化炭素と水だけでなく、鉛と鉛(II)酸化物も発生します。[15]
Pb(C 2 H 5 ) 4 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O + Pb
2 Pb(C 2 H 5 ) 4 + 27 O 2 → 16 CO 2 + 20 H 2 O + 2 PbO
PbとPbOはすぐに過剰に蓄積してエンジンを汚す。このため、1,2-ジクロロエタンと1,2-ジブロモエタンも鉛除去剤としてガソリンに添加された。これらの薬剤はそれぞれ揮発性の塩化鉛(II)と臭化鉛(II)を形成し、エンジンから空気中に鉛を排出する。[15]
Pb(C 2 H 5 ) 4 + C 2 H 4 Cl 2 + 16 O 2 → 10 CO 2 + 12 H 2 O + PbCl 2
Pb(C 2 H 5 ) 4 + C 2 H 4 Br 2 + 16 O 2 → 10 CO 2 + 12 H 2 O + PbBr 2
自動車燃料
TELは1920年代からガソリン添加剤として広く使用され、 [16]効果的なアンチノック剤として機能し、排気バルブとバルブシートの摩耗を軽減しました。大気中の鉛の微粒子が健康に及ぼす影響については、1924年には早くも評判の高い学術誌で懸念が提起されていました。[17] [18] [19]
バルブ摩耗防止
テトラエチル鉛は吸気バルブの冷却に役立ち、排気バルブとシートの間に形成されるマイクロウェルドに対する優れた緩衝材です。 [ 20]これらのバルブが再び開くと、マイクロウェルドが引き離され、バルブとシートが摩耗し、バルブの後退につながります。TELが段階的に廃止され始めると、自動車業界では、鉛を必要とせずに高い耐摩耗性を可能にする硬化バルブシートとアップグレードされた材料を指定するようになりました。[21]
アンチノック剤
ガソリン燃料の往復動エンジンには、制御不能な燃焼（早期着火およびデトネーション）を防ぐために十分なオクタン価の燃料が必要です。 [9]ノック防止剤を使用すると、より高い圧縮比を使用して効率[22]とピークパワーを高めることができます。[23]ガソリンにさまざまな量の添加剤を加えることで、オクタン価を簡単かつ安価に制御できます。TELは、この目的での使用が特許を取得できるため、商業的に利益を生むというビジネス上の利点がありました。[16]第二次世界大戦で使用されたTELを含む航空燃料は、オクタン価が150に達し、ロールスロイス マーリンやグリフォンなどのターボチャージャー付きおよびスーパーチャージャー付きのエンジンが高度で高馬力定格に達することを可能にしました。[24]軍用航空では、TELを操作することで、特定の飛行条件に合わせてさまざまな燃料を調整できました。[要出典]
1935年にTEL生産のライセンスがIGファルベン社に与えられ、新設されたドイツ空軍が高オクタン価ガソリンを使用できるようになりました。1936年6月10日から政府契約によりドイツ国内2か所でTELを生産するエチル社が設立されました。[25]
1938年、英国航空省はTEL工場の建設と運営についてICIと契約を結びました。工場の建設地はチェシャー州プラムリー近郊のホルフォード・モスに選ばれました。建設は1939年4月に始まり、TELは1940年9月までに生産されました。[26]
「エチルフルイド」
原料ガソリンと混合するために、TELは「エチル液」の形で供給されるのが最も一般的で、これはTELと1,2-ジクロロエタンおよび1,2-ジブロモエタンを混合したものであった。エチル液には、処理済みガソリンと未処理ガソリンを区別し、洗浄などの他の目的で有鉛ガソリンを使用することを阻止するための赤みがかった染料も含まれていた。[27]
安全対策が強化される前の1920年代には、エチル社、デュポン社、スタンダード・オイル社の労働者17人が鉛への曝露の影響で死亡した。[16]
エチルフルイドの配合は次の通りである: [9]
- 61.45% テトラエチル鉛
- 18.80% 1,2-ジクロロエタン
- 17.85% 1,2-ジブロモエタン
- 1.90% 不活性物質および染料
ジクロロエタンとジブロモエタンは相乗的に作用し、両者を同量またはほぼ同量使用すると最高の消去能力を発揮します。[9]
段階的廃止と禁止
ほとんどの先進国では、大気中および土壌中の鉛濃度と鉛の蓄積性神経毒性への懸念から、2000年代初頭までに道路車両燃料からのTELの段階的廃止が完了しました。欧州連合では、テトラエチル鉛は高懸念物質に分類され、化学物質の登録、評価、認可および制限（REACH）に基づく認可候補リストに掲載されています。[28] TELの潜在的な使用は、 REACH認可手続きを通じて認可される必要があります。完全な禁止ではありませんが、代替品の強制分析や社会経済的分析などの重要な義務が導入されます。[要出典]
米国では、1975年以降のモデルから厳しい排ガス規制を満たすために触媒コンバーターの使用が義務付けられ、米国では徐々に有鉛ガソリンが廃止され始めました。 [29]自動車工学と石油化学のいくつかの進歩により、TELの必要性は低下しました。改質油やイソオクタンなどの高オクタン価混合油を製造するためのより安全な方法により、 TELに依存する必要性が減少しました。また、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル（MMT）などの金属化合物や、メチルターシャリーブチルエーテル（MTBE）、tert-アミルメチルエーテル（TAME）、エチルtert-ブチルエーテル（ETBE）などの酸素化物など、さまざまな毒性の他のノック防止添加剤も同様に減少しました。[要出典]
有鉛ガソリンを全面的に禁止した最初の国は1986年の日本であった。[30]
1993年1月以降、欧州連合と英国で販売されるすべてのガソリン車は無鉛燃料の使用が義務付けられている。これは、すべての新車に触媒コンバーターの装着を義務付けたユーロ1排出ガス基準に準拠するためであった。[31]無鉛燃料は1986年6月に英国で初めて導入された。[32]
2000年1月1日、イギリスではガソリンスタンドから有鉛ガソリンが撤去され、有鉛代替ガソリンが導入されたが、販売数の減少により2003年までにほぼ撤回された。[33] [34]クラシックカーの所有者には禁止の例外が認められる。[要出典]
有鉛燃料で走行するように設計・製造された車両は、無鉛ガソリンで走行するために改造が必要になることが多い。これらの改造は、無鉛燃料との物理的な互換性に必要なものと、初期の無鉛燃料の比較的低いオクタン価を補うために行われるものの 2 つのカテゴリに分類される。物理的な互換性には、強化された排気バルブとシートの取り付けが必要である。低オクタン価との互換性は、圧縮率を下げることで対処された。一般的には、シリンダーヘッド ガスケットを厚くしたり、圧縮率を下げるピストンでエンジンを改造したりしたが、現代の高オクタン価無鉛ガソリンでは、圧縮比を下げる必要がなくなった。[引用が必要]
有鉛ガソリンは、2014年末現在でもアルジェリア、イラク、イエメン、ミャンマー、北朝鮮、アフガニスタンの一部地域では合法のままである。[36] [37] [更新が必要]北朝鮮とミャンマーは中国から鉛ガソリンを購入し、アルジェリア、イラク、イエメンは世界で唯一合法的に鉛ガソリンを製造している特殊化学会社イノスペックから購入した。 [38] 2011年には、イノスペックの幹部数名が、様々な国営石油会社に賄賂を渡して自社の鉛ガソリン製品の販売を承認させたとして起訴され、投獄された。[37] [39]
2016年6月時点で、[アップデート]UNEPが後援する段階的廃止はほぼ完了しており、アルジェリア、イラク、イエメンのみが有鉛ガソリンの広範な使用を継続しているが、排他的ではない。[40] 2021年7月、アルジェリアは有鉛ガソリンの販売を停止した。[8]
有鉛燃料の禁止
道路車両に対する鉛燃料の禁止は以下のように発効しました。
アフリカ
- エジプト: 1999
- 南アフリカ: 2006
- 2002年の地球サミットで禁止が開始され、2006年1月1日に大陸全体で有鉛ガソリンが完全に廃止されるはずだった。[79]しかし、アルジェリアでは製油所を変更する必要があり、その結果、アルジェリアの一部では有鉛燃料が利用可能のままとなり、[37] 2016年に段階的に廃止される予定だった。アルジェリア政府がアルジェリア全土で有鉛ガソリンの販売を禁止した後、有鉛ガソリンは現在、事実上段階的に廃止されている。[80] [81]
モーターレースでは
有鉛燃料は、1990年代に段階的に廃止されるまで、プロのモーターレースで一般的に使用されていました。1992年以来、 F1レーシングカーは5 mg/L以下の鉛を含む燃料を使用することが義務付けられています。[82] [検証が必要]
NASCARは1998年に無鉛燃料の実験を開始し、2006年に全米シリーズを無鉛燃料に切り替え、2007年2月のフォンタナラウンドでプレミアクラスが切り替えられたことで移行を完了した。これはNASCARチームの血液検査で血中鉛濃度の上昇が明らかになったことを受けたものである。[83] [84]
航空ガソリン
TELは、ピストンエンジン航空機用の100オクタン 航空ガソリンの成分として残っています。現在の100LL（低鉛、青）航空ガソリンの配合には、1ガロンあたり2.12グラム（0.56 g/L）のTELが含まれていますが、これは以前の100/130（緑）オクタン航空ガソリン（1ガロンあたり4.24グラム）の半分の量です。[85]また、1988年以前に通常の自動車用有鉛ガソリンに許可されていた1ガロンあたり1グラムの2倍であり、現在米国で販売されている自動車用無鉛ガソリンに許可されている1ガロンあたり0.001グラムよりも大幅に多い量です。[86]米国環境保護庁、FAA、およびその他の機関は、毎年100トンの鉛を放出している有鉛航空ガソリンの経済的に実現可能な代替品の開発に取り組んでいます。[87]
代替アンチノック剤
アンチノック剤は、アルコールなどの高濃度添加剤と、重元素をベースにした低濃度添加剤に分類される。TELの主な問題は鉛含有量であるため、毒性の少ない金属を含む多くの代替添加剤が検討されてきた。マンガンを含む添加剤であるメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル（MMTまたはメチルシマントレン）は、アンチノック剤として一時期使用されていたが、その安全性は議論の的となっており、禁止や訴訟の対象となってきた。鉄の有機金属化合物であるフェロセンも、いくつかの重大な欠点はあるものの、アンチノック剤として使用されている。[88]
高濃度添加剤は金属を含まない有機化合物ですが、ベンゼンとエタノールの場合は20～30%など、はるかに高い混合比率が必要です。エタノールが効果的なノック防止剤であることは1921年までに確立されていましたが、主に商業上の理由からTELが導入されました。[29] 天然ガス由来のTAME 、メタノールから作られたMTBE、エタノール由来のETBEなどの酸素化物は、TELに大きく取って代わっています。MTBEには独自の環境リスクがあり、使用も禁止されています。[要出典]
ガソリン自体の改良により、ノック防止添加剤の必要性は減少しています。合成イソオクタンとアルキレートは、そのような混合原料の例です。ベンゼンやその他の高オクタン価芳香族もオクタン価を上げるために混合できますが、毒性と発がん性があるため、現在では好まれていません。[引用が必要]
毒性
6mLのテトラエチル鉛は重度の鉛中毒を引き起こすのに十分である。[89] TEL含有量の危険性は、化合物の揮発性と高い親油性によって高まり、血液脳関門を容易に通過することができる。
テトラエチル鉛への急性暴露の初期症状は、目や皮膚の炎症、くしゃみ、発熱、嘔吐、口の中に金属のような味がするなどです。急性TEL中毒の後期症状には、肺水腫、貧血、運動失調、けいれん、重度の体重減少、せん妄、易刺激性、幻覚、悪夢、発熱、筋肉痛や関節痛、脳の腫れ、昏睡、心血管系や腎臓の損傷などがあります。[90] TELへの慢性暴露は、記憶喪失、反射神経の遅れ、神経系の問題、不眠症、震え、精神病、注意力の低下、IQや認知機能の全体的な低下など、 長期的な悪影響を引き起こす可能性があります。[91]
四エチル鉛の発がん性については議論の余地がある。男性の生殖器系に害を及ぼし、先天性欠損症を引き起こすと考えられている。[92]
鉛の毒性に対する懸念[93]から、多くの国で自動車用ガソリンへの TEL の使用が禁止されました。一部の神経科医は、鉛の段階的廃止により、米国では平均 IQ レベルが数ポイント上昇した可能性があると推測しています (特に若者の脳の累積的な損傷が減少することによって)。米国全体の人口では、TEL の段階的廃止中および廃止後に、平均血中鉛濃度は 1976 年の 16 μg/dL から 1991 年にはわずか 3 μg/dL に低下しました。 [94]米国疾病管理予防センターは以前、10 μg/dL 以上の血中鉛濃度を持つ子供を「血中鉛濃度が懸念される」と分類していました。2021 年には、米国の平均鉛濃度が 3.5 μg/dL 以上に低下したことに応じて、レベルが引き下げられました。[95] [96]
歴史
1853年、ドイツの化学者カール・ヤコブ・レーヴィヒ（1803–1890）は、ヨウ化エチルと鉛とナトリウムの合金から、 Pb 2 (C 2 H 5 ) 3であると主張する物質を初めて合成しました。 [97] 1859年、英国の化学者ジョージ・ボウドラー・バックトン（1818–1905）は、亜鉛エチル（Zn(C 2 H 5 ) 2）と塩化鉛（II）から、 Pb(C 2 H 5 ) 2であると主張する物質を報告しました。[98]後の著者は、これら2つの製造方法がテトラエチル鉛の生成に使用されたと考えています。[99]
燃料中
TELは1920年代まで商業的に重要ではなかった。[29] 1921年、TELを製造していたデュポン社の指示により、ゼネラルモーターズ研究所のチャールズ・ケタリングの下で働いていたトーマス・ミッドリーによって、TELが効果的なアンチノック剤であることが発見された。[100]ゼネラルモーターズは、TELをアンチノック剤として使用することについて特許を取得し、マーケティング資料ではケタリングが提案した「エチル」という名前を使用し、「鉛」という言葉の否定的な意味合いを避けた。[29]「エンジンノッキング」（「ピンキング」または「ピンキング」とも呼ばれる）に関する初期の研究も、イギリスではAHギブソンとハリー・リカルド、アメリカではトーマス・ボイドが主導した。鉛添加物がこの動作を修正するという発見により、1920年代には鉛添加物が広く使用され、より強力で圧縮率の高いエンジンが開発された。[16] 1924年、ニュージャージー州スタンダード・オイル（エッソ/エクソン）とゼネラルモーターズは、エチルガソリン社を設立し、エチルガソリンの製造と販売を行った。ニュージャージー州ウィルミントンの対岸にあるディープウォーターは、デュポン社の最も重要な化学薬品、特にエチルガソリンの製造拠点であった。ベイウェイ製油所でのエチルガソリンの生産が停止された後、ディープウォーターは1948年まで西半球で唯一エチルガソリンを生産する工場であり、その年にはデュポン社/ディープウォーター社の生産の大半を占めていた。[101]
当初の論争
濃縮された TEL の毒性は早くから認識されていた。鉛は 19 世紀から鉛中毒を引き起こす危険な物質として認識されていたからだ。1924 年、ニュージャージー州のスタンダード オイル製油所で 5 人の作業員が死亡し、その他多数の作業員が重傷を負った後、「狂気のガス」をめぐって世間の論争が巻き起こった。 [103]この論争の 2 年前には、非公式の論争もあった。アリス ハミルトンやヤンデル ヘンダーソンを含む数人の公衆衛生専門家が、公衆衛生への危険性を警告する手紙をミッドリーとケタリングに送った。[16]作業員の死亡後、数十の新聞がこの件を報道した。[104]ニューヨーク タイムズは 1924 年の社説で、この死亡事故が、より強力な燃料の生産を妨げるべきではないと論じた。[16]
この問題を解決するため、米国公衆衛生局は1925年に会議を開催し、TELの販売は1年間自主的に停止され、危険性評価が行われた。[9] [29] [105]当初、会議は数日間続く予定だったが、伝えられるところによると、会議は代替のノック防止剤に関する発表を評価することは「その管轄範囲」ではないと判断し、1日で終了した。ケタリングとミッドリーは、ノック防止剤の代替品はないと述べたが、私的なメモにはそのような剤についての議論が記録されていた。よく議論された剤の1つはエタノールであった。公衆衛生局は、政府が後援した労働者の研究とエチルラボのテストを検討する委員会を設置し、有鉛ガソリンは禁止すべきではないが、調査を継続すべきであると結論付けた。[16]ガソリンと排気ガス中に存在する低濃度は、直ちに危険であるとは認識されていなかった。 1926年に米国公衆衛生局長官委員会は、TELの販売が人体に有害であるという証拠はないが、さらなる研究が必要であるという結論を下した報告書を発表した。[29]その後数年間、鉛産業は研究に多額の資金を提供した。1943年、ランドルフ・バイヤーズは鉛中毒の子供たちに行動上の問題があることを発見したが、鉛産業協会は訴訟を起こすと脅し、研究は終了した。[16] [106]
1920 年代後半、シンシナティ大学のロバート A. キーホーはエチル社の主任医療コンサルタントであり、鉛産業の最も熱心な支持者の 1 人でした。彼の信用が失墜したのは、数十年後にクレアパターソン博士による人体鉛負荷に関する研究 (下記参照) やその他の研究によってでした。[29] 1928 年、キーホー博士は、鉛入り燃料が健康に脅威を与えると結論付ける根拠はないとの意見を表明しました。[29]彼は、鉛の用量反応関係は、一定の閾値以下では「影響がない」と公衆衛生局長官を説得しました。 [107]長年ケタリング研究所の所長を務めたキーホーは、TEL の安全性を推進する主任となり、その影響力は 1960 年代初頭まで衰えませんでした。しかし、1970 年代までに TEL の安全性に関する一般的な見解は変わり、1976 年までに米国政府はこの製品の段階的廃止を要求し始めました。[引用が必要]
1940 年代後半から 1950 年代前半にかけて、クレア・キャメロン・パターソンは、地球の年齢を判定しているときに、TEL による環境汚染を偶然発見しました。非常に古い岩石の鉛含有量と、ウランが鉛に崩壊するまでの時間を測定しようとしたところ、サンプルを汚染した環境中の鉛によって測定値が不正確になりました。その後、サンプルを鉛の環境汚染から守るために、クリーンルームで作業せざるを得なくなりました。地球の年齢をかなり正確に推定した後、彼はグリーンランドなどの国の氷床コアを検査して鉛汚染問題の調査に着手しました。彼は、環境中の鉛汚染が、TEL がガソリンの燃料添加剤として広く使用されるようになった頃にさかのぼることに気づきました。鉛がもたらす健康被害を認識し、TEL による汚染に疑念を抱いた彼は、TEL の使用中止を最も早く、最も効果的に推進した一人となりました。[108] [109]
1960年代には、ミロスワフ・ヤン・スタシクらによる、この化合物のヒトに対する毒性を証明する最初の臨床研究が発表されました。[90]
現代の発見
1970年代、ハーバート・ニードルマンは、子供の体内の鉛濃度が高いことと学業成績の低下に相関関係があることを発見した。ニードルマンは鉛産業の関係者から科学的不正行為で繰り返し非難されたが、最終的には科学諮問委員会によって潔白を証明された。[16]ニードルマンはまた、1976年の米国の子供の血中鉛濃度は平均13.7μg/dLであり、パターソンは誰もがガソリンに含まれるTELにある程度中毒していると信じていたと書いている。[110]
米国では1973年に、米国環境保護庁が有鉛ガソリンの鉛含有量を年間段階的に削減する規制を公布し、このため「鉛段階的削減」プログラムとして知られるようになった。EPAの規則は、1970年に改正された大気浄化法の第211条に基づいて公布された。エチル社は連邦裁判所でEPAの規制に異議を唱えた。EPAの規制は当初無効とされたものの、[16] EPAは控訴で勝訴したため、TELの段階的削減は1976年に実施され始めた。有鉛ガソリンは、触媒コンバーターの損傷を理由に1975年に触媒コンバーター付き車両では禁止されたが、触媒コンバーターのない車両向けには販売され続けた。[111] その後10年間でEPAは追加の規制変更を行ったが（1982年に「鉛クレジット」の取引市場を導入し、これが1990年にSO2に導入された酸性雨許可市場の前身となった）、決定的な規則が公布されたのは1985年だった。[112] EPAは1986年末までに鉛添加物を91パーセント削減することを義務付けた。1994年の調査では、米国民の血中鉛濃度は1976年から1991年にかけて78パーセント減少したことが示された。[113]米国の段階的削減規制も、フィリップ・J・ランドリガンによる調査に大きく依存していた。[114]
ヨーロッパでは、デレク・ブライス・スミス教授がTELの潜在的な危険性を最初に指摘した人物の一人であり、ガソリンから鉛添加物を除去する運動の主導者となった。[115]
1996年1月1日より、米国大気浄化法は道路車両用有鉛燃料の販売を禁止したが、同年、米国環境保護庁はTELが航空機、レーシングカー、農機具、船舶エンジンではまだ使用できると示した。[116]したがって、米国で段階的削減として始まったものは、最終的に道路車両用TELの段階的廃止に終わった。他の国でも同様の禁止措置が取られ、人々の血流中の鉛濃度が低下した。[117] [118]
米国国際開発庁は、国内のプログラムを参考にして、他の国々での四エチル鉛の使用を削減する取り組みを開始した。特にエジプトでの取り組みは1995年に始まった。1996年、米国国際開発庁の協力を得て、エジプトはガソリンから鉛をほぼ完全に除去した。エジプトでの成功は、世界中の国際開発庁の取り組みのモデルとなった。[119]
2000年までに、TEL業界は、有鉛ガソリンの段階的廃止に反対するロビー活動を展開していた途上国に販売の大半を移した。[29]有鉛ガソリンは、加盟国のほとんどでそれ以前に禁止されていたが、2000年1月1日にEU市場から完全に撤去された。他の国々もTELを段階的に廃止した。[120] インドは2000年3月に有鉛ガソリンを禁止した。[70]
2011年までに、国連は世界中で有鉛ガソリンの段階的廃止に成功したと発表した。国連環境計画は「国連が開発途上国での取り組みを主導し、世界から有鉛ガソリンを排除することで、年間2.4兆ドルの利益、120万人の早期死亡の減少、全体的な知能の向上、5800万件の犯罪の減少がもたらされた」と述べた。[6] [121]この発表はやや時期尚早で、2017年時点でもいくつかの国で有鉛ガソリンが販売されていた。[40] 2021年8月30日、国連環境計画は有鉛ガソリンが廃止されたと発表した。アルジェリアでは2021年7月まで有鉛ガソリンの生産が続いていたが、この製品の最後の在庫は使い果たされた。[122] [123]
犯罪率への影響
血中鉛濃度の平均低下は、米国における暴力犯罪率の低下の主因であると考えられている。[124]有鉛ガソリンの使用率と暴力犯罪の間には統計的に有意な相関関係が見出されている。暴力犯罪の曲線は、実質的に鉛暴露曲線を22年のタイムラグでたどっている。[94] [125] TELの禁止後、米国の子供の血中鉛濃度は劇的に低下した。[94]アマースト大学の経済学者ジェシカ・ウォルポー・レイエス、住宅都市開発省コンサルタントのリック・ネビン、チューレーン大学のハワード・ミールケなどの研究者は、鉛暴露の減少が1992年から2002年にかけて犯罪を最大56%減少させたと述べている。[126]同じ期間に犯罪率を上昇させたと考えられる他の要因を考慮すると、レイエスは鉛暴露の減少が実際に同じ期間に34%の減少につながったことを発見した。[127] [128]
時間が経っても残る問題
有鉛ガソリンは米国の交通機関で日常的に使用されることはなくなって久しいが、廃止前に頻繁に使用されていた道路に隣接する土壌には高濃度の鉛が残っている。これらの汚染物質は、触れただけでも、あるいはその成分を吸い込んだだけでも健康被害をもたらす。米国内の貧困層の子供たちは特に危険にさらされている。[129]
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さらに読む
外部リンク
メディア記事
- 鉛について世界に警告した男（PBS / NOVA）
- あなたが聞いたことのない最も重要な科学者、ルーカス・ライリー著、2017 年 5 月 17 日、mentalfloss.com
- 世界はついに有鉛ガソリンの使用を中止しました。アルジェリアは最後の備蓄を使い切りました。2021 年 8 月 30 日、All Things Considered で放送、Camila Domonoske、NPR。
公式文書
- 米国政府、国立労働安全衛生研究所。NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド
科学論文とジャーナル記事
- コヴァリック、ビル（1999）。チャールズ・F・ケタリングと1921年のテトラエチル鉛の発見
- 一般航空に必要な100LLの真の無鉛代替品
- ジェイミー・リンカーン・キットマン:鉛の秘密の歴史。The Nation、2000 年 3 月 2 日。