Elemencik
Cotygodniowa porcja wiedzy
Czy nieznajomość właściwości pierwiastków grupy 14 mogła odmienić losy ówczesnego świata? Jak owa wiedza ma się do dziejów oraz upadku Cesarstwa Rzymskiego?
Myślę, że każdy z nas zdaje sobie sprawę jak istotny wpływ na życie człowieka mogą wywierać właściwości substancji chemicznych. Nie inaczej sprawa się miała w dawnych czasach, niemniej jednak zwróćcie proszę uwagę, że jeszcze w Starożytności paranie się chemią (a w zasadzie alchemią) przypominało poczynania pijanego dziecka we mgle. Aspekty praktyczne (wytapianie rud, barwienie tkanin, produkcja szkła i ceramiki) przedkładane były ponad badania natury poznawczej, głównie z powodu braku nowoczesnych metod badawczych. Co ciekawe, ta niewiedza okazała się mieć istotny (większy bądź mniejszy) wpływ na kształtowanie wydarzeń historycznych, a głównym winowajcom okazał się ołów – metal grupy 14 układu okresowego.
Starożytny Rzym, kolebka Cesarstwa Rzymskiego, przez kilkaset lat największe miasto na świecie, w czasach swojej świetności najbardziej znaczący ośrodek ekonomiczny, kulturowy, polityczny oraz militarny. Jego upadek był konsekwencją wielu wydarzeń historycznych oraz decyzji politycznych, niemniej jednak również nieznajomość chemii dołożyła swoje trzy grosze.
Ponad 5 mln ludzi spożywa wodę oraz napoje zanieczyszczone niewielkimi ilościami jonów ołowiu Pb2+. Jony metali ciężkich przenikają do krwioobiegu, częściowo wbudowują się do czerwonych krwinek, odkładają się w kościach, uszkadzają wątrobę i nerki, wpływają negatywnie na pracę mózgu. Skutkiem zatrucia może być nawet śmierć, szczególnie w przypadku małych dzieci. Są to objawy choroby zwanej ołowicą, o którą podejrzewa się nawet cesarza Kaligulę – alias cesarz szaleniec. Jest to chyba odpowiednia nazwa dla osoby, która kazała zatopić w Zatoce Neapolitańskiej dwa tysiące skonfiskowanych statków handlowych, a na nich wybudować drogę, co by móc przejechać się konno tam i z powrotem. Po co? Jego stryjeczny dziadek Tyberiusz wyraził się w następujący sposób: „Kaligula tak się nadaje na cesarza, jak konie z jego wozu do jazdy po zatoce Baiae”.
No dobrze, ale jak do tego doszło? Ołów (gr. μόλυβδος, łac. plumbum) był to metal powszechnie dostępny i dość łatwy w kształtowaniu. Za czasów rzymskich opanowano technikę jego walcowania, możliwe zatem stało się tworzenie rur będących częścią akweduktów doprowadzających wodę dla mieszkańców Wiecznego Miasta. pH wody deszczowej jest słabo kwasowe spowodowane m.in. rozpuszczonym w nim dwutlenkiem węgla oraz tlenkami siarki z okolicznych wulkanów. Sprzyja to częściowemu przechodzeniu niewielkich ilości Pb2+ w postaci wodorowęglanów do roztworu. Prawdziwą zmorą ołowiu (oraz wielu metali ciężkich ogółem) jest to, że może kumulować się w organizmie, przez co wymienione powyżej objawy nie są widoczne od razu. Dodajmy do tego, że społeczeństwo spożywało posiłki w naczyniach wykonanych z ołowiu lub jego stopów, sole tego pierwiastka stanowiły także integralną część kosmetyków (cerusyt zwany także bielą ołowianą czyli węglan ołowiu(II) PbCO3). Spożywanie wina również nie pomagało – nieorganiczna sól octan ołowiu(II) Pb(CH3COO)2 tzw. cukier ołowiany pełnił rolę ówczesnych słodzików oraz konserwantów – dodawano ją do młodego wina, gotowanego w miedzianych kadziach, co znane było jako sapa lub defrutum.
Podjęto nawet próby wykonania tegoż specyfiku bazując na recepturach Kolumelli oraz Katona Starszego, otrzymując syrop sapa zawierający 240 mg Pb/l do nawet 1 g Pb/l przy dłuższym wygotowywaniu moszczu winogronowego w kotle wyłożonym ołowianą blachą. Oczywiście stężenie ołowiu w końcowym winie zależne było od dalszych operacji (w praktyce syrop rozcieńczano w proporcjach od 1:28 do 1:288 defrutum/wino) i różnic w recepturach – Kolumella zastrzega, że jego sąsiedzi dodają więcej syropu niż on (1:48), lecz: „nie jest to polecane, gdyż nabywcę może odstraszyć zbyt słodki smak tak doprawionego wina”. Wino Kolumelli zawiera ok. 20 mg Pb na 1 litr trunku; zwracam uwagę, że stężenie ołowiu we krwi powyżej którego zaczyna się obserwować pierwsze objawy zatrucia to jedynie 10 µg Pb/100 ml krwi, chroniczną ołowicę zaś przy ilości 0,5 mg Pb na dzień.
Najnowsze badania oparte na analizie osadów z dna Zatoki Trajana w Portus oraz dna Tybru dowodzą, że woda doprowadzana akweduktami i spożywana przez mieszkańców Rzymu charakteryzowała się stukrotnie większą ilością ołowiu niż lokalne źródła. Dodatkowo, porównanie rozkładów izotopowych ołowiu (204Pb/206Pb; 208Pb/206Pb; 207Pb/206Pb) oraz jego względnej ilości dla próbek z różnych okresów dziejowych pozwala niejako prześledzić dzieje historyczne Rzymu. Przykładowo: znaczący spadek ołowiu w osadach pierwszej połowy VI wieku n.e. można powiązać z czasem wojen Bizancjum z Ostrogotami, kiedy to ludność miasta znacznie się zmniejszyła, podczas gdy jego nagły wzrost można prawdopodobnie skorelować z naprawą akweduktów w roku 554 n.e.
Tak jak sam pogląd, że to właśnie ołów w głównej mierze zadecydował o upadku Cesarstwa Rzymskiego jest do dzisiaj tematem wielu debat, z pewnością jego szerokie stosowanie w Starożytnym Rzymie nie pozostawało bez wpływu na stan i kondycję jego mieszkańców. Paradoksalnie, był to czas kiedy bycie arystokratą narażało Ciebie na przyjmowanie dużo większych dawek ołowiu niż plebs i niewolnicy.
Czy można było tego uniknąć? Odpowiedzcie sobie sami na to pytanie, mając na uwadze słowa rzymskiego architekta Witruwiusza, autora traktatu: „O architekturze ksiąg dziesięć”, który odniósł się do tej kwestii w następujący sposób:
„Ponadto woda z rur glinianych jest znacznie zdrowsza niż z rur ołowianych, gdyż z ołowiu powstaje biel ołowiana, podobno dla zdrowia szkodliwa; jeśli więc to, co z ołowiu pochodzi, jest szkodliwe, to tym bardziej ołów nie może być zdrowy. Jako przykład mogą służyć pracujący przy ołowiu ludzie, którzy mają cerę bladą. Kiedy bowiem przy topieniu ołów staje się płynny, pary jego atakują członki ciała i, prażąc je codziennie, pozbawiają krwi. Jeśli więc chcemy mieć zdrową wodę, wydaje się, że należy ją jak najrzadziej sprowadzać wodociągami z ołowiu” Witruwiusz. O architekturze ksiąg dziesięć. Przeł. K. Kumaniecki. Warszawa 2004, s. 202.
Autor: dr Adam Gorczyński, ELEMENTUM