Yli sata myönnettyä patenttia uransa aikana haalinut amerikkalainen mekaanikko Thomas Midgley Jr. (s. 18.5.1889 ja k. 2.11.1944) oli eräiden ensimmäisten kloorifluorihiilivetyjen – jotka tunnetaan Yhdysvalloissa tuotenimellä Freon – kehittelijä. Samoin hänellä oli tärkeä rooli lyijybensiinin kehittämisessä; molemmat aineet ovat sittemmin kiellettyjä myrkyllisyytensä ja terveyshaittojen vuoksi. Midgleyn perheessä on perinteitä keksimiseen. Thomas Midgley syntyi Beaver Fallsissa Pennsylvaniassa ja hänen isänsä, Thomas Midgley vanhempi oli patentoinut keksintöjä erityisesti autojen renkaiden parissa. Hänen äitinsä, Hattie Midgley (Née Emerson) isoisä, James Emerson oli keksinyt työnnettävän hammassahan. Thomas Midgley varttui Columbuksessa Ohiossa ja valmistui vuonna 1911 Cornellin yliopistosta koneteknikoksi. Hiljainen ja älykkääksi kuvailtu Thomas Midgley Jr. ei omannut juuri lainkaan koulutusta kemian alalta, mutta hän osoittautui lahjakkaaksi ongelmanratkaisijaksi monilla aloilla.
Thomas Midgley Jr. aloitti työskentelyn vuonna 1916 General Motors-yhtiössä, esimiehenään Charles Kettering. Thomas Midgley Jr. tutki tuohon aikaan autonmoottoreita vaivannutta nakutusta, joka sai moottorin nykimään varsinkin sitä voimakkaasti kuormitettaessa. Nakutus häiritsi ajamista ja lisäsi auton polttoaineenkulutusta, joka oli iso ongelma. Charles Kettering ja Thomas Medgley Jr. päättelivät nakutuksen syntyvän polttoaineen epätasaisesta palamisesta eikä polttomoottorien suunnitteluvirheestä ja ryhtyivät kehittämään lisäainetta, joka pienentäisi ongelmaa. Medgley Jr. oli jostain kuullut, että punertava jodi liukeni hyvin öljyyn ja päätti kokeilla jodin sekoittamista bensiiniin. Se tuntui auttavan moottorin nakutukseen. Jodi ei kuitenkaan osoittautunut kovin käyttökelpoiseksi ratkaisuksi, sillä se oli liian kallista ja vaikea tuottaa tarvittavina määrinä. Seuraavien vuosien aikana he kokeilivat – siitä riippuen, mitä tietolähdettä uskomme - vähintään 144 tai jopa 33 000 erilaista yhdistettä. Lopulta Midgley Jr. ja Kettering päätyivät tetraetyylilyijyyn, joka on hengenvaarallinen myrkky; se aiheuttaa mm. aivovaurioita, korkeaa verenpainetta, munuaisvaivoja ja sikiöiden epämuodostumia.
General Motors-yritys nimitti uutta ainetta etyyliksi välttäen näin lyijyn mainintaa raporteissaan ja mainoksissaan. Lyijyn myrkyllisyys ei kuitenkaan ollut mitenkään uusi asia, se oli tiedetty jo tuhansia vuosia. Joulukuussa 1922 American Chemical Society myönsi Thomas Midgley Jr:lle vuoden 1923 Nichols-mitalin ”Anti-Knock-yhdisteiden käytöstä moottoripolttoaineissa”. Jo ennen kuin uutta, nakutusta estävää bensiiniä ensimmäisillä bensa-asemilla alettiin myydä vuoden 1923 helmikuussa, lääkärit olivat varoittaneet kamalasta virheestä, jota oltiin nyt tekemässä. Yhdysvaltain korkein kansanterveysviranomainen, William Clark, kirjoitti, että tetraetyylilyijy on ”vakava uhka kansanterveydelle” ja ennusti jo tuolloin täysin oikein, että ”vilkkaiden teiden varsilla ilmakehän alimpaan kerrokseen jää hyvin todennäköisesti lyijyoksidipölyä”. Eräs toksikologi varoitti vuoden 1924 ennustuksessaan, että ” lyijymyrkytys kehittyy niin salakavalasti, että lyijyllinen bensiini on lähes kattavasti yleisessä käytössä… ennen kuin suuri yleisö ja viranomaiset havahtuvat tilanteeseen”.
Surkuhupaisaa on, että lyijy ei ollut ainoa käypä ratkaisu. Midgley oli kokeiluissaan löytänyt useita tehokkaasti nakutusta poistavia aineita. Eräs näistä löydöistä oli etanoli eli etyylialkoholi; se on sellaisenaankin käypä polttoaine ja sillä pystyy steriloida fyysisiä haavoja, mutta myös juomalla sitä voi puuduttaa tilapäisesti henkisiä haavoja. Bensiiniin sekoitettuna se kyllä estää polttomoottorin nakutuksen ja lisäksi se on halpaa ja helppoa valmistaa suurina määrinä. Sitten kävi, kuten hyvin usein; raha saneli ehdot! Etanoli osoittautui liian halvaksi ja helpoksi ratkaisuksi valmistaa lisäainetta. Vielä ratkaisevampaa oli kuitenkin se, että etanoli ei ollut patentoitavissa. Vuonna 1918 General Motors osti Charles Ketteringin yhtiön, Delcon. Nyt valistunut lukijani jo arvaakin, miten tässä kävi; lisäaineeksi valittiin myrkyllinen lyijy Thomas Midgleyn Jr. ehdotuksesta ja vahvasta suosituksesta. Midgley suorastaan esitti laskelman esitelläkseen, että jos bensiiniin lisättäisiin tetraetyylilyijyä, voitaisiin saada bensiinistä kolme senttiä gallonalta parempi hinta. Hän myös ennusti samassa yhteydessä, että agressiivisella mainoskampanjalla yritys kahmisi polttoainemarkkinoista 20 prosentin siivun. Tämä ennuste meni sillä lailla pieleen, että Ethyl-tuotenimellä myyty tetraetyylilyijy valtasi hieman yli kymmenessä vuodessa 80 prosenttia Yhdysvaltain markkinoista.
Helmikuussa 1923 Thomas Midgley Jr. joutui vetäytymään pitkälle sairaslomalle hengitettyään myrkyllistä lyijyhöyryä; hän paranteli itseään raittiissa ilmassa Floridan Miamissa. Huhtikuussa 1923 General Motors perusti General Motors Chemical Companyn (GMCC) valvomaan DuPoint-yhtiön tetraetyylilyijyn tuotantoa. Tämän yhtiön johtokuntaan nimettiin myös Charles Kettering ja Thomas Midgley Jr. General Motors ja Midgley väittivät tiukasti koko ajan, että polttoaineeseen lisättävä aine on turvallista, vaikka samanaikaisesti kuoli valmistusprosesseissa eri puolilla maata useita ihmisiä. Ensimmäiset lyijyn aiheuttamat kuolemat ja myrkytystapaukset tapahtuivat Daytonissa, Ohiossa vuonna 1923. Seuraavan vuoden aikana DuPontin tehtaalla Deepwaterissa New Jerseyssä kuoli vielä kahdeksan ihmistä lyilyn vuoksi.
Vuonna 1924 General Motors ja New Jerseyn Standard Oil Company (sittemmin ExxonMobil) perustivat Ethyl Gasoline Corporation yhtiön nopeuttaakseen lisäaineen valmistusta. Yhtiön uudella Baywayn tehtaalla New Jerseyssä kuoli heti alkuun viisi ihmistä lyijymyrkytykseen ja 35 ihmistä vietiin mielisairaaloihin lyijyn erilaisista neurologisista vaikutuksista johtuen. Kuusi työntekijää kuoli New Jerseyn Deepwaterin tehtaalla ja lyijyn aiheuttamat hallusinaatiot olivat niin yleisiä tehtaalla, että työntekijät kutsuivat tehdasta Perhostaloksi. Hyvin pian kuolemantapaukset pääsivät New York Timesin etusivulle. Viranomaiset määräsivät Ethylin myynnin keskeytettäväksi ja Yhdysvaltain johtava terveysviranomainen määräsi toimikunnan selvittämään lisäaineen vaarallisuutta.
Seuraavaksi tarinassa tapahtui ihmislajin historiassa varsin tuttu ja järkyttävä käänne. General Motors, Standard Oil ja kemianjätti DuPont vastuullisina vastasivat täysin väärin esitettyyn kysymykseen. Median lietsoma julkinen huomio oli kohdistunut niin voimallisesti lisäaineen tuotantovaiheen kuolintapauksiin, että terveysviranomaisten pystyttämä toimikunta antoi oman lausuntonsa ainoastaan koskien tuotantovaiheen tapahtumia. Thomas Midgley Jr. osallistui 30.10.1924 lehdistötilaisuuteen osoittaakseen tetraetyylilyijyn olevan täysin turvallista käyttää. Hän mm. kaatoi tetraetyylilyijyä kätensä päälle, asetti pullollisen tätä ainetta nenänsä alle ja hengitti sen höyryä 60 sekunnin ajan ilmoittaen, että näin voi tehdä vaikka joka päivä. Tämän tempun tehtyään Thomas Midgley Jr. joutui sanoutumaan johtoryhmästä pois, koska oli itse saanut diagnoosin lyijymyrkytyksestä. Yhtiö vapautti hänet tehtävistään huhtikuussa 1925, mutta hän pysyi kuitenkin General Motorsin palveluksessa työntekijänä.
Terveysviranomaisten asettama toimikunta päätyi seuraavaan ratkaisuun: se päätti olla kieltämättä lisäaineen valmistusta. Merkittävästi suurempi kysymys myrkyn vaikutuksesta pakokaasuja hengittävän suuren yleisön terveyteen ohitettiin käsittelyssä täysin. Tämä kysymys luvattiin selvittää omana kysymyksenä myöhemmissä jatkotutkimuksissa. Seuraavina neljänäkymmenenä vuotena näitä jatkotutkimuksia rahoittivat lähes poikkeuksetta lyijybensaa tuottavat yhtiöt ja ei liene kovin vaikea arvata, mitä heidän teettämänsä tutkimukset kertoivat; koskaan näistä ei saatu tyhjentävää näyttöä lyijybensiinin terveysvaaroista. Polttomoottorin nakutusta estävälle lyijylliselle bensiinille oli nyt vapaat näkymät rahantekijöille. Tilanne johti nopeasti yhä tehokkaampien moottoreiden rakentamiseen. Nyt elettiin autoilun kulta-aikaa ja samalla lyijypakokaasuja hengittävien ihmisten määrä kasvoi räjähdysmäisesti ympäri maailmaa. Lyijyllä on vielä inhottava ominaisuus, että se ei hajoa luonnossa. Monet myrkyt köyhtyvät ajan mittaan vähemmän vaarallisiksi, mutta lyijy vain rikastuu ilmassa, kasveissa, eläimissä, maaperässä ja ihmisissä. Hyvin agressiivisella mainoskampanjoinnilla luotiin tehokkaasti mielikuvaa lyijyttömien autojen hitaudesta ja surkeudesta. Jopa Yhdysvaltojen korkein terveysviranomainen, Hugh Cumming, kertoi ulkomaisille virkaveljilleen, kuinka tavattoman vaaratonta lyijybensiini on.
Maailman terveysjärjestö WHO:n arvion mukaan maailmassa kuolee joka vuosi satojatuhansia ihmisiä lyijymyrkytyksen aiheuttamiin sairauksiin, kuten esim. sydänsairauksiin. Lyijyn suhteen erityisessä vaarassa ovat lapset, sillä heidän elimistöönsä imeytyy viisi kertaa niin paljon lyijyä kuin aikuisten elimistöön. Jo pelkästään Yhdysvalloissa arvioidaan olleen 1920-luvulta 1970-luvulle 70 miljoonaa lasta, joilla oli elimistössään toksinen määrä lyijyä. Fyysisten terveysvaikutusten ohella lyijy vahingoittaa lasten neurologista kehitystä; se laskee älykkyystasoa sille alistuneissa populaatioissa ja on arviolta syynä yli 12 prosenttiin kaikista maailman kognitiivisista kehitysvaikeuksista.Lyijy aiheuttaa samoin käyttäytymisongelmia, kuten esim. antisosiaalista käyttäytymistä. Jotkut tutkijat ovat laittaneet merkille, että rikollisuuden valtava lisääntyminen valtaosassa maailmaa sotien jälkeisenä aikana korreloi varsin tarkasti lyijysaasteiden yleistymisen kanssa.
Tarina jatkuu, sillä mekaanikko Thomas Midgley Jr:n vaaralliset keksinnöt eivät valitettavasti jääneet vielä tähän. Vuonna 1748 valmistettiin ensimmäinen tunnettu jäähdytyskoe. William Cullen keksi sen Glasgow’n yliopistossa, mutta hän ei itse oivaltanut keksinnölleen mitään käytännön hyötyä. Amerikkalainen keksijä Oliver Evans sommitteli vuonna 1805 ensimmäisen jäähdytyskoneen ja Jocob Perkins rakensi vuonna 1834 ensimmäisen jäähdytyskoneen, joka käytti eetteriä höyryn tiivistämisjärjestelmässä. Vuonna 1876 saksalainen insinööri Carl von Linde patentoi menetelmän, jolla höyrystetään kaasu, mistä käynnistyi nykyaikainen kylmätekniikka.
Myöhäiseltä 1800-luvulta aina vuoteen 1929 asti jääkaapit käyttivät myrkyllisiä kaasuja, kuten ammoniakkia (NH3), metyylikloridia (CH3Cl), propaania (C3H8) ja rikkidioksidia (SO2) jäähdytysaineinaan. Useita kuolemaan johtaneita onnettomuuksia sattui 1920-luvulla, kun metyylikloridia vuosi jääkaapeista. Kolme amerikkalaista yritystä käynnisti yhteistyötutkimuksen Thomas Midley Jr:n kanssa vuonna 1928 kehittääkseen vähemmän vaarallisen tavan jäähdyttämiseen. Toinen ongelma oli se, että koneelliseen jäähdyttämiseen käytetyt aineet olivat myös kovin kalliita. Jäähdytyksessä käytetyillä aineilla oli paha taipumus syttyä palamaan tai vuotaessaan aiheuttaa myrkytys isolle ihmisjoukolle. Vuonna 1929 sata ihmistä sai esim. surmansa Clavelandissa, kun erään sairaalan kylmiöstä vuoti metyylikloridia. Nämä jäähdytyksessä käytettyjen aineiden riskitekijät olivat myös hidastamassa kylmälaiteteknologian yleistymistä kansan parissa.
Kompressoriosat ensimmäisissä kotijääkaapeissa olivat niin suuria,että ne asennettiin kellareihin. Yksiosaiset jääkaapit tulivat markkinoille 1900-luvun alkuvuosikymmeninä. Tuotemerkkejä olivat esim. Frigidaire, Electrolux (vuonna 1919 perustettu ruotsalainen AB Elecrolux on maailman suurimpia kodinkoneita valmistavia yrityksiä, joka myy vuosittain yli 40 miljoonaa tuotetta yli 150 maahan) ja Kelvinator. Nämä jääkaapit olivat kalliimpia kuin autot, joten niiden markkinat pysyivät pieninä. Jääkaipeista teki joka kodin varusteen vuonna 1927 General Electric tuodessaan markkinoille Christian Steenstrupin suunnitteleman mallin, jonka lempinimi oli Monitor top. Nimitys juontui jääkaapin päällä olevasta pyöreästä lauhduttimesta, joka muistutti sotalaiva USS Monitorin tykkitornia; lauhduttimen sisällä oli kompressori. Jääkaapin pellin oli emaloitu valkoisiksi. Kaapin tukeva ovi sulkeutui tiiviisti ja auttoi säilyttämään kylmää. Kotijääkaapin hinta oli aluksi 525 dollaria, mutta laski vähitellen 290 dollariin. Vuosien 1927 ja 1936 välillä näitä jääkaappeja valmistettiin yli miljoona kappaletta.
General Motors oli hiljan hankkinut omistukseensa jääkaappiyhtiön, jolle se antoi uuden nimen, Frigidaire. GM:llä oivallettiin, että jos jääkaappien todetut ongelmat kyettäisiin ratkaisemaan, tytäryhtiö alkaisi tahkoa rahaa. Jälleen yhtiö laittoi General Motors Research Corporation kaksikon, varapuheenjohtaja Charles Kettering ja mekaanikko Thomas Midgley Jr. ongelmaa ratkaisemaan; työtiimiin he saivat tuekseen vielä belgialaisen kemistin, Albert Leon Hennen (1901-1967), joka oli vuonna 1925 muuttanut Amerikkaan. Varsin pian tämä ryhmä keskittyi hiiliketjujen ja halogeenien yhdistelmiin, joiden hyvin tiedettiin olevan erittäin haihtuvia sekä kemiallisesti inerttejä yhdisteitä. Nopeasti tutkimuksissa kylmäaineiden kemiallisia ominaisuuksista löytyi fluori mahdolliseksi ehdokkaaksi – mieluiten yhdistettynä hiilen kanssa – jotta fluorin toksisuus neutraloituisi. Yksi tiimin ensimmäiseksi kehittämistä yhdisteistä oli dikklooridifluorimetaani. Tänään se tunnetaan paremmin heidän antamallaan kauppanimellä, freoni.
Thomas Midgley Jr. osoitti freonin turvallisuuden Yhdysvaltain kemiallisen seuran tilaisuudessa henkäisemällä näyttävästi keuhkot täyteen freonia ja puhaltamalla sitten kynttilän sammuksiin. Syttymätön ja myrkytön yhdiste, joka sopi erinomaisesti kylmäaineeksi, oli keksitty. He eivät olleet ainoastaan löytäneet uutta yhdistettä vaan kokonaisen ryhmän yhdisteitä, joilla oli samankaltaiset ominaisuudet. Ne tulivat kaikkialla tunnetuiksi kloorifluorihiilivetyinä eli lyhyemmin CFC-yhdisteinä. 1930-luvun alussa ei valitettavasti vielä tiedetty, mikä on otsooniaukko tai kuinka tärkeä ultraviolettisäteilyn suoja tuo stratosfäärin ohut happimolekyylikerros on. Ei ymmärretty myöskään sitä, että CFC-yhdisteet – vaikka ovat täysin vaarattomia merenpinnan korkeudella – päästessään ilmakehän yläosiin, ovat hyvin vaarallisia. Ilmakehän yläosissa yhdisteet nimittäin hajoavat osiin, joista yksi, kloori, tuhoaa otsonia ja siten maapallon suojakerrosta.
1930-luvulla ei vielä arvattu, että CFC-yhdisteitä käytettäisiin erilaisiin muihinkin tarkoituksiin, kuin vain kylmäaineina. Melko pian oivallettiin, että näillä uusilla ja innostavilla aineilla oli paljon muutakin käyttöä, varsinkin ponnekaasuina suihkepulloissa. Toisen maailmansodan aikana ja sen jälkeen CFC-yhdisteitä käytettiin laajalti hyönteismyrkkyjen suihkuttamiseen. Eräs pahimmista ruiskutettavista hyönteismyrkyistä oli DDT, joka aiheutti mm. epämuodostumia. Toisen maailmansodan jälkeen suihkepullot yleistyivät roimasti. Niissä myytiin kaikkea: maaleista deodorantteihin ja astman inhalaattoreihin. Näistä suihkepulloista vapautuneet ponnekaasumäärät kulkeutuivat stratosfääriin syömään otsinikerrosta.
Vasta 1970-luvulla havahduttiin huomaamaan, mitä otsonikerrokselle oli tapahtunut. Nyt myös ymmärrettiin, mikä otsonikadon oli aiheuttanut. Samalla saatiin varoitus: jos otsonikato jatkuisi samaa vauhtia, kasvaisi ihmisiin kohdistuva haitallinen UV-altistus ja muutamassa vuosikymmenessä yleistyisivät syövät ja sokeus valtavasti.
American Chemical Society luovutti vuonna 1941 Thomas Midgley Jr:lle korkeimman palkintonsa, Priestley-mitalin. Seuraavana vuonna hänelle myönnettiin Willard Gobbs-palkinto, joka on kemisteille myönnettävä palkinto. Hän sai eläessään kaksi kunniatohtoruutta ja hänet myös valittiin Yhdysvaltain kansalliseen tiedeakatemiaan jäseneksi. Vuonna 1944 hänet valittiin American Chemical Societyn presidentiksi ja puheenjohtajaksi. 51.vuotiaana, vuonna 1940 Thomas Midgley Jr. sairastui poliomyeliittiin ja hän vammautui vakavasti sen seurauksena. Keksijänä hän suunnitteli itselleen monimutkaisen köysi- ja hihnapyöräjärjestelmän, jolla hän sai nostettua itsensä sängystä pyörätuoliin. 2.11.1944 hän takertui itse keksimäänsä laitteeseen jumiin ja kuoli kuristukseen.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti