Švinas yra sunkusis metalas, kuris žmogui yra toksiškas net nedideliais kiekiais. Anksčiau, kai švino žala sveikatai nebuvo gerai ištyrinėta ir suprasta, šis metalas buvo plačiai naudojamas visur, įskaitant dažus ir benziną. Tiesą sakant, iš benzino švinas dingo ne taip jau seniai. Tik kodėl jis ten buvo apskritai?
Dauguma automobilių Brazilijoje naudoja etanolį, bet ar žinote, kodėl? O štai reaktyviniai degalai, kokius naudoja lėktuvai, yra artimi dyzelinui.
Švinas į benziną buvo įterpiamas dešimtmečiais. Tas degalų priedas vadinamas tetraetilšvinu ir jo formulė, jei domitės chemija, yra Pb(C2H5)4.
Tetraetilšvinas greičiausiai pirmą kartą susintetintas ir aprašytas 1853 metais – tai padarė vokiečių chemikas Karlas Jacobas Löwigas. 1859 metais anglų chemikas Georgeas Bowdleris Bucktonas nepriklausomai pasiekė tą patį, bet jau kitais metodais. Tiesa, bent pusę amžiaus tetraetilšvinas domino tik chemikus ir neturėjo rimtos praktinės paskirties. Viskas pradėjo keistis tada, kai chemijos pramonės gigantas DuPont susidomėjo galimybe įterpti tetraetilšviną į benziną. Ir ne šiaip sau – tuo metu automobilių pramonė ieškojo būdų išspręsti vieną vidaus degimo variklių problemą.
Ta problema vadinama detonacija (arba nepageidaujama detonacija/degimu). Benzininiame vidaus degimo variklyje oro ir benzino mišinį uždega degimo žvakės. Jos tai daro tiksliai suplanuotu metu, idealiai parinktu ir kontroliuojamu pagal stūmoklio padėtį cilindre. Problemos kyla tada, kai degus mišinys užsidega ne nuo žvakės kibirkšties, o tiesiog dėl slėgio ar kitų priežasčių. Tuomet degimas įvyksta netinkamu metu ir išsiplėtusios dujos gali ką nors rimtai sugadinti, nes slėgis degimo kameroje pakyla netinkamu metu. Net jei mišinys užsidega tik iš dalies, nuo detonacijos kenčia variklio efektyvumas. Tai buvo ypač aktualu anksčiau, kai benzinas turėjo žemesnį oktaninį skaičių, jo kokybė buvo prasta, o vidaus degimo variklio technologijos buvo neišvystytos. Tačiau ir dabar detonacija tikrai nėra visiškai išnykęs fenomenas
Nepageidaujama detonacija 20 amžiaus pradžioje buvo tokia didelė automobilių problema, kad gamintojai negalėjo didinti kompresijos – taip buvo bandoma sumažinti detonacijos pasekmių rimtumą. Tačiau pačioje trečiojo dešimtmečio pradžioje DuPont rūpesčiu buvo surastas priedas, kuris stipriai sumažino detonacijos tikimybę. Tas priedas, kaip jau supratote – tetraetilšvinas. Jis, beje, ne tik mažino detonaciją, bet ir ilgino variklių tarnavimo laiką, nes efektyviai aušino vožtuvus ir lėtino jų susidėvėjimą.
Netrukus General Motors užpatentavo tetraetilšvino priedą benzinui. Prasidėjo jo gamyba ir masinis paplitimas po degalines. Automobilių gamintojai pagaliau turėjo galimybę didinti kompresiją, didėjo automobilių galia ir asmeninis transportas ėmė sparčiai evoliucionuoti. Švinuoto benzino dėka.
Bet tai, kad švinas žmogui yra nuodingas, buvo žinoma dar 19 amžiuje. Ir kai šis sunkusis metalas atsirado benzine, buvo manančių, kad tai – ne į naudą. Išmetamosios dujos su švinu ne tik nuodijo žmones, bet ir nugulė ant laukų, kuriuose auga maistas. Be to, 1924 metais Naujajame Džersyje naftos perdirbimo gamykloje įvyko nelaimė – pasklidusiu tetraetilšvinu buvo mirtinai nunuodyti keli darbininkai. Tačiau tyrimų trūko, jie buvo užgniaužti ir žiniasklaida bei pramonė rėkė, kad negalima stoti į kelią prieš galingesnius variklius ir transporto technologijų pažangą apskritai.
Tačiau sveikatos tyrimai kone kiekvieną dešimtmetį vis rodė, kad švinuotas benzinas blogina oro taršos situaciją. Šeštojo dešimtmečio pradžioje geochemikas Clairas Cameronas Pattersonas pastebėjo, kad aplinkoje aptinkamos švino taršos amžius idealiai sutampa su tetraetilšvino naudojimo pradžia. Didžiausią nerimą kėlė tai, kad tai buvo pastebima ir Grenlandijoje, kur praktiškai nėra automobilių. Aštuntojo dešimtmečio pradžioje mokslininkas Herbertas Needlemanas įrodė, kad švino tarša yra susijusi su prastesniu vaikų pasirodymu mokykloje – švino tarša visuotinai kenkia smegenims, protiniam darbui. Švino pramonė prieštaravo tam tyrimui, bet daugelis suprato, kad tai – tiesa. Ir tai – šalia to, kad tetraetilšvinas yra gerai žinomas kancerogenas.
Tai, kad švinas kenkia žmogaus nervų sistemai, buvo žinoma jau seniai. Sujungti taškus nebuvo taip jau sunku – automobilių skaičius išaugo, sunaudojama daugiau švinuoto benzino, į orą išmetama daugiau švino, žmonės juo kvėpuoja. Tai buvo viena iš priežasčių, kodėl aštuntajame dešimtmetyje JAV ėmė aktyviai kovoti su oro tarša (ir kodėl didžiausi amerikietiški varikliai neteko daug galios).
Švino priedai benzine buvo vis labiau ribojami, kol galiausiai buvo visai uždrausti. JAV tai įvyko 1996 metais, Europoje – 1989-2005 metais. Japonija, beje, buvo pirmoji uždraudusi švino priedus benzinui – tai įvyko 1986 metais.
O ką darė gamintojai? Jie prisitaikė. Variklių technologijos pažengė pirmyn, benzino kokybė pagerėjo, padidėjo oktaninis skaičius – detonacija nebėra tokia didelė problema kaip anksčiau. Net ir vožtuvai pradėti gaminti iš kietesnio plieno. Modernūs automobiliai gaminami moderniems degalams. Tiesa, dėl to seni automobiliai, pagaminti dar benzinui su švinu, nemėgsta šiuolaikinių degalų.
