Đầu thế kỷ 20, Thomas Midgley Jr. tự mình chứng minh độ an toàn của xăng pha chì và chất làm lạnh CFC, giúp chúng thành công về thương mại.
Năm 1924, trước mặt các nhà báo, nhà phát minh người Mỹ Thomas Midgley Jr. đổ một chất phụ gia chì lên tay rồi hít hơi bốc lên trong khoảng một phút. "Tôi có thể làm việc này hàng ngày mà không gặp bất cứ vấn đề sức khỏe nào", ông nói. Nhưng sau đó, Midgley đã phải điều trị y tế. Không chỉ sức khỏe của chính ông, hành động này còn dẫn đến những hậu quả thảm khốc hơn nhiều.
Nhà phát minh Thomas Midgley Jr. từng được tôn vinh nhờ phát triển xăng pha chì và Freon. (Ảnh: Corbis).
Midgley tiếp tục để lại dấu ấn với một phát minh mang tính phá hủy khác, là giải pháp cho nhu cầu thay thế các loại khí độc hại và dễ cháy được dùng cho quá trình làm lạnh và điều hòa không khí. Ông phát hiện rằng CFC, hay chlorofluorocarbon, là chất thay thế lý tưởng và vô hại với con người, nhưng không biết nó sẽ phá hủy tầng ozone.
Hai phát minh của Midgley từng được ca ngợi suốt hàng thập kỷ. Tuy nhiên, 100 năm sau cuộc họp báo năm 1924, Trái Đất vẫn đang phải hồi phục từ những tác động tiêu cực của chúng.
Hỗn hợp xăng pha chì
Một trong những vấn đề lớn nhất mà ngành ôtô phải đối mặt đầu thế kỷ 20 là tiếng gõ động cơ - những vụ nổ nhỏ trong động cơ ôtô do chất lượng xăng kém, tạo ra âm thanh khó chịu và có thể gây hỏng hóc. Nhiệm vụ giải quyết vấn đề tiếng gõ động cơ được giao cho Midgley khi ông đang là kỹ sư hóa học tại hãng sản xuất ôtô Mỹ General Motors vào năm 1916.
Dưới sự chỉ dẫn của Charles Kettering, một nhà phát minh người Mỹ nổi tiếng khác và là người đứng đầu bộ phận nghiên cứu của General Motors, Midgley đã nghiên cứu hàng nghìn chất gồm asen, lưu huỳnh, silicon, nhằm tìm ra chất có thể thêm vào xăng để giảm tiếng gõ. Cuối cùng, ông tìm ra chì tetraethyl, một dẫn xuất chì được đưa ra thị trường với tên gọi đơn giản là Ethyl. Xăng pha chì lần đầu tiên được bán ở Dayton, bang Ohio, vào năm 1923, sau đó lan rộng khắp thế giới.
Hỗn hợp Ethyl chứa chì thành công về mặt thương mại. (Ảnh: Colin Creitz/The Enthusiast Network).
Chì có độc tính cao, không có mức độ phơi nhiễm an toàn và có thể ảnh hưởng xấu đến sự phát triển ở trẻ em, gây suy giảm trí thông minh và rối loạn hành vi, theo Quỹ Nhi đồng Liên hợp quốc (UNICEF). Ước tính khoảng 1 triệu người mỗi năm vẫn chết vì ngộ độc chì, theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO).
Độc tính của chì đã được biết đến rộng rãi khi Midgley thêm nó vào xăng, nhưng điều đó không ngăn Ethyl thành công về mặt thương mại. "Đã có những cảnh báo được đưa ra vì chì được coi là chất độc. Nhưng luận điểm của ngành ôtô khi đó là không có bằng chứng nào cho thấy chì thoát ra từ ống xả ôtô gây tổn thương cho con người", Gerald Markowitz, giáo sư lịch sử tại Đại học Thành phố New York, cho biết.
Tuy nhiên, các công nhân sản xuất Ethyl nhanh chóng chịu những tác động tiêu cực. Sau cuộc họp báo năm 1924, chính Midgley cũng nhiễm độc.
"Midgley viết trong một lá thư vào tháng 1/1923 rằng mình bị nhiễm độc chì một chút và quả thực ông ấy đã nhiễm độc chì trong suốt quãng đời còn lại. Tình trạng này sẽ không thực sự biến mất khi bạn hấp thụ nhiều chì như vậy vào cơ thể. Đó là một vấn đề nghiêm trọng và lâu dài", Bill Kovarik, giáo sư tại Đại học Radford, cho biết.
Chất làm lạnh CFC
Vài năm sau khi phát minh Ethyl, Midgley, một lần nữa được Kettering thôi thúc, bắt đầu phát triển chất thay thế không độc hại, không bắt lửa cho các khí làm lạnh, ví dụ như ammoniac dùng trong các thiết bị và máy điều hòa không khí, dẫn đến nhiều sự cố chết người vào những năm 1920.
Midgley đã tìm ra Freon - một dẫn xuất của methane gồm các nguyên tử carbon, chlor và fluor - và là hợp chất CFC đầu tiên. Trong một màn trình diễn công khai vào năm 1930, ông hít khí này và thổi tắt một ngọn nến, chứng minh độ an toàn.
Sau Thế Chiến II, các nhà sản xuất thường xuyên sử dụng CFC trong đủ loại sản phẩm, ví dụ bình xịt. (Ảnh: Joe Sohm/Visions of America/Universal Images Group).
Freon, cũng như các chất CFC tiếp theo, đã đạt được thành công về mặt thương mại và khiến việc sử dụng máy điều hòa không khí tăng mạnh ở Mỹ. Sau Thế Chiến II, các nhà sản xuất bắt đầu thường xuyên sử dụng CFC trong đủ loại sản phẩm, bao gồm thuốc trừ sâu và keo xịt tóc.
Hàng thập kỷ sau khi CFC ra đời, giới khoa học mới phát hiện nhóm chất này đã đục một lỗ thủng trên tầng ozone phía trên Nam Cực. Nếu không được kiểm soát, lỗ thủng sẽ mở rộng đến mức đe dọa toàn bộ sự sống trên Trái Đất.
Tác động lâu dài
Đến năm 1996, xăng pha chì mới bị loại bỏ dần ở Mỹ, sau đó bị loại bỏ trên toàn thế giới. Quốc gia cuối cùng làm điều này là Algeria, nơi vẫn bán xăng pha chì đến năm 2021. Một nghiên cứu năm 2022 ước tính, 1/2 dân số Mỹ hiện nay từng tiếp xúc với mức chì nguy hiểm khi còn nhỏ, nhưng tổn thất với sức khỏe của thế giới khó ước tính hơn.
Năm 1987, Nghị định thư Montreal được ký kết nhằm loại bỏ dần CFC từ năm 1989 đến năm 2010, sau đó nhóm chất này bị cấm. Lỗ thủng trên tầng ozone đang được cải thiện và có thể sẽ lành lại, nhưng phải mất khoảng nửa thế kỷ nữa.