Thomas Midgley: 2 phát minh, 2 thảm hoạ thế kỷ 20

Người đàn ông này đổ chất lỏng lên hai bàn tay trước mặt các nhà báo, đưa lọ lên mũi và hít suốt một phút để chứng minh nó vô hại. Trước đó ít lâu, ông vừa phải nghỉ dài ngày ở Miami vì nhiễm độc chính thứ ấy.

Tên ông là Thomas Midgley Jr., tác giả của hai phát minh được ca ngợi bậc nhất thời mình — và cả hai về sau đều bị xếp vào hàng thảm hoạ môi trường lớn nhất thế kỷ 20.

Người kỹ sư giải được bài toán cả ngành ô tô bó tay

Đầu thập niên 1920, động cơ ô tô mắc một tật khó chịu: tiếng "gõ" lụp cụp khi tăng ga. Nhiên liệu tự bốc cháy sai thời điểm, làm máy rung, mất công suất và mau hỏng. Cả ngành công nghiệp non trẻ kẹt ở đó.

Midgley là kỹ sư cơ khí tốt nghiệp Cornell, làm trong phòng thí nghiệm General Motors ở Dayton, bang Ohio, dưới quyền Charles Kettering. Nhóm ông dán một bảng gỗ gắn các nguyên tố lên tường và thử lần lượt theo bảng tuần hoàn. Ngày 9/12/1921, họ nhỏ một lượng tetraethyl chì vào động cơ thử nghiệm một xy-lanh. Tiếng gõ tắt hẳn.

Đây là chi tiết ít người biết nhất. Nhóm của Midgley đã thử cồn ethanol pha 20–30% vào xăng từ trước đó, và nó chạy tốt: cháy sạch, không đóng cặn, tăng công suất, hết gõ máy.

Nhưng cồn có khuyết điểm chí mạng dưới góc nhìn kinh doanh — không ai cấp bằng sáng chế cho cồn được. Ai cũng nấu được, không ai độc quyền được.

Tetraethyl chì thì khác: cách dùng nó làm phụ gia có thể đăng ký độc quyền. General Motors, Standard Oil và DuPont lập liên doanh để bán nó, đặt tên Ethyl Corporation — chữ "chì" bị bỏ hẳn khỏi thương hiệu. Xăng Ethyl lên kệ ngày 1/2/1923.

Buổi họp báo tháng 10/1924

Mùa thu 1924, nhà máy tetraethyl chì ở Bayway, bang New Jersey, xảy ra chuyện. Công nhân mất phương hướng, ảo giác, kích động dữ dội rồi gục xuống; một số phải trói vào áo bó. Năm người chết trong ít tuần, hàng chục người nhập viện. Ở nhà máy DuPont tại Deepwater, thêm nhiều người nữa chết năm sau.

Báo chí gọi thứ đó là "xăng điên". Ngày 30/10/1924, Midgley họp báo để dập dư luận. Ông đổ tetraethyl chì lên tay, đưa lọ lên mũi hít sáu mươi giây, rồi tuyên bố có thể làm vậy mỗi ngày mà chẳng sao cả.

Điều ông không nói với các nhà báo: năm 1923 chính ông đã phải bỏ việc đi Miami dưỡng bệnh, tự viết rằng phổi mình "đã bị ảnh hưởng". Tháng 4/1925 ông lại rời ghế phó chủ tịch vì nhiễm độc chì.

Chì làm gì trong cơ thể một đứa trẻ

Cơ thể người không có cách nào nhận ra chì là kẻ lạ. Chì có kích thước và điện tích gần giống canxi, kẽm và sắt — ba kim loại thiết yếu — nên nó cứ thế trà trộn vào và ngồi nhầm ghế.

Hãy hình dung tế bào như một xưởng máy, mỗi enzyme là một cỗ máy chỉ khớp đúng một loại chìa. Chì là cái chìa giả: cắm vừa ổ khoá nhưng không vặn được, và không chịu rút ra. Cỗ máy đứng im, còn xưởng thì tưởng chỗ đó vẫn chạy.

Ở não trẻ đang lớn, tác hại nặng nhất nằm ở chỗ đó. Vài năm đầu đời là lúc các tế bào thần kinh nối dây với nhau, và chì xen vào đúng khâu truyền tín hiệu giữa các khớp nối. Nó không gây cơn bệnh rõ ràng nào để người ta hoảng lên. Nó lấy đi vài điểm IQ, một chút khả năng tập trung, một chút khả năng kiềm chế — âm thầm, trên cả một thế hệ, không lấy lại được. Chì từ ống xả cũng không phân huỷ: nó rơi xuống đất ven đường và nằm lại hàng chục năm.

Vì sao mất hơn năm mươi năm mới cấm được

Không phải vì thiếu người cảnh báo. Ngay từ 1924 giới y tế công cộng đã lên tiếng, nhưng ngành công nghiệp có sẵn lập luận rất khó bác: chì vốn có trong tự nhiên, nên chì đo được trong máu người là chuyện bình thường.

Người phá vỡ lập luận đó là Clair Patterson, nhà địa hoá ở Caltech. Ông không hề định nghiên cứu ô nhiễm — ông đang đo tuổi Trái Đất, và cứ liên tục thấy mẫu của mình nhiễm chì đến mức phải tự xây một phòng thí nghiệm siêu sạch. Chính sự bực bội đó đưa ông tới câu hỏi: chì ở đâu ra mà nhiều thế?

Ông đi khoan lõi băng ở Greenland và Nam Cực. Băng đóng từng lớp theo năm, nên mỗi lõi băng là một cuốn nhật ký khí quyển đọc ngược về quá khứ. Kết quả rất rõ: chì thời công nghiệp cao hơn nền tự nhiên mấy bậc, đường cong bám gần khít sản lượng xăng pha chì.

Patterson công bố năm 1965 và bị đáp trả dữ dội. Tại phiên điều trần trước Thượng viện Mỹ năm 1966, chuyên gia của ngành là Robert Kehoe vẫn khẳng định mức chì môi trường không hề tăng. Patterson mất hợp đồng nghiên cứu, bị gạt khỏi hội đồng.

Nhưng số liệu thắng. Năm 1973, Mỹ bắt đầu siết chì trong xăng; đến 1996 mới cấm hẳn — Patterson đã mất trước đó một năm.

Kết quả thì như một thí nghiệm toàn quốc. Trong khảo sát sức khoẻ quốc gia của Mỹ giai đoạn 1976–1980, 88% trẻ em từ 1 đến 5 tuổi có nồng độ chì trong máu từ 10 µg/dL trở lên. Riêng bốn năm đó, khi chì trong xăng bắt đầu giảm, mức chì máu trung bình của người Mỹ tụt khoảng 37%. Nhìn dài hơn: chì máu ở trẻ 1–5 tuổi giảm từ khoảng 15 µg/dL xuống dưới 1 µg/dL vào giữa thập niên 2010.

Tháng 7/2021, Algeria bán hết kho xăng pha chì cuối cùng. Liên Hợp Quốc tuyên bố kỷ nguyên xăng pha chì đã khép lại trên toàn cầu — đúng trăm năm sau ngày tiếng gõ máy tắt ở Dayton.

Phát minh thứ hai, và lỗ thủng phía trên Nam Cực

Cuối thập niên 1920, Midgley được giao bài toán khác. Tủ lạnh thời đó chạy bằng amoniac, metyl clorua hoặc sulfur dioxide — những chất độc hoặc dễ cháy, và rò rỉ từng làm chết người ngay trong căn hộ của họ.

Năm 1930, nhóm của ông tổng hợp được dichlorodifluoromethane, bán ra dưới tên Freon: không cháy, không độc, không mùi, rẻ. Tại hội nghị Hội Hoá học Mỹ năm đó, Midgley lại diễn trò cũ: hít một hơi đầy Freon rồi thở từ từ lên ngọn nến đang cháy. Nến tắt. Vừa không độc, vừa không bắt lửa, chứng minh xong trong một hơi thở.

Vấn đề nằm ở chỗ không ai nghĩ tới. Chính vì Freon trơ đến thế nên khi thoát ra ngoài, nó không phân huỷ ở tầng thấp mà cứ trôi lên cao, mất hàng chục năm để tới tầng bình lưu. Ở trên đó, tia cực tím mạnh mới bẻ được phân tử, giải phóng nguyên tử clo. Mỗi nguyên tử clo phá ozone theo kiểu dây chuyền: bẻ một phân tử ozone, rồi tự phục hồi để đi bẻ tiếp phân tử khác, lặp lại hàng nghìn lần. Một lượng nhỏ, tác hại rất lớn.

Mario Molina và Sherwood Rowland cảnh báo cơ chế này từ năm 1974. Năm 1985, ba nhà khoa học British Antarctic Survey — Joe Farman, Brian Gardiner và Jon Shanklin — công bố lỗ thủng ozone trên bầu trời Nam Cực. Nghị định thư Montreal 1987 khai tử CFC.

Những điều nhiều người kể sai

Câu chuyện này bị kể lệch khá nhiều, thường theo hướng biến ông thành phản diện.

• "Midgley biết chì độc mà vẫn giấu." Chỉ đúng một nửa, và nửa còn lại mới quan trọng. Ông biết chì độc — thời đó ai học hoá cũng biết, và chính ông đã nhiễm độc. Điều ông tin, tin thành thật, là liều pha vào xăng quá nhỏ để gây hại. Niềm tin sai, không phải âm mưu.
• "Ông bị cả thời đại lên án." Ngược lại hoàn toàn. Ông được trao Huy chương Nichols, Huy chương Perkin, rồi Huy chương Priestley — giải cao nhất của Hội Hoá học Mỹ — và năm 1944 được bầu làm chủ tịch chính hội đó. Ông chết trong hào quang.
• "Ông chết vì chì." Không. Ông mắc bại liệt năm 1940, ở tuổi 51, và bị liệt nặng. Ông tự thiết kế một hệ ròng rọc để nhấc mình ra khỏi giường. Ngày 2/11/1944 người ta tìm thấy ông chết trong chính hệ dây đó, hưởng dương 55 tuổi. Nhân viên điều tra kết luận là tự sát — chi tiết thường bị lược bỏ khi chuyện được kể như một trò trớ trêu của số phận.
• "Ông cố tình phá tầng ozone." Không ai năm 1930 biết CFC hại ozone; cơ chế ấy mãi bốn mươi bốn năm sau mới được mô tả. Freon khi ra đời đã cứu người — nó thay những chất làm lạnh vẫn đang giết người vì rò rỉ.

Bài học không nằm ở chỗ ông là người xấu

Nhà sử học môi trường J.R. McNeill, trong cuốn *Something New Under the Sun*, viết rằng Midgley "gây tác động xấu lên khí quyển nhiều hơn bất kỳ sinh vật đơn lẻ nào khác trong lịch sử Trái Đất".

Câu đó nghe như một bản án. Nhưng đọc kỹ thì nó không nói về đạo đức — nó nói về quy mô. Một người, hai phát minh, cả khí quyển.

Điều đáng sợ ở Thomas Midgley không phải là ông gian dối. Là ông thành thật. Ông giải đúng bài toán được giao, giải rất giỏi, và mỗi lần đều tin chắc mình đang làm thế giới tốt lên. Xăng pha chì giúp động cơ mạnh hơn, bền hơn. Freon khiến tủ lạnh thôi giết người. Cả hai đều là tiến bộ thật, đo được, ngay lập tức.

Cái ông không có là câu hỏi thứ hai: *thứ này đi đâu sau khi rời khỏi tay tôi, và ba mươi năm nữa thì sao?* Thời ông chưa ai bắt buộc phải hỏi. Ngày nay ta gọi nó là đánh giá vòng đời sản phẩm, là nguyên tắc phòng ngừa — phần lớn những quy tắc ấy ra đời chính vì hai phát minh của ông.

Tầng ozone đang lành, nhưng phải tới giữa thế kỷ này mới về lại mức thập niên 1980. Và ở đâu đó lúc này, vẫn có người đang giải rất giỏi một bài toán chưa ai kịp hỏi câu thứ hai.