这种物质会不留痕迹地消失,但同时可能给⼈带来致命伤害。6⽉15⽇晚间,河南⼀辆轻型厢式冷藏货车⾥就发⽣了⼀桩“悄⽆声息”的死亡事件。据中华⽹消息,8名⼥⼯在低温且封闭的冷藏车厢⾥,很可能因为车厢⾥⼲冰泄露,⽽使她们在车⼦⾏驶到叶县洪庄杨镇境内时,窒息昏迷,并最终⾝亡。
⼲冰到底是什么?“冰”对于我们普通⼈的意义,⼤抵是为了在夏天喝上⼀杯冰镇酸梅汤——或其他,随你的喜好。
但科学家对低温的兴趣则是为了研究低温条件下物质的性质。为了得到低温,科学家是从⽓体液化开始的。法国化学家安托万·拉⽡锡(Antoine Lavoisier)在18世纪末提出了“新液体”的概念,认为若把地球放到极其寒冷的地⽅,空⽓(或⼤多数组分)将不再维持⽓态,⽽是转变成某种“新液体”。经过种种努⼒,⼀些⽓体先实现了液化,包括⼆氧化碳。
19世纪早期的化学家意识到,想要让⽓体保持在液态形式,就需要将它们装在⼀种能承受⾼压的容器,因为这些“新液体”很难存在于正常压⼒下。但这意味着,液体会“隐藏”在⾼压容器⾥⽽很难被观察到。对此,法国化学家查尔斯·蒂洛⾥尔(Charles Thilorier)想到,是不是可以通过制造⼤量液态的⼆氧化碳,从⽽在它们蒸发完全之前瞥到液态⼆氧化碳的真实“模样”。
于是有⼀天,蒂洛⾥尔便打开了⼀个装有液态⼆氧化碳的⾦属罐,但可想⽽知,⾥⾯的液体很快就蒸发⾛了。不过,他意外地发现,容器底部留有⼀块固态的“冰”。这就是⼲冰,固态的⼆氧化碳。历史学家认为是蒂洛⾥尔于1835年⾸次观察到了⼲冰。但在接下来的⼏⼗年⾥,⼲冰并没有任何实际应⽤,只获得了实验室⾥研究⼈员的关注。
直到1897年,⼀位名叫赫伯特·塞缪尔·埃尔沃西(Herbert Samuel Elworthy)的英国⼈获得了⼀项有关固态⼆氧化碳的专利,内容是利⽤⼲冰制作威⼠忌苏打⽔。后来,⼲冰很⼤的⼀个⽤处是替代普通冰,来冷藏⻝物。例如,20世纪20年代,美国有公司开始尝试⽤⼲冰来使冰淇淋保持低温。
相⽐于普通冰,⼲冰在冷藏⾷物⽅⾯的优势在于,⼲冰(-78.5摄⽒度)在升温后不会融化变成液体,⽽是直接升华为⽓体。这样⼀来,就不存在普通冰融化变成⽔,⽽在⾷品袋上留下⽔渍的情况。
相关的窒息⻛险。2004年,在飓风“伊万”(这场规模庞⼤的飓风对加勒⽐海和美国⼤范围地区造成严重破坏)来临后的停电期间,⼀名男⼦就是⽤⼲冰来冷藏⾷物的。他买了约45千克⼲冰,把它们分成4份装在棕⾊袋⼦⾥并放在他的车⾥。
由于⻋内空间密闭,很快他就开始呼吸急促,失去了知觉。直到他妻⼦找到他,打开车门后,他才苏醒过来。可以想象,他是因为⼲冰储存⽅式不当且通⻛不当,导致封闭环境内⼆氧化碳浓度过⾼⽽引发窒息。许多与⼲冰相关的窒息事件多发⽣在封闭空间中。2002年,⼀位51岁的医学研究科学家有轻度感冒引起的⽀⽓管哮喘病史。⼀天,他进⼊了⼀个通风不良的冷藏室(2.4⽶×2.4⽶×4.3⽶)⾥。
重要的是,这个房间在他进⼊的3⼩时前,刚刚搬进来15块1升的⼲冰。⼏个⼩时后,他就被发现躺在冷藏室的地板上,没有了呼吸。⼫检报告的结论是,死因是过度吸⼊⼆氧化碳。近些年,⼲冰致死的事件也时有发⽣。2020年2⽉,在俄罗斯莫斯科的⼀次聚会上,⼈们抱怨房间很热,于是把⼏⼗千克的⼲冰倾倒在游泳池⾥来降温。但不久,泳池⾥的⼈便开始出现同样的症状:先是窒息,接着就失去了知觉。这⼀事件最终导致3⼈死亡。
另外在2023年,美国加利福尼亚⼤学的化学家在ACS Chemical Health & Safety杂志上发表研究,报告了⼲冰导致⼀名研究⽣失去知觉的案例。在化学实验室⾥,为了研究低温下的各种反应,化学家通常会把⼲冰与有机溶剂结合在⼀起作为冷却剂。因此,他们通常需要在实验室⾥储存⼀定量的⼲冰。此前,这⼀般是由供应公司送到实验室⾥,但在新冠期间,送货服务停⽌,研究⼈员不得不亲⾃到供应处购买⼲冰。
2022年5⽉30⽇,⼀名研究⽣到供应商那⾥,从⼀个装有⼲冰的容器⾥取⼲冰。但这个容器较深,该研究⽣整个⾝⼦都得伸到容器内,才能够到底部的⼲冰袋。在重复了⼏次这样的过程,将约82千克的⼲冰放到推⻋上后,这位研究⽣便头晕、呼吸急促并失去知觉。好在,最终这名学⽣醒了过来。但这次事件后,这名研究⽣被诊断为创伤后应激障碍(PTSD),⼀旦遇到有寒冷⽓流的区域或是处理⼲冰的地⽅,就会有强烈的负⾯反应。
为什么让⼈窒息?⼆氧化碳本是⼀种⽆⾊⽆味的⽓体,也是⼈体呼吸系统的正常副产物。重要的是,它的分⼦量⽐空⽓重,因⽽总是会沉在底部。这也是地窖等地⽅,⼆氧化碳浓度较⾼的原因。因此,在通风较差的地⽅,随着⼲冰在室温下转变成⼆氧化碳,这些⼆氧化碳会降低空⽓中氧⽓的浓度,导致⼈们吸⼊更多的⼆氧化碳和更少的氧⽓。⼆氧化碳浓度的增加也会引发呼吸频率增加,导致⼈们进⼀步吸⼊更多的⼆氧化碳。
此外,吸⼊⼤量⼆氧化碳还会降低⾎液pH值,影响⼼脏和神经系统等。事实是,当⾎液中⼆氧化碳浓度超过2%时,受害者会出现出汗、呼吸急促、⼼悸、呼吸困难、昏厥等症状。如果浓度超过了5%,就会产⽣⿇醉作⽤。最为可怕的是,⼀旦⼆氧化碳浓度超过约8%~10%,受害者就会在⼏分钟内失去知觉并窒息死亡。其中⼀些症状与⼀氧化碳中毒的症状类似。
我们知道,⼀氧化碳与⾎液中⾎红蛋⽩的结合⽐氧⽓更强,因此具有很强的毒性,在低浓度下就能严重危害健康。然⽽,⼆氧化碳只在⾼浓度下才会造成呼吸系统问题,带来⽣命危险。因此,尽快让⼆氧化碳或⼲冰的受害者远离事发现场,来到通风良好的地⽅,他们基本上可以很快恢复过来。这些致命事件更重要的意义在于,必须提醒供应商在⼲冰容器的外部明确指出⼲冰的可能危害,并警告消费者不要在封闭的空间⾥,与⼤量⼲冰待在⼀起。