(奇妙的創造)「金絲雀」識破「無形殺手」

香港 陳永康

十七世紀工業革命以後,工業生產更多倚賴機械,開採煤礦提供能源是當時的重要工業活動,但進入深山或地底去採掘煤塊是一項具風險的職業。礦工會不時遇上礦坑塌陷或氧氣不足的危險,當時礦工會攜帶一個裝有金絲雀的籠子進入礦坑,若礦坑有瓦斯毒氣,金絲雀就會躁動不安,甚至高聲驚慌叫喊,礦工就要警覺地立刻逃離礦坑。在<毒氣檢測器>尚未發明之前,雀鳥可以為人類扮演『哨兵』的角色,揀選<金絲雀>的主要原因由於牠的叫聲特別洪亮而已。提出以<金絲雀>來預警空氣中有過高成分的一氧化碳是 John Haldane。雀鳥的呼吸系統與哺乳類動物(包括人類)不同,如下圖所示,雀鳥呼氣吸氣,要經兩個循環才可完成, 第一次吸氣會讓空氣充滿肺部後方的<後氣囊>,然後將空氣呼入多組的肺微支管,使空氣可接觸體內的血液,進行氧氣和二氧化碳氣的交換,利用第二次的吸氣將微支管內的空氣壓至<前氣囊>,再經呼氣將空氣排出體外。

雀鳥有如此構造是有需要的,正如聖經:『又造出各樣飛鳥,各從其類。神看著是好的』(創一 21 下)。雀鳥在空中飛翔,上空的空氣比較稀薄,牠利用兩個循環的呼吸所吸入的空氣量比哺乳類動物有兩倍之多,所以可以吸入足夠的氧氣以供身體活動所需,但若空氣內含高濃度的一氧化碳或其他類別的毒氣,金絲雀每次吸氣就吸入兩倍的毒氣,在同一環境中牠較人類更容易中毒死亡,啼聲嘹亮的金絲雀可以成為保護礦工的前哨兵。

在 21 世紀社會的環境中,一氧化碳是嚴重的污染物,因為它是無色無臭而且毒性極高的氣體。室外一氧化碳的主要來源是汽車,因汽車燃料在燃燒過程中不可能完全氧化,無可避免地產生一氧化碳;而室內空氣中的一氧化碳濃度,取決於利用煤氣或石油氣為燃料的煮食或取暖氣的運作過程,如果沒有好的抽風系統,一氧化碳在空氣中會停留約兩個月。它的毒性源於它能與血紅素中的鐵離子緊密結合,結合能力比血紅素和氧氣分子還要高230 倍,嚴重妨礙血紅素運送氧氣到肺部的功能。在一氧化碳濃度高的環境下,心臟要加倍努力才能將足夠氧氣送到身體各組織 裡,所以吸入一氧化碳時會產生頭痛、噁心、嘔吐、頭暈、胸痛、心臟衰竭。暴露於高濃度的一氧化碳可能會有生命危險,美國每年有五百人因為一氧化碳中毒而死亡。香港環保署和美國環保局將八小時空氣中的一氧化碳今均數不可超過 10 mg/m3 (即 9 ppm) 為安全指標;在美國由於冬天嚴寒,在家居之內使用燃燒取暖的器材,一氧化碳會成為<無形殺手>,所以為保障家居安全,民眾廣泛使用一氧化碳檢測器(CO detectors),當室內的一氧化碳濃度超過 100 ppm 的濃度時會發出<鳴聲>以作警告。

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