北京2021年8月9日 /美通社/ -- 以下為來(lái)自中國(guó)網(wǎng)采訪東京經(jīng)濟(jì)大學(xué)教授周牧之的報(bào)道:
編者按:《三論臭氧抗疫系列》是周牧之教授將在新冠疫情爆發(fā)初期的2020年2月18號(hào)發(fā)表的論文《這個(gè)“神器”能絕殺新冠病毒》 (以下簡(jiǎn)稱《2月周論文》) 分解成三個(gè)假說(shuō),對(duì)臭氧與地球生態(tài)平衡之間的迷霧和臭氧滅活新冠病毒的機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)論說(shuō)的系列文章。在第二回著重論述三個(gè)假說(shuō)的推斷和它們之間環(huán)環(huán)相扣的邏輯關(guān)系。
“上帝之手”猜想?
2002年冬季,突如其來(lái)的SARS(Severe acute respiratory syndrome:重癥急性呼吸綜合征,又名非典型肺炎)曾經(jīng)肆虐一時(shí),引發(fā)了極度的社會(huì)恐慌。然而到2003年5~6月份,SARS卻突然消失,留下種種猜想。
無(wú)獨(dú)有偶,流行性感冒等空氣傳播的病毒大多也是在秋冬季爆發(fā),春夏消失。好像有一只看不見(jiàn)的“上帝之手”在驅(qū)瘟除疫,拯救人類。
針對(duì)這一現(xiàn)象,國(guó)內(nèi)外許多研究人員試圖在病毒與溫度,或是濕度之間尋找到相關(guān)性。然而,迄今為止卻沒(méi)有研究能夠證明病毒活性與自然界溫度變化存在確切的關(guān)系。以流感為例,一般認(rèn)為流感病毒在低溫、低濕的情況下能夠較長(zhǎng)時(shí)間地保持活性,隨著氣溫升高,濕度增大,病毒的活性將會(huì)受到抑制。然而,雖然有實(shí)驗(yàn)證明濕度上升能夠降低流感病毒的活性,但是實(shí)驗(yàn)也證明自然界的溫度變化對(duì)流感病毒并無(wú)太大影響。
實(shí)際上,流感傳播的高峰期在北半球是12~3月份,在南半球是6~9月份,但是在地球上氣溫最高的赤道周圍卻沒(méi)有明顯的高峰期,流感反而全年都在蔓延。
對(duì)此,在提出“自然界的低濃度臭氧,一直在抑制細(xì)菌、病毒、真菌等微生物的過(guò)度繁殖,守護(hù)著地球的生態(tài)平衡”的“假說(shuō)1”之上,《2月周論文》進(jìn)而提出了第二個(gè)假說(shuō)(簡(jiǎn)稱假說(shuō)2):“具有氧化能力的臭氧,才是真正的上帝之手”。
臭氧濃度變化的地理和季節(jié)性特性
臭氧濃度具有隨季節(jié)發(fā)生變化的明顯特性,而且正好是秋冬季低,春夏季高。根據(jù)日本氣象廳的臭氧層觀測(cè)信息,可以發(fā)現(xiàn)從北海道的札幌、到東京附近的筑波、到九州的鹿兒島、再到?jīng)_繩的那霸,由北到南臭氧總量(從地表到大氣頂端的臭氧總量)一般在2~5月份達(dá)到峰值,并且呈現(xiàn)臭氧總量峰值在越北方的地區(qū)到來(lái)得越早,越往南方的地區(qū)到來(lái)得越晚的態(tài)勢(shì)。
不同地域的臭氧濃度也不盡相同。進(jìn)一步分析上述日本氣象廳觀測(cè)信息可以看到,臭氧總量的峰值濃度也是越北方的地區(qū)越高,越南方的地區(qū)越低。有研究觀察到地球大氣層中臭氧總量在分布上有較明顯的緯度變化,赤道附近地區(qū)臭氧總量最低,相反,緯度60°附近的北方地區(qū)最高。另外,在中緯度地區(qū),北半球的臭氧總量比南半球多。特別是日本的臭氧總量,在中緯度地區(qū)也屬較高。
由于紫外線越強(qiáng),氧分子的分解速度越快,按理而言赤道附近接受太陽(yáng)照射最強(qiáng),本來(lái)應(yīng)該是最易產(chǎn)生臭氧的地區(qū)。但是影響臭氧濃度變化的要素不僅多而且機(jī)理復(fù)雜,紫外線越強(qiáng),既越容易產(chǎn)生臭氧,同時(shí)也越容易分解臭氧。臭氧的分解速度還與溫度有關(guān),溫度越高,其分解速度越快。這些變量相互作用導(dǎo)致在赤道附近,臭氧既容易生成也容易分解。同時(shí),地球規(guī)模的大氣環(huán)流作用也不容忽視,當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生的臭氧可能會(huì)被大氣環(huán)流輸送到其他地區(qū)。
對(duì)流層臭氧的最大來(lái)源是平流層的臭氧層,同時(shí),植物光合作用所產(chǎn)生的氧氣量,雷電產(chǎn)生的臭氧量,人類產(chǎn)業(yè)活動(dòng)所排放的NOx和VOC量,以及火山噴發(fā)造成的臭氧破壞等都會(huì)左右對(duì)流層的臭氧濃度。
總之,取決于氧分子與氧原子神奇的離散聚合,臭氧不僅具有秋冬濃度低春夏濃度高的規(guī)律,而且還呈現(xiàn)高緯度地區(qū)濃度高,赤道附近濃度低的地域性分布特性。
綜合以上分析可以推斷,秋冬季低春夏季高地濃度變化的臭氧才是真正的“上帝之手”。特別值得注意的是臭氧與溫度和濕度的兩個(gè)相關(guān)特性,一個(gè)特性是溫度越高,臭氧的分解速度越快;另一個(gè)特性是濕度能提高臭氧殺菌的能力,干燥狀態(tài)下臭氧的殺菌能力會(huì)急劇降低。
也就是說(shuō)當(dāng)季節(jié)由冬轉(zhuǎn)春,臭氧濃度升高,氣溫上升,空氣濕度增大,上帝之手就開(kāi)始驅(qū)瘟除疫。
“假說(shuō)2”更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评響?yīng)該是:“殺菌滅毒的主力是在季節(jié)變化中濃度升高的臭氧,溫度和濕度負(fù)責(zé)助攻,三者相輔相成驅(qū)病除魔”。當(dāng)然進(jìn)入春夏之后,還有紫外線作為微生物的另一大克星,也會(huì)隨著紫外線量的增加對(duì)室外的細(xì)菌病毒痛下殺手。
那么為什么新冠病毒沒(méi)有像SARS那樣在第二年的春夏之際自然消失呢?關(guān)于這一點(diǎn)可以有諸多的推測(cè),但是與SARS相比,新型冠狀病毒在臭氧濃度上升之前就已經(jīng)蔓延全球,不斷演化變異的新冠病毒以“候鳥(niǎo)模式”在南北半球之間反復(fù)交叉?zhèn)鞑?yīng)該是一個(gè)重要原因。
低濃度臭氧能夠滅活新冠病毒
在“假說(shuō)1”和“假說(shuō)2”的基礎(chǔ)之上,《2月周論文》提出了第三個(gè)假說(shuō)(簡(jiǎn)稱假說(shuō)3):“與自然界同等的低濃度臭氧能夠滅活新冠病毒”。
臭氧雖然是高效殺菌滅毒的神器,但是由于高濃度臭氧可能給人帶來(lái)不適感,亦或刺激黏膜系統(tǒng),所以一直主要還是應(yīng)用在無(wú)人空間。如果“對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生反感和副作用的低濃度臭氧也能夠滅活新冠病毒”的“假說(shuō)3”成立,就能夠在有人的情況下應(yīng)用臭氧來(lái)滅活新型冠狀病毒,阻斷新冠傳播。這對(duì)為減少新冠病毒傳播,目前大都在實(shí)施限制人員交往政策的世界各國(guó)而言是莫大的福音。
早在2020年3月,日本政府就把避免密閉空間、密集人群、密切接觸作為預(yù)防新冠病毒感染擴(kuò)大的對(duì)策進(jìn)行推廣。在一而再,再而三的“緊急事態(tài)宣言”之下,極端地限制餐飲、娛樂(lè)活動(dòng)甚至外出已經(jīng)成為常態(tài)。原本作為城市效率和魅力的“三密經(jīng)濟(jì)”、“三密交流”、“三密情感”被長(zhǎng)期阻斷,不僅經(jīng)濟(jì)受到嚴(yán)重影響,而且使人們的身心健康也備受摧殘,人們迫切地渴望從新冠病毒疫情奪回“三密生活”。
臭氧濃度在混凝土森林的城市原本就低,在人員密集的室內(nèi)就更為稀薄,“三密”的確是新冠病毒傳播的高危場(chǎng)景。因此,在有人空間利用臭氧滅活新冠病毒是解決“三密問(wèn)題”的終極對(duì)策,更何況利用臭氧滅活病毒還有以下有三大特性。
一是全覆蓋性,由臭氧發(fā)生器或靜電空氣凈化機(jī)產(chǎn)生的臭氧,可滲透到環(huán)境中的每個(gè)角落,能夠克服紫外線殺菌只能直來(lái)直去,存在消毒死角的問(wèn)題。
二是高潔性,臭氧的殺菌滅毒原理是氧化細(xì)菌和病毒,不存在任何有毒殘留物。相反,目前廣泛使用的化學(xué)消毒劑不僅對(duì)人體本身有害,還造成有害殘留物的二次污染。在現(xiàn)今的疫情對(duì)應(yīng)中,消毒水的濫用問(wèn)題已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重,需要引起高度重視。
三是方便性,臭氧生成原理簡(jiǎn)單,臭氧生成裝置的技術(shù)難度并不高。而且設(shè)備可大可小,既可以適用于單個(gè)房間,也可以適應(yīng)大型公共場(chǎng)所,還可以簡(jiǎn)單地安置在公交車、高鐵、船舶、飛機(jī)等公共交通上。
然而,低濃度臭氧真的能夠滅活新冠病毒嗎?這個(gè)問(wèn)題將在《三論臭氧抗疫》的第三回詳解。
三論臭氧抗疫之二:臭氧才是真正的“上帝之手”
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