第二部分 详细说明第十一章 有毒化学物

族特征

化学物质，和大部分技术产品一样，会带来巨大的益处，也会造成损害。有些化学物会引起癌症（这在下一章讨论），有些会以其他方式毒害我们。如果它们真的导致癌症，其后果通常是逐渐积聚而成的——小剂量化学品的长期沉淀直到最终发生疾病。通常没有证据表明临界点（在此剂量以下化学物没有害处）有关的作用很小的统计数字表明我们不大可能找到一个临界点，即使这个临界点是存在的。

与此形成对比，大多数不会造成癌症的有毒化学物的确有损害临界点—

—有那么多的接触会造成巨大的损害，而没有那么多的接触则是良性的，甚至是有益的。大部分化学物在一定剂量下是有毒的，过多的接触会导致对人体的伤害。重要的安全问题和我们如何与之接触及接触的程度有关，（在给毒药下定义时，一位化学家说毒药就是过量。）例如，阿司匹林是已知的有毒化学品，许多年来一直是美国儿童中毒的一个常见原因。目前制定了一整套法律来应付这一威胁——只允许出售一瓶最多装有 36 片小儿用（成人用量的四分之一）阿司匹林药片——阿司匹林中毒尽管比以前少得多，它仍然是一个可发党的问题，但不再是一个多大的问题了，主要是因为阿司匹林的销售已让位于被更广泛宣传（利润也大得多）的止痛化合物。事实上，1985 年14 岁以下的儿童中没有一个死于阿司匹林中毒。许多人一生都服用阿司匹林，消费了几千倍的致命剂量，几乎没有什么明显的副作用，尽管胃痛很常见。身体能够修复任何直接的损伤，并保持优势。我们已学会服用小剂量的阿司匹林，很少有人受到损害，死的人更少。

阿司匹林在剂量适当时不仅无害，它还是人类已知的用途最广和最安全的药物之一。它在医疗领域的使用已将近 100 年，美国每天消费的阿司匹林

药片大约为 8000 万片。医疗行业越来越多的人一致认为健康的成年男人应定期服用阿司匹林，以防止心脏病。事实上所有的药物——可能是所有的—— 都具有这种特征，即剂量适当时是有益的，而剂量过大则是危险的。体现一种药物的优点的一个数字是致命剂量与治疗剂量的比率，比率越大，药越好。

我们在这里所谈论的不是药物，而是那些也许不具有已知的疗效但具有损害临界点的有毒化学品。人们在这些事情中不应该太教条——老的化学品有时会有新用途。使用有毒化学品的关键在于避免过度接触，而不是避免接触本身，这就使得限制较为容易。

这种正常的模式有两个例外。有些有毒化学物不太容易被身体排泄或在身体中发生化学变化，因此会在组织、器官或骨头中积聚沉淀。它们与致癌物质的区别在于物质的本身在沉淀，而不是效果在积聚。最好的例子是像铅和水银这样的重金属的沉淀，多次接触会导致身体里这些物质的堆积，对身体造成长期的损害。铅纹葡萄酒壶、水管和一种在铅纹罐中熬制的被叫作止咳葡萄浆的特制浓缩葡萄汁所导致的铅中毒，研究罗乌帝国的历史学家暗示这与罗马帝国的衰落和瓦解有关。水银中毒是“像帽商一样疯狂”（意指狂怒）这一表达法的来源，据说《阿丽斯漫游奇境记》一书中的马德·哈特·就染上了这种病，尽管阿丽斯从来没有明确告诉我们。（在制造皮毡帽时使用

水银。）写作本书时，保护美国商业核安全的机构核管理委员会被禁止在其新式大楼里使用喷泉，因为自来水工程中使用了铅焊。正如玛丽·安托瓦内特所说的，让他们去喝葡萄酒，但不要喝从铅纹酒罐里倒出来的酒。

临界点法则的另一个例外在这一情况下出现，以“安全的剂量”重复接触有毒化学品，以致在身体中造成生物化学变化，随着时间的推移发展成真正的对身体的损害。两个大家熟悉的例子是酒精中毒和吸毒成瘾，其毁灭性潜力无须在此阐述。

同样，慢性支气管炎和气肿是主要由吸烟引起的病害，它们在人的一生中对肺造成损害。大工业区的居民在空气污染物的毒害中度过一生，污染物在几十年中损害其健康。化学物的沉淀可以对身体产生作用，即使不以癌症的方式出现，但这种情况并不多。尽管如此，某些种类的癌症是由细胞不断受到刺激引起的，不管是有毒化学物的刺激还是有形手段的刺激，这些区分方法没有一个是完善的。

对任何一种已知的化学品来说，一般都有可能确定损害的临界水准，从而找到限制接触的方法。这也许不太容易，而且结果也不一定准确，但它却是能够做到的。然而，化学品太多了。

我们已知的化学品大约有 500 万种，在美国，我们在工业中大约使用 65， 000 种。每一种化学品都造成一个潜在的毒性问题，事实上其中五分之一的

化学品每年的产量都超过 100 万磅。绝大部分化学品从未经过充分的对其损害可能性的试验。它们存在于我们的食物、空气和水中，有时是有意和公开加入的，有马德·哈待的英文 Mad Hatter 的意思是疯帽商。（译注）时是无意中加入的，有时是以别的形式加入的。它们有时在大规模的事故中被释放到环境中——米西索加的氯气和博帕尔的异氰酸甲酯就是这样。它们存在于我们的垃圾场中，其中有些自然分解成威胁性较小的物质，有些慢慢渗进生物圈，还有些可以存在许多年甚至几千年。（过去的垃圾场是考古学家和人类学家经常喜欢去的地方，这些地方使我们更为了解我们的祖先，我们的垃圾当然也反映了我们的特点。）垃圾最后总应该落到某个地方。

当然有法律管制有毒化学品的使用和处理，也有机构实施这些法律—— 这些机构常常是根据其职能组织起来的。运输部防止有毒化学品在公共高速公路和航空线运输时的泄漏，尽管许多标准是由环保局制定的。工作地点的空气通常是职业安全和健康署的范围，而粮食和药物管理局和农业部负有《食品、药物和化妆品法案》、《清洁空气法案》、《联邦杀虫剂、杀真菌剂和杀鼠剂法案》所规定的不同责任。《联邦水污染控制法案》授权环保局确定标准，但也规定了州政府和地方政府的作用。

联邦政府在某些事务中的权威甚至还涉及到宪法问题，例如，《联邦水污染控制法案》所指的是“美国水域”，环保局把它解释为可通航水域，可通航水域的支流、跨州水域，所有这些似乎都很清楚。然而，解释中还包括州际的湖、河、溪。它们或者被跨州旅游者用于娱乐或其他目的，是州际贸易中出售的鱼或水生贝壳类动物的来源；或者被州际贸易行业用于商业目的。“美国水域”定义的设计几乎没有什么例外。如果有一个像我这样的加利福尼亚人旅行到威斯康星州，在一条小溪里钓鱼，那么这就属于联邦管辖之下。州的权利也就仅此而已。

至于大气污染，宪法的规定较简单，因为没有人能够争辩说空气的流动不是州际的。事实上，空气也无法尊重国际边界，因此把天空清洁干净的水

变成酸雨的污染物的流动在加拿大和美国之间造成了很大程度的紧张局势。我们以后再讨论这个问题。

针对有毒化学品的不同法律对毒性的定义也不一样，它们通常很不具体，以致于对标准的详细规定是在法庭上完成的。例如，《清洁空气法案》指定，应引起管制机构注意的水准是一种“可能合理地被预料为危害”公众健康或福利的污染物。“合理”一词深受律师们的喜爱，原因很明显——它提供了有偿服务和战斗的乐趣。韦氏大词典说“合理”意味着“具有理性的官能；出于理性的，”这并没有多大帮助，这个词最后由案例法来下定义。这些问题中有一些可由两种差别很大的化学品举例说明：一种是异氰酸

甲酯，具有广泛商业用途的有毒化学品，它造成了 1984 年印度博帕尔的灾难；另一种是铅，它是一种广泛分布在我们的环境中的作用长久的累积毒品。铅很少会杀死人，但它会导致严重的对身体和精神的损害。

博帕尔——鼻氰酸甲酯

博帕尔按印度的标准是一个中等城市，其人口大约为 75 万人（估测各有

不同），距印度的地理中心不远，位于首都新德里以南 350 英里的地方，是默提那布勒德黑什省的首府。1956 年以前，博帕尔本身也是个州，它曾是印度较大的穆斯林社区之一，1926 年以前的 80 年中，它是由妇女统治的。

异氰酸甲酯是一种较常见的工业化学品，几乎被毫无例外地用作杀虫剂生产中的一种媒介物，产量大约是每年 3000 万磅。即使是这样，在异氰酸盐族，它还是用得比较少的一种化学品，异氰酸盐家族的全球生产总量每年达几十亿磅。异氰酸甲酯极容易挥发，毒性极强——国立职业安全与健康研究所手册规定它在工作地点的浓度只有氰化物毒气的 1％。因此异氰酸甲酯被看作比氰化物毒气还要危险 100 倍。光气，第一次世界大战中所用的毒气之一，毒性较低，在博帕尔它被用于生产异氰酸甲酯的前期工序。它在水中的不稳定性导致了人们的怀疑，但没有证据表明异氰酸甲酯是致癌的。事实上人们非常讨厌与这种物质打交道，以致于在发生事故之前几乎对其毒性没有做过什么认真的研究。由于该族的其他化学物毒性更强且产量更高，它们转移了人们对异氰酸盐毒性问题的大部分注意力。

较低浓度的异氰酸甲酯会刺激眼睛和呼吸道，造成暂时的呼吸问题。呼吸道刺激对跟它打交道的人来说是一种很平常的经历，对博帕尔的居民来说也很常见。浓度较高的异氰酸甲酯会引起严重的肺部损伤，事实上它会致使受害者窒息，并使得幸存者遭受永久性呼吸损伤，有时会造成失明。这是一种讨厌的物质。

博帕尔和异氰酸甲酯的毒性于 1984 年 12 月 3 日星期天夜里一点同时为世人所知，事件几个小时以前就开始了；罪魁祸首是水。

与其他异氰酸盐不一样，异氰酸甲酯极易挥发——很容易变成气体。事实上，它的沸点略高于华氏 100 度，因此它必须保持低温。热量会使它滞腾， 或者使它在一个封闭的容器中积聚压力，就像在一个高压锅中一样，最终会导致容器的破裂和异氰酸甲酯的释放。因此，这种化学品的安全规定中的一个基本部分是保持低温，同时监测其压力。然而博帕尔平常用于这一目的空调系统在事故发生时却是关着的，它已经关了好几个月了，这时印度是冬季， 室温似乎已够低了。

不幸的是（对于化学加工业来说或许很幸运），异氰酸甲酯在化学上也十分活跃，就是说它不稳定。（稳定或好或坏，根据使用者的要求而论，如果硝化甘油不是不稳定的话，甘油炸药就不会被发明了。）异氰酸甲酯与水会起剧烈的反应，遇到某些其他物质时甚至会发生自我反应，那些物质会像催化剂一样起作用。铁就是其中之一。（催化剂即一种能加速化学反应的物质，而自身却不会被用尽，它是一种加速剂。）此外，所有这种化学现象在温度较高时发生较快。

这些反应也被化学家们称作放热反应——反应本身释放热量——因此化学活动能给反应物质加温，加速反应，又生出更多的热量，等等。这就是不稳定的形式，因为反应能自我提供能源，至少能自我提供热量。（这也是火工作的方式，所以你须在它自我维持之前先点上火，生小火难，生大火容易。） 对一个封闭的罐来说，更高的温度又造成更高的压力。博帕尔的罐当然有压力标准，人们读过这些压力标准，但没有认真对待，直到一切都晚了。

这些是事故的先兆：安全和警报系统不起作用，它们无法使用或被忽视； 容易发生放热反应的物质，特别是遇水；正在工作的人已注意到一个裂缝， 但决定在下一次茶点休息之后再去管它；一个基本失修的工厂；其阀门泄漏而维修计划落后；在两个罐中存有毒性很高的气体。只需一个导火索，星期六晚上对已注定要遭厄运的异氰酸甲酯储罐提供的 1000 加仑左右的水就是导火索。不管这是有意还是无意，这都是个错误。反应渐渐地开始了——储罐一开始的温度相当于室温——随着水与异氰酸甲酯的反应，压力从每平方英寸 2 磅上升到 10 磅。这是第一个小时发生的事。随着混合物温度的升高，

反应加速，压力最后升到每平方英寸 50 磅，到这一点，排放系统打开了，有毒气体泄漏出来向城市移动。如果压力升高一开始就被认真对待，我们就很少有人会听说博帕尔。

最后，大约 2500 人死亡，成千上万的人受伤。由于异氰酸甲酯气体比空气重，在通过农村地区时，它离地面很近，许多被杀死的人正在睡觉，根本无法逃脱。没有任何警报，据说是因为许多工人正忙于拯救自己及其家人。

博帕尔是一个令人震惊的灾难，是历史上最糟糕的工业事故。只有战争、地震、洪水等等才会杀死和杀伤这么多的人。泰坦号沉船事故的死亡人数也没有这么多。当然我们知道有毒化学品会杀死人，但却非常罕见，人们只有在它发生时才会注意到，因此很难对它保持警惕。这一案例中有许多替罪羊， 但我们总得记住：圣经中的替罪羊被允许逃脱了，所在才有替罪羊这个词。去喝茶的监工，忽视压力标准的工人，抓着水管给水的工人——都犯有玩忽职守罪。然而，这么多事情都有错误，其根源在于管理。这种管理问题很常见，原因是自满情绪。事实上，化学工业是我们最安全的大产业之一，其事故发生率远远低于美国的其他工业，部分是因为它从艰苦的经验中获知化学品可以造成危险。那些忘记这一点的人立刻就会被提醒：自然的友善掩盖着无情的特点。必要的谨慎意识似乎还未传送到印度；风险是技术性的，但失误却是人类造成的。解决的办法不是消除有毒化学品，这与我们用锤子敲到手指以后就扔掉锤子一样没有道理。

当碳化物联合公司（母公司）的董事长在事故发生后赶到印度时，他被印度政府逮捕，被指控犯有过失罪和其他各种罪。这并没有特别的作用，特别是，既然他作此旅行的动机是严肃的且富于同情心，他立刻作出反应也是值得称赞的，但印度确定最终责任的本能也基本上是正确的。令人悲哀的是

事故后的报复并不能代替事先的警惕。

风险行业的一个必要工作是从经验中学习。桑塔亚那说，“那些不能记住过去的人一定会重复过去。”不是每一件可能的事在很久以前都发生过， 但大事故通常有一些根本的相似之处，而且这些相似之处可以跨越各种技术之间的界限。

我们在一些领域中利用了这一点，例如全国运输安全委负会努力从运输事故中吸取充足的教训使同样的事故尽可能少地再次发生。因此我们试问： 有责任队博帕尔事故中吸取教训的是谁？它毕竟是历史上最致命的工业事故，在责难结束之后，必须得到一些重要的教训。这一事故发生后不久，本作者打电话给一位身居白宫高位的朋友，询问哪一个政府机构有责任从博帕尔事故中得到教训，特别是那些跨越国界的教训，他的回答是：“这是个非常有趣的问题。我猜没有人在干这个。”今天仍是这种状况，所以我们在每一次发生新的事故以后就任命一个新的总统委员会。我们必须从经验中吸取教训这本身就是一个真正的教训，它正在耐心地等待人们从经验中吸取。

铅，正在减少的污染物

大地含有丰富的铅，但直到工业革命以后，才有许多铅进入了大气，或进入了我们的食品和饮用水。铅非常重，其密度是水的 10 倍多，大约是空气

的 1 万倍，被风吹到大气中的任何一点铅都会很快落到地上。铅微溶于水， 这使得只有不流动的水才包含许多铅。作为一种污染物，我们环境中的铅几乎完全是人类干预的产品，最终是技术的产品。铅并不多，但它会在人体中沉淀。

铅是有害的。默克手册中列举的铅中毒的症状有性格改变，头疼，伴有昏迷和痴呆的成人腹内失调，以及儿童脑溢血。铅中毒事实上是最早被发觉的职业病，公元前 4 世纪希波克拉底医生就对其作出了鉴定。严重的铅中毒可用螫合物治疗，这种化学品会与铅形成化学结合，帮助人体摆脱这种侵入物。到目前为止，人们认为铅不会引起癌症。

人类对铅的开采，冶炼和使用已有几千年的历史，始于有历史记载的年代以前，由于熔点低，它也许是第一种被冶炼的金属。现在有来自罗马时代的铅币和铅焊水管，更不用说众所周知的铅纹葡萄酒罐了。但那时沉淀于人体中的铅也许比现在少得多，可以肯定几乎不到今天的 1 ％，我们只是不知道如今普通美国人所承受的巨大的铅的负担是否具有普遍性后果。城市中心的居民体内的铅多于郊区和农村的居民，但城市中心的生活中其他一些人口统计方面的欠缺可能会掩盖铅的可能后果。儿童是最容易受影响的，他们面临着整个生命时期体内铅沉淀的挑战。我们确实知道典型的体内铅沉淀并不比造成上述疾病的体内铅含量要低得多，因此，即使我们目前基本上没有病状，但并非以后也一定没有病。根据默克手册，血液中的某些不应有的物质超过 30 个单位——每分升微克——就可以诊断为中度铅中毒。 70 年代对城市中心儿童的平均测量结果大约为 20，尽管现在对测量的可靠性有些怀疑。除了明显的症状外，还有一些决定性的证据表明少量的铅会影响儿童的智商。铅给环境带来的风险是真实的。

在每年使用的 100 万吨左右的铅中，大约有一半是反复使用的铅，其中大部分进入了汽车的蓄电池，尽管最近几年用于生产含铅汽油的铅大量减

少，但进入汽油的铅直接排入了大气，而人类吸入了存在于大气的铅。这种情况，过去更多，而它是有害的。我们不仅呼吸到它，而且这种回降物还进入了供水系统和食品供应（这事实上是最重要的途径），因此汽油中燃烧的铅与我们体内的铅之间有着简单和直接的联系。大气层中的铅随着向无铅汽油的艰难过渡而开始减少，体内铅负担的减轻也紧随其后。由于人们买新车代替旧车，客运汽车队大约每 10 年周转一次，人们也许会想我们现在只需等待旧汽车从公路上消失就行了。不幸的是有些反社会的司机继续非法使用含铅汽油（它便宜一些），这限制了这一减铅战略的有效性。最后，可能会有彻底禁止含铅汽油或者对其征收重税的必要，使其失去价格上的优势。

读者无疑在本书中注意到一种腔调，即我们通常对技术风险过度恐慌—

—序言一开始就这样说——但铅问题是一个真正的例外。铅是一个真正的威胁，其来源可以辨认，它对儿童和成人造成明显的伤害，而我们却迟迟不采取措施。在这方面受影响的工业所作的抵抗发挥了重要作用，而某些所谓的环境组织的努力却错过了方向，这些组织醉心于与更令人兴奋的事情作斗争，以致几乎没什么精力来应付没有趣味但却很重要的事。

尽管如此，人们对于空气中的铅正在采取某些行动。尽管还没有彻底禁止含铅汽油，我们已大大减少了它的使用。其结果在空气中已很明显。每年由路上的汽车排放到大气中的铅从 1975 年的10 多万吨下降到 1985 年的不到1000 吨（尽管运输部门的其他因素仍然产生 15，000 吨），而空气中铅的浓度在这段时间里也从每立方米 1.3 微克下降到 0.26 微克。环保局确立的空气

质量标准是每立方米 1.5 微克。因此在较短时间内有了真正和可测量的进步，但这来之不易。

最后，强调汽车燃料中的铅这一事实不应该被解释为这就意味着它是唯一给人体提供铅的渠道。标准的铅管制造业（注意该词的用法）许多年来一直在新建的房屋中用铜管，但安装铅焊接头。铅管焊料中大约有 50％的铅， 其中一部分与管中的水有着永久的接触。因此经过一夜在管中的滞留，早上家里一开始使用的水可能含有相当数量的铅。在家庭供水系统中使用含铅焊料不再是合法的，但这只能对最新建造的房屋而言。

儿童、特别是城市中心儿童铅中毒的主要来源是使用了好几十年的铅制油漆中的铅，特别是在较旧的房屋或公寓中，这些油漆（和所有的涂料一样） 最终会破裂和剥落，并且通过这样或那样的方式被幼童吃掉。甚至在人们广泛意识到这一危险之前，玩具上也涂上了这种含铅油漆。由于消费品安全委员会所作的大量努力，含铅油漆可能不再用于玩具，而在任何油漆中的铅含量也有着严格的（微小的）上限。

对铅中毒的控制是成功的合理环境管理的故事之一。威胁是现实的，人们采取了必要的措施。尽管代价在过去和将来都会很高，但与益处相比这种代价是很值得的。无论是我们的国家还是我们的身体都没有回归到原有的纯洁状态，但我们距离危险的边缘已远得多，并且正朝着正确的方向前进。