文丨周牧之 東京經(jīng)濟大學(xué)教授
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號發(fā)表的論文《這個“神器”能絕殺新冠病毒》 (以下簡稱《2月周論文》) 分解成三個假說，對臭氧與地球生態(tài)平衡之間的迷霧和臭氧滅活新冠病毒的機理進行詳細(xì)論說的系列文章。在第二回著重論述三個假說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,引發(fā)了極度的社會恐慌。然而到2003年5～6月份，SARS卻突然消失，留下種種猜想。
無獨有偶，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。好像有一只看不見的“上帝之手”在驅(qū)瘟除疫，拯救人類。
針對這一現(xiàn)象，國內(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時間地保持活性，隨著氣溫升高，濕度增大，病毒的活性將會受到抑制。然而，雖然有實驗證明濕度上升能夠降低流感病毒的活性，但是實驗也證明自然界的溫度變化對流感病毒并無太大影響。
實際上，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有明顯的高峰期，流感反而全年都在蔓延。
對此，在提出“自然界的低濃度臭氧，一直在抑制細(xì)菌、病毒、真菌等微生物的過度繁殖，守護著地球的生態(tài)平衡”的“假說1”之上，《2月周論文》進而提出了第二個假說（簡稱假說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)到來得越早，越往南方的地區(qū)到來得越晚的態(tài)勢。
不同地域的臭氧濃度也不盡相同。進一步分析上述日本氣象廳觀測信息可以看到，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，氧分子的分解速度越快，按理而言赤道附近接受太陽照射最強，本來應(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理復(fù)雜，紫外線越強，既越容易產(chǎn)生臭氧，同時也越容易分解臭氧。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，地球規(guī)模的大氣環(huán)流作用也不容忽視，當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生的臭氧可能會被大氣環(huán)流輸送到其他地區(qū)。
對流層臭氧的最大來源是平流層的臭氧層，同時，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左右對流層的臭氧濃度。
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相關(guān)特性，一個特性是溫度越高，臭氧的分解速度越快；另一個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急劇降低。
也就是說當(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，上帝之手就開始驅(qū)瘟除疫。
“假說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)然進入春夏之后，還有紫外線作為微生物的另一大克星，也會隨著紫外線量的增加對室外的細(xì)菌病毒痛下殺手。
那么為什么新冠病毒沒有像SARS那樣在第二年的春夏之際自然消失呢？關(guān)于這一點可以有諸多的推測，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“候鳥模式”在南北半球之間反復(fù)交叉?zhèn)鞑?yīng)該是一個重要原因。
低濃度臭氧能夠滅活新冠病毒
在“假說1”和“假說2”的基礎(chǔ)之上，《2月周論文》提出了第三個假說（簡稱假說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)用在無人空間。如果“對人體不會產(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3”成立，就能夠在有人的情況下應(yīng)用臭氧來滅活新型冠狀病毒，阻斷新冠傳播。這對為減少新冠病毒傳播，目前大都在實施限制人員交往政策的世界各國而言是莫大的福音。
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)防新冠病毒感染擴大的對策進行推廣。在一而再，再而三的“緊急事態(tài)宣言”之下，極端地限制餐飲、娛樂活動甚至外出已經(jīng)成為常態(tài)。原本作為城市效率和魅力的“三密經(jīng)濟”、“三密交流”、“三密情感”被長期阻斷，不僅經(jīng)濟受到嚴(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景。因此，在有人空間利用臭氧滅活新冠病毒是解決“三密問題”的終極對策，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產(chǎn)生的臭氧，可滲透到環(huán)境中的每個角落，能夠克服紫外線殺菌只能直來直去，存在消毒死角的問題。
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)今的疫情對應(yīng)中，消毒水的濫用問題已經(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，既可以適用于單個房間，也可以適應(yīng)大型公共場所，還可以簡單地安置在公交車、高鐵、船舶、飛機等公共交通上。
然而，低濃度臭氧真的能夠滅活新冠病毒嗎？這個問題將在《三論臭氧抗疫》的第三回詳解。（責(zé)編：蔣新宇）
