科學寶可夢2 #157 火爆獸：千萬別摸牠

本文與美國穀物協會合作，泛科學企劃執行。

台灣將在 2040 年禁售燃油車。但別急，現在路上開的舊有車款不會馬上報廢消失，因為舊有的車輛會繼續開到年限結束。根據計算，當禁售燃油車的那一天來臨時，還有大約 60% 的車輛是燃油車。這時，在多數交通工具還是燃油的情況下，美國、歐盟等國已經開始使用酒精燃料來減少碳排放，那麼，台灣也能做到嗎？

你聽過 E3、E10 汽油嗎？

這是指在汽油中加入酒精，E3 代表有 3% 的汽油被酒精取代，而 E10 則是 10% 的汽油換成酒精。酒精是一種抗爆震性能更好的燃料，且比化石燃料更環保，因為它可以來自生質燃料，碳排放也較低。即便算上運輸和加工的碳足跡，用玉米製造的乙醇仍比傳統汽油的碳排放低了 43%。其實，在美國、歐洲、澳洲等地，E10 或更高比例的酒精汽油早已廣泛使用，這在我們之前的影片中也有提過。

現在，台灣有 14 間加油站可以加到 E3 汽油，而中油也正積極促使相關部門開放 E10 汽油的銷售。

不過，在推動這項改變之前，仍有許多民眾對酒精汽油有疑慮。大家最關心的問題是，把不是汽油的燃料放到引擎中，到底會不會對車輛引擎造成不良影響？例如會不會影響引擎運行，甚至影響里程數？
其實，換燃料確實會對引擎有影響，因為不同燃料燃燒後所產生的能量與副產物都不一樣。但別擔心，根據我們之前的討論，2011 年以後生產的所有汽車，還有大部分 1990 年代後期生產的汽機車，都能直接相容 E10 汽油。換句話說，除了少數舊車或特殊車型，約 95% 的汽機車都不需要擔心這個相容性問題。

E10 汽油在效能上的表現，會不會受到影響？

學過化學的人都知道，燃燒其實是一種氧化反應，可以用化學式表達。也就是只要汽缸的大小是固定的，就能算出空氣中能參與氧化反應的氧氣分子有多少，進而推算出每次汽缸燃燒時，應該搭配多少的燃料。

當引擎運作時，汽缸內的氧氣分子會與燃料反應，產生動力。為了最佳化效能，引擎的噴油嘴會精準控制每次的進油量，確保空氣和燃料的比例，稱為「空燃比」。接著調整噴油嘴的設定，讓出油量符合我們的需求。

每當空氣成分改變，燃料量或燃料的種類更換時，空燃比就會產生變化。在燃料相對空氣來說比較多時，我們通常稱為「富油」；相反的，如果燃料相比空氣來的少，就稱為「貧油」。如果我們把汽油換成百分之百的酒精，因為酒精每單位體積所需要的氧氣比較少，而且熱值比較低，因此會產生貧油現象，推力感受起來自然也會比較低。

要解決這個問題，方法其實不難，只要增加燃料量即可。而巴西早已證明，使用 E100 汽油是可行的。巴西近 50 年來推動 E85、E100 燃料車輛，並展示了彈性燃料引擎的優勢。

這類交通工具被稱為彈性燃料引擎，顧名思義，能很彈性的使用汽油、E100 酒精汽油、或是任何比例的甲醇、乙醇、汽油的混合物。彈性燃料引擎跟一般引擎最大的差別，就是內建了「燃料成分感測器」。能透過判斷燃料的種類與比例，調整噴油嘴的出油量設定以及點火正時，讓引擎的輸出動力維持在最佳狀態，確保引擎效能不受影響。

所謂的點火正時，指的是火星塞點火的時機。不同的燃料，化學反應的速度與膨脹的體積不同，當然會對應不同的點火時機。

但是 E100 其實也不是純酒精？

大家都知道，蒸餾酒需要經過多次反覆蒸餾，為什麼不能只蒸餾一次就好呢？原因在於，酒精與水的沸點雖然不同，但它們不完全互斥，會產生交互作用。在蒸餾過程中，即使酒精的沸點較低，水仍然會在加熱的過程中，隨著酒精部分蒸發進入容器中。

事實上，當酒精濃度達到 95.63% 時，不論再怎麼蒸餾，濃度也不會再上升。這是因為當酒精濃度接近這個比例時，酒精與水的沸點非常接近，這種現象稱為「共沸」，意思是酒精和水的混合物會一起沸騰，無法再進一步蒸餾分離。

共沸現象的結果，就是為什麼市面上銷售的藥用酒精，濃度最高都是 95%，而非 100%。因為更高濃度就必須使用脫水劑等方式處理，成本會提高，或是因為有添加物而不符合藥用標準。所以當然，E100 汽油裡面，實際上使用的也是濃度 95% 的酒精，而不是 100%。

解決迷思：酒精汽油是否容易因吸收水分，而產生油水分離？

事實上，酒精和水是高度互溶的，這使得高比例的酒精在汽油中有更高的水分耐受性。簡單來說，進入油箱的水氣，會溶在酒精汽油中而不會產生油水分離。

根據美國國家可再生能源實驗室的研究，即使在高溫高濕的極端環境下，E10 酒精汽油也需要經過三個月才會出現明顯的油水分離。而三個月也是一般汽油建議最長的保存時間，因為汽油放太久就會氧化。

也就是說，酒精與水混和物的特性，不是把酒精和水的相加除以二那麼簡單，它們的交互作用更加複雜。

一篇刊登在《國際能源研究期刊》的研究指出，在可變壓縮比引擎中的實驗結果，加入酒精後，引擎的功率會逐漸升高，在 E10 酒精時為最佳比例效果。

當然，實際情況和實驗室當然不能直接類比。大多數汽車和機車並未專門為酒精汽油做調整，那這樣會有多大影響呢？根據英國政府的官方結論，直接使用 E10 汽油與一般汽油相比，每公升的里程數大約會降低 1%，但在日常駕駛中，這個差異幾乎不會被察覺。實際上，載貨量和駕駛習慣對油耗的影響，遠遠大於是否使用 E10 汽油的影響。

更好的一點是，酒精其實是一種常見的工業用品，以每美國為例，在過去一年中，酒精的離岸價格實際上都比汽油還低，因此不用擔心酒精會讓油價變貴。

此外，經過調校的引擎也不必擔心推力問題。事實上，F1 賽車從 2022 年開始使用 E10 作為燃料，納斯卡賽車更早在 2011 年就採用了 E15 燃料，運行上沒有太大問題。

最重要的是，使用 E10 燃料的好處明顯更多。由於酒精和烷類燃料的分子式不一樣，酒精分子式中多了一個氧原子，這使得燃燒過程中反應會更完全，能夠產生更多二氧化碳而非有毒的一氧化碳，同時降低一氧化氮和二氧化氮等氮氧化物的產生。

最關鍵的一點，酒精與化石燃料相比，能夠更快速地幫助減碳。只要確保使用永續農法、不與糧食競爭土地的前提下，所製造的玉米乙醇，碳排量就是比化石燃料還要低。

E10 低碳汽油是填補減碳缺口的最快方案，挑戰只在接受度

英國引入 E10 後，每年減碳 75 萬噸，相當於減少 35 萬輛汽車的碳排量。而台灣呢？目前根據政策規劃，台灣 2040 年起將新售的汽機車全面電動化。依照這個目標進程，在 2025 年將達成減碳 288.6 萬噸的目標。然而，這距離運輸部門須減少 487 萬噸碳排量目標，還差 198 萬噸。

如果燃油車全面改用 E10 低碳汽油，則能減碳 202 萬噸，幾乎能完全彌補缺口。這項方案的優勢在於，E10 與一般汽油性質相近，不需更換新的引擎設計或架設特規加油站，執行門檻低。

實際上，目前推動低碳汽油最大的瓶頸，大概就是民眾對於這個新燃料的接受度了吧！如果接受度提升，購買量上升，成本也有機會進一步再下降。

義大利南部每到新年，必要放煙火驅邪避凶。西西里島上，某家族經營的煙火工廠，隨著年關將近，如火如荼地籌措活動所需。2019 年 11 月 20 日，^[1]突然發生巨大爆炸。^{[1, 2]}該廠 20 年前的類似意外沒死人；這回可沒那麼幸運。^[1]

爆炸傷害

煙火以硝酸鉀（potassium nitrate）、煤粉（pulverised charcoal）及硫（sulphur）為主要成份。爆炸的時候，會壓縮空氣，並提高其壓力和溫度，產生殺傷力十足的爆炸波（blast wave）。^[2]爆炸傷害大致可以分成 4 類：^{[2, 3]}

• 第一類：爆炸波直接傷害充滿氣體的臟器，例如：肺部、腸胃道或中耳等。^{[2, 3]}若是太靠近源頭，或是爆炸的力道過強，則實心的內臟，像是肝臟與脾臟，也會受傷。^[2]
• 第二類：爆裂物本身或其他碎片造成的穿刺傷。^{[2, 3]}比第一類的傷害來得普遍，而且是爆炸事件中，最常見的死因。^[3]
• 第三類：爆炸波使人體位移而撞上東西，或者遭毀壞的建物結構壓到，導致鈍器損傷、腦震盪、穿刺傷和各類骨折等。^{[2, 3]}
• 第四類：吸入有害氣體、燒傷、輻射，或其他間接的環境傷害，以及心理衝擊。^{[2, 3]}

煙火工廠的死傷

西西里這家煙火工廠有16棟建物，編號 6 和 7 全毀；鄰近的8號著火；其他的所有建物，也遭到向周邊擴散的爆炸波衝擊，輕微損壞。7 名現場人員的創傷，涵蓋上述所有類型；其中死亡的 5 人，皆有至少 2 到 3 度燒傷。^[2]以下死傷摘要，整理自新聞報導，以及現場鑑識、解剖驗屍和 3D 電腦斷層等結果：^{[1, 2]}（請慎入超連結附圖。）

• 受害者 1：36 歲，男性；肺、肝、脾臟撕裂；肺部出血性水腫、急性肺氣腫；顱骨碎裂，右邊肋骨卡了建物碎屑，全身多處骨折；死於建物 6 和 7 附近。（照片）^[2]
• 受害者 2：23 歲，男性；多處骨折；建物碎屑侵入左顳頂骨、前腹壁及各處的皮下組織；頭、頸、腹部撕裂；四肢瘀青且燒傷；死於建物6和7附近。（照片） ^[2]
• 受害者 3：34 歲，男性；顱骨碎裂，內臟全毀，屍塊四散，遠過建物8。^[2]
• 受害者 4：71 歲，女性，即工廠老闆娘；^{[1, 2]}急性肺氣腫、急性支氣管腺泡出血；多處骨折，塑膠物嵌入左頂骨；在建物8旁，幾乎完全燒成焦屍。^[2]
• 受害者 5：39歲，男性；全身多處撕裂及燒傷，肺部出血性水腫、急性局部肺氣腫，右脛骨開放性骨折；^[註]送醫途中死亡。^[2]
• 受害者 6：工廠少東；^{[1, 2]}嚴重燒傷，輕微骨折，兩側耳膜穿孔，治療後出院。^[2]
• 受害者 7：嚴重燒傷，輕微骨折，治療後出院。^[2]

炸得面目全非，屍塊殘破的受害者 3，是所有死者中最難辨識的。於此情況下，DNA、指紋或牙齒都派得上用場。這個案件的鑑識團隊，靠死者父母提供的 DNA，比對身份。^[2]

還原事件

火災調查單位經過一番努力，還原事發過程：建物 6 到 8 的功能，分別是堆放成品、儲存染料與製造煙火。受害者 1、2、3 和 5，於建物 6 及 7 一帶，裝設新的拉門；其中受害者 3 在建物 7，焊接門軌的鐵製支撐結構。受害者 4，即工廠老闆娘，則從建物 8 的方向前來。另外，受害者 6 跟 7，也就是少東與一名工人，應該也在附近。 ^[2]

除了少數自殺案件，當事人把煙火塞進自己嘴裡；多數的煙火爆炸事故，起因於工作人員未受訓練，或者操作時沒遵守安全規定。^[2]正確的焊接環境，必須保持通風，移除或隔絕可燃物。^[4]這家煙火工廠依照相關法規施工，然而焊接的火花，卻還是引發爆炸，釀成5死2傷。也難怪司法單位一度懷疑，是勞資糾紛導致的惡意縱火，不過最後證據都指向意外。^[2]

備註

原個案報告在文章中，描述受害者 4 右脛骨骨折；但是根據其表格 1 和 2，那應該是受害者 5 的創傷。^[2]

1. ‘Deadly fireworks explosion rocks Sicily’. (20 NOV 2019) Deutsche Welle, Germany.
2. Baldino G, Stassi C, Mondello C, et al. (2021) ‘Forensic investigative issues in a fireworks production factory explosion’. International Journal of Legal Medicine, 135, 1647–1654.
3. Jorolemon MR, Lopez RA, Krywko DM. (18 JUL 2022) ‘Blast Injuries’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
4. ‘Welding processes – Code of Practice’. (JUL 2020) Safe Work Australia.

• 作者：蘇上豪

肥滋滋的肚子也能當蠟燭燒？

在寫到狄更斯與醫學關係的第三篇文章前，我想先鋪一個梗，談一下三國時代的人物董卓―這位漢靈帝時代的中郎將，受大將軍何進之託，脅迫當時干政的宦官十常侍，利用手中兵權搞得朝廷大亂，是開啟三國時代序幕的重要推手。

董卓應該是長年享受錦衣玉食慣了，根據記載他身軀肥胖，因此他的死，讓文史作家有了無限想像的空間。例如在《三國演義》第九回「除暴兇呂布助司徒，犯長安李傕聽賈詡」中，司徒王允設反間計，挑撥董卓的大將呂布將其殺死，羅貫中寫道：「卓屍肥胖，看屍軍士以火置其臍中為燈，膏流滿地。」

另外在一本紀錄東漢末年軍閥割據的小說《英雄記》也提到：「卓素肥，膏流浸地，草為之丹。守屍吏暝以為大炷，置卓臍中以為燈，光明達旦，如是積日。」

這些都比《三國演義》還扯，肥滋滋的董卓死後，肚臍被置入燈芯，竟然光亮如日，而且還持續好幾天，把董卓比成瓦斯桶。

看到上面的兩段描寫，以外科醫生的立場而言，只能說是鬼扯，如果人死後脂肪可以膏流滿地的話，那開刀房一定是人間煉獄，因為每個胖子被開腸剖肚之後，還沒有看到病灶時，外科醫師可能要準備大量的吸油紙，甚至是幫浦來把流出的油處理掉，否則沒有辦法進行下一步的工作。

至於利用肚子的脂肪當成蠟燭使用，更是讓我匪夷所思，因為人體的成分不見得全然是油脂，身體組織的燃點也不可能輕易的用燈芯點燃，如果這種情形會發生的話，那外科醫師一定也深受其害，因為我們用刀劃開身體之後，必須以高溫的電燒刀去止血，目前還沒有聽到患者在手術中忽然被點燃，甚至開刀房為此發生火災的紀錄。

會提到董卓的故事，是向各位說明人體不可能作為點燃的原料，否則在火場裡，消防弟兄救人時可能會帶著火柱出來，會特別提出來討論，是為了接下來探討狄更斯所處的時代，一直有很多人深信不疑的「人體自燃現象」（spontaneoushuman combustion，SHC），我們這位偉大的作家也是它的信徒。

「科學」現象還是「戲劇娛樂」效果？

狄更斯在《聖誕頌歌》中寫到，主角史古基（Scrooge）就擔心遇到聖誕禮物的幽靈時，會成為一個有趣的「身體自燃案」；另一部小說《荒涼山莊》（BleakHouse），其中的角色克魯克（Krook），一個時常酒醉的破銅爛鐵店老闆，被狄更斯形容「嘴裡冒著煙，好像身體裡著火一樣」，結果在一場大火中以驚人的方式消失：

「金屬爐架只剩下很小的火，但房間中有一股悶悶不樂的蒸汽，牆壁和天花板上有一層又黑又油膩的塗層。椅子和桌子，以及很少出現在桌子上的瓶子，都像往常一樣站立著，在一張椅背上掛著擾人毛茸茸的帽子和外套……這裡是一小塊燒焦的碎木頭的灰燼，上面灑著白灰，還是煤？哦，恐怖，他在這裡。」

狄更斯所描述的是克魯克當時已經發生了人體自燃，和傳說中所描述的一樣，房間裡有濃濃的灰燼，除了遺體化成油性的物質外，其他的東西卻安然無恙。

為什麼狄更斯會大膽地將當時流行的人體自燃寫入小說中？根據長年研究狄更斯的專家特雷佛．布朗特（Trevor Blount）所說，和作家在小時候經常閱讀一本可怕的期刊《The Terrific Register》有關，裡面多刊登聳人聽聞的事情，如暴行、酷刑、地震、沉船、鬼故事或決鬥場景等等，該雜誌在一八二二年有一期特別以駭人的細節描述，講述了柯妮莉亞．讚哈里．迪．班狄（Cornelia Zanghari di Bandi）伯爵夫人的死訊。

那是發生在一七三一年三月十五日，班狄伯爵辦了晚宴，當天伯爵夫人喝了相當多的白蘭地，所以不勝酒力的她早早回房睡覺，隔天女僕敲門，但伯爵夫人沒有回應，女僕只好打開窗戶，驚訝發現伯爵夫人已不成人形。

根據期刊裡的記載，伯爵夫人部分的顱骨及下巴已燒成灰燼，她的身體其他部分完好如初，當然身旁的家具都沒有燃燒的痕跡，不過空氣中瀰漫著臭味，像是酒與食物混合發出的酸臭味，有些油膩的東西滴得到處都是。

一位叫比安奇尼（Bianchini）的牧師到場，也看到如此驚人的景象，斷言伯爵夫人是人體自燃，原因是發炎的血攪動了胃裡的汁液，和腹中的發酵物（其實是白蘭地）作用而燃燒。

類似上述的故事，從十七世紀時就充斥在歐洲的大眾間，到了十九世紀的報紙、甚至醫學期刊中，還不乏有零星的報告出現，也難怪喜歡大量閱讀的狄更斯受不了蠱惑，最終將其寫入小說中，作為那些卑鄙人物的懲罰。

《荒涼山莊》是連載的小說，所以在克魯克死亡這一部分發表後，有一位有醫學背景的文學批評家喬治．亨利．路易士（George Henry Lewis）對其發出嚴厲批判，引經據典提出許多科學家來嘲諷狄更斯，還敦促他在《荒涼山莊》以書本形式出版後，能夠做出一些校正，以防止類似的錯誤訊息傳播。

如果狄更斯以輕鬆的筆調回應這件事，勸路易士不要太嚴肅的話，整件事大概就不會有糾纏，可惜狄更斯找出了一些深信人體自燃的醫師還有學者，及現場目擊者來反擊路易士，甚至在《荒涼山莊》以單行本出版時，斬釘截鐵說他的故事確實可信，而且有科學依據，結果惹來路易士更強烈的批判，希望他「不能隨意忽視和沉默地忽略，他所收集到的反對人體自燃的科學證據」。

結果普羅大眾的反應呢？大家對克魯克死亡沒有發表任何贊成或反對的意見，狄更斯的聲明沒有受損，《荒涼山莊》更是大賣，這是玄學戰勝科學嗎？我並不這麼認為，因為喜歡看小說的讀者，都喜歡看到壞人死狀悽慘，那遠比科學重要。

如果大家以人體自燃上網站搜尋的話，相信會有驚人的發現，而且也會看到長長一列的知名作家，如馬克．吐溫，以及寫出《簡愛》（Jane Eyre）的英國作家夏綠蒂．勃朗特（Charlotte Bronte）等等，在他們的作品中談到人體自燃現象的情節。

可能讀者有的是人體自燃的擁護者，會提出很多不可思議的現象來問我意見，我的反駁除了剛剛在董卓死亡的敘述外，另外提出一個觀點讓大家思考：所謂的人體自燃受害者，大都沒有任何現場目擊證人以解釋他們如何燃燒？所以我並不反對他們燒成灰燼，只是不相信他們會自己燒起來罷了！

我的心情應該和買那些《荒涼山莊》的讀者一樣，小說本來就是要怪力亂神、天馬行空，壞人就該死狀悽慘、結局大快人心，把那些不合常理的事拿到科學上來討論有必要嗎？

拜託，大家不要像狄更斯和路易士那麼認真嘛！

——本文摘自《怪奇醫療史：從疫苗發明、疾病歷史、護體神功、縮陽症、按摩槍等，解開最不可思議的醫學古今事》，2022 年 10 月，時報出版出版，未經同意請勿轉載。