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為什麼催淚彈不黯然卻能催淚?

陸子鈞
・2014/09/30 ・2721字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 497 ・六年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

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這幾天香港佔領中環行動,相信許多香港的朋友應該「前不見真普選,後不見民主改革。念天地之悠悠,愴然而涕下。」咦?不對,真正令人痛哭流涕的應該是警察為了驅散群眾而發射的催淚彈。

催淚史

催淚氣體開始廣泛用來對抗人類,是在第一次世界大戰前後(科技始終來自於人性)。在大戰爆發前,1912年法國已經將溴乙酸乙脂(Ethyl bromoacetate)作為催淚氣體在用於警察勤務中 [1]。後來一戰爆發,在西部戰線伊珀爾(Ypres)防守的法軍,也將裝有溴乙酸乙脂的手榴彈用來對抗德軍。接著德軍積極投入研究,才讓催淚氣體在戰場上發揚光大 [2]。

第一次世界大戰之後,1925年的日內瓦協議(Geneva Protocol)禁止將具有窒息性、毒性的氣體、液體、物質,或者微生物應用於戰爭之中-當然,也包括了催淚氣體。不過協議是針對戰爭期間規範,是否能將催淚或是催吐(像是二苯胺氯胂)戰劑用在防暴行動,仍有不同的看法 [3]。也就是這樣,所以我們還是能在世界各地許多群眾行動中,看到警察使用催淚彈。

催淚彈組成

其實催淚彈的組成並不是全都是為了催淚,主要分三種目的:加溫散佈催淚。歷史最悠久的催淚成分有三種:溴化二甲苯(Xylyl bromide)、2-氯苯乙酮(Phenacyl chloride,簡稱CN)、鄰-氯代苯亞甲基丙二腈(2-chlorobenzalmalononitrile,簡稱CS),其中CN毒性最強,所以大多已經被CS取代用於鎮暴的催淚彈 [4]。除了CS,1962年意外被合成出來的CR(Dibenz[b,f][1,4]oxazepine)也有用於催淚彈;不過和CS不同,CS容易用水去除,但CR遇水反而會加劇作用,是比較危險的成分。

事實上,催淚的CS在常溫下是固體粉末。為了要讓CS能夠像氣體一樣散佈,就需要加入其他成分-像是容易揮發的二氯甲烷,讓它帶著CS擴散在空氣中。除此之外,高溫也有助於氣體散佈,所以催淚彈也會加入其他的化學物質來產生溫度,加速CS的擴散 [5.4],這也是為什麼上街示威教學都會提到不要徒手撿起剛落地的催淚彈,很可能因此燙傷。

 催淚彈的詳細組成
成分 簡介 功能
通常由木頭碳化而成,拔掉保險插梢後會開始悶燒。 提供熱能
硝酸鉀 提供氧氣,維持木炭的燃燒。 助燃
木炭燃燒,會使矽反應成高溫的二氧化矽,能夠點燃其他化學成分。 助燃
蔗糖 在約186℃熔化,能以相對來說較低的溫度使催淚物質揮發。 燃料
氯酸鉀 燃燒時會釋放出大量的氧氣。燃燒後成為氯化鉀,也能製造煙霧。 氧化劑
碳酸鎂 由於氯酸鉀接觸到酸會有爆炸性,所以加入在瀉藥中常見的碳酸鎂,能夠中和反應過程中可能產生的酸性物質。此外,碳酸鎂加熱後產生二氧化碳,也是煙霧的組成之一。 中和劑
鄰-氯代苯亞甲基丙二腈 催淚的主角,也就是前面提到的CS。大約每立方公尺4毫克(mg)就能驅散群眾;致死劑量則要多達每立方公尺25公克(g)。 催淚
硝化纖維 確保所有成分均勻混和。 混和劑
 整理自:What’s Inside: Tear Gas — WIRED [05.31.2011]

為什麼催淚彈既不黯然又不銷魂卻讓人兩淚交流?

雖然催淚彈已經存在近一世紀,不過科學家對於催淚的生化機制還是了解不多 [6],當然也沒有接觸到催淚物質後立即有效的治療方式。

耶魯大學醫學院的藥理學家滕德(Sven-Eric Jordt)長期研究催淚物質,他在德國就學時曾參與反對核廢料的遊行,也在那場遊行中體驗到他的研究對象有多催淚 [7]。

滕德發現,催淚物質對於體表神經上的TRP離子通道(Transient Receptor Potential channels)來說是一種促進劑(agonist),當TRP離子通道接收到催淚物質,就會引發一連串的生理反應,像是疼痛、發炎、紅腫。他在2008年發表的研究中,基改實驗小鼠天生不具有TRPA1通道蛋白,和一般的小鼠相比,對於催淚物質的反應行為就沒這麼強烈;另外,研究團隊也成立利用兩種TRPA1的阻斷劑(antagonists)減少催淚物質引起的刺激,顯示TRPA1是其中一個催淚物質作用的通道蛋白 [6]。

不過TRPA1阻斷劑是否能夠應用在反催淚彈呢?滕德在接受《國家地理》採訪時提到:「很難說,理論上可以。」但他認為在接觸催淚彈之前使用阻斷劑很有風險,因為TRPA1引發的身體不適,為了就是讓我們知道有危險該遠離,假如使用了阻斷劑,很可能讓自己暴露在更高劑量的刺激物質下,更有風險導致化學灼傷 [7]。

要是輕看催淚彈就要落淚了

「催淚彈」這個字會被誤解成只有催淚的效果,但其實催淚物質刺激的是體表(是的!即使你戴了防毒面罩,但是穿著吊嘎遇上催淚彈還是會刺痛),只是像是眼、鼻、口這種有粘膜的部位更容易受到化學物質的刺激。催淚物質除了會讓人流淚、皮膚紅腫疼痛之外,還會刺激呼吸道,嚴重的時候可能會窒息。2011年,一位巴勒斯坦婦女就在一場抗議行動中,因為催淚氣體讓她無法呼吸而致死 [8]。稱這些鎮暴武器為「非致死性兵器」,反而會讓人掉以輕心(參考〈橡膠子彈,最致命的「非致命武器」〉

接觸到催淚物質會不會對身體造成長期影響,或者永久性的傷害?「不知道」,畢竟接觸過催淚物質的人不多,很難有足夠的個案供科學家追蹤,但是滕德教授已經開始相關的研究。[9]

催淚彈在面前落下該…..?

跑吧。

如同前面提到的,目前沒有立即減緩刺激的方法。催淚彈在開放空間的作用有限,特別是有風的時候,很容易被吹散,所以遇到催淚彈,往新鮮空氣方向閃避才是上策。另外,即使被嗆到很難受也不要原地蹲下,因為常見的催淚物質CS比空氣重,會往下沉,蹲下只會接觸更多CS。 [5.5]

遠離催淚彈之後,盡可能換掉衣物,因為CS在常溫下是粉末,沾附在衣物上的CS會持續刺激皮膚 [5.5],不過特別要注意的是不能接觸到含氯漂白配方的清潔劑,那會使CS反應成更具毒性的物質。此外,也要避免雙手接觸眼、口、鼻-沒錯,別揉眼睛,還有在擤鼻涕前也要先洗手,避免手上沾到CS又再次刺激粘膜。

——————–

科宅我是沒遇過催淚彈,期盼這波香港佔中的朋友平安順利。

 

▼軍官入伍訓中的毒氣體驗就是用CS

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參考資料:

  1. Ethyl bromoacetate — Wikipedia
  2. Chemical weapons in World War I — Wikipedia
  3. Geneva Protocol — Wikipedia
  4. Phenacyl chloride — Wikipedia
  5. How Tear Gas Works — How Stuff Works
  6. Bessac, B. F., Sivula, M., von Hehn, C. A., Caceres, A. I., Escalera, J., & Jordt, S. E. (2009). Transient receptor potential ankyrin 1 antagonists block the noxious effects of toxic industrial isocyanates and tear gases. The FASEB Journal, 23(4), 1102-1114.
  7. The Surprising History and Science of Tear Gas. National Geographic [June 12, 2013]
  8. Israel investigates tear gas death of Palestinian protester. The Guardian [2 January 2011]
  9. What Are the Long-Term Health Effects of Tear Gas? SoU [August 21, 2014 ]
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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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如果北捷發生毒氣攻擊……
黑熊老師
・2014/06/05 ・2736字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 539 ・八年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

如果鄭捷用的不是刀。捷運攻擊的可能利器 – 沙林毒氣與氰化物的殺人機制。

文/ 陳奕均(台灣大學生化科技學系所)

最近的捷運砍人事件,造成社會恐慌,兇嫌鄭捷持刀攻擊多位無辜民眾,造成大量死傷。在地鐵的攻擊事件,全球皆有,除了直接以刀砍殺外,早在 1995 年,鄰近的日本即發生東京地鐵沙林毒氣事件,造成13人死亡及約6,300人受傷。而在 2002 年與 2006 年,都有人企圖以氰化物攻擊英國與美國地鐵。究竟沙林毒氣與氰化物為何物?他們是怎麼造成人類死亡?

credit: CC by _Davo_@flickr
credit: CC by _Davo_@flickr

氰化物

氰化物有三種常見種類,氰化氫(HCN)、氰化鈉(NaCN)及氰化鉀(KCN),氰化鈉及氰化鉀都是固態離子化合物。氰化物在體內解離產生的氰根離子 CN,會結合粒線體內膜上的細胞色素氧化酶,抑制細胞的呼吸作用,甚至造成死亡。

要深入了解氰化物的毒性原理,就必須了解呼吸作用。呼吸作用並非我們平時用鼻子吸氣吐氣,而是細胞把物質氧化分解並產生能量的過程,又稱為細胞呼吸(Cell respiration)。呼吸作用能產生許多的 ATP(三磷酸腺苷, Adenosine triphosphate, ATP),為人體中的能量代幣,儲存和傳遞能量。

呼吸作用分為三大部分,糖解作用(Glycolysis),檸檬酸循環(citric acid cycle, TCA cycle)以及電子傳遞鏈。葡萄糖在細胞質中藉由糖解作用轉換成丙酮酸(pyruvate),丙酮酸進入到粒線體以後變成乙醯輔酶A(acetyl Co A),進入檸檬酸循環。在糖解作用與檸檬酸循環的過程,除了會產生少量 ATP 外,亦會產生其他兩種能量代幣,NADH(菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸)與 FADH2(黃素腺嘌呤二核苷酸),但是NADH 和 FADH2 這兩種代幣人體內無法使用。必須藉由電子傳遞鏈將NADH 和 FADH2 轉換成 ATP 才可供人體使用。而細胞色素氧化酶就是在電子傳遞鏈中扮演產生 ATP 的重要角色,當氰根離子進入體內和細胞色素氧化酶結合,會抑制提功能,細胞就不能將 NADH 與 FADH2 轉換成ATP 供人體使用,導致人體化學窒息,因而死亡。

打個比方,我們在糖解作用檸檬酸循環兩間工廠工作了一天,得到了 4 元新台幣、 10 元美金和 2 元人民幣,當我們拿著美金和人民幣電子傳遞鏈銀行要換新台幣時,卻發現負責換幣的細胞色素氧化酶被氰根離子打暈了。我們就只能拿 4 元新台幣去買便當,很快就會餓死。

在大氣濃度中要是含有 100 ppm的氰化物,則 30 分鐘內即會造成死亡,若是超過 270 ppm,則馬上會出現昏迷。若是直接口服,50 毫克就有可能致死。

在很紅的電視劇後宮甄嬛傳中,鸝妃安陵容最後吞食大量苦杏仁,不出半天的時間就死於宮內,就是因為苦杏仁會產生氰化物導致死亡。而看到苦杏仁有覺得很熟?名偵探柯南常在死者嘴巴聞到淡淡苦杏仁味,就會馬上推論出死者是因為氰化物而死,即是因為氰化物有苦杏仁的氣味。

沙林

沙林(sarin)最早是在1938年被德國納粹的科學家發現,1988年伊拉克以化學武器大量屠殺庫德族人,其中包含沙林毒氣。沙林之化學式為C4H10FO2P,為有機磷化合物,是一種乙醯膽鹼酯酶(acetylcholine esterase)的不可逆抑制劑,攻擊人體神經系統,造成肌肉癱瘓,受害者窒息死亡。

乙醯膽鹼(acetylcholine),分佈在中樞及周邊神經系統,是神經傳導物質。體內神經之所以能傳遞訊息,乙醯膽鹼佔了舉足輕重的地位。神經傳遞時,乙醯膽鹼從軸突末梢經突觸裂隙與突觸後細胞膜上的受體結合,形成神經衝動,造成肌肉收縮。乙醯膽鹼和結合後,會被乙醯膽鹼酯酶水解為乙酸(acetic acid)和膽鹼(choline),終止神經衝動,肌肉就不再收縮。

沙林會解離出氟離子,剩餘離子中的磷酸官能基和乙醯膽鹼酯酶的絲胺酸(serine)形成共價鍵,導致乙醯膽鹼酯酶失去活性,此時乙醯膽鹼無法被分解,逐漸開始堆積,使神經衝動不斷地傳遞,造成肌肉與器官無法正常運作。因此,當人體由吸入高劑量的沙林毒氣後,肌肉系統與神經系通都被癱瘓,造成受害者窒息死亡。

打個比方,乙醯膽鹼就像令牌一樣,當受體拿到這個令牌,他就會指揮人類運動。本來只要跑100公尺,乙醯膽鹼酯酶就會把令牌搶走丟掉,受體就會叫人類不要跑了。但是沙林把乙醯膽鹼酯酶打暈,乙醯膽鹼酯酶無法搶走受體拿著的令牌,只能叫人類一直跑一直跑,跑到最後人就死了。

沙林在極小濃度就可以發揮極大毒性,成年人只要吸入0.6毫克即可致命。非致死劑量的沙林侵入人體,也會造成瞳孔縮小、胸部緊塞等症狀。可怕的是,沙林的毒性具有累積性,累積至最後就會導致人體死亡。

——

看了這兩種恐怖的有毒物質過後,我都覺得搭捷運好危險了!好在這兩種有毒物質政府都有在管制,一般人不易取得。但是如果有心的話,氰化物其實是蠻容易取得的。2005 年台中市發生的毒蠻牛事件,犯人就是在飲料裡面下了氰化物,造成人員死亡。而 2012 年則有男大學生在網路上輕而易舉購得氰化物自殺,說明氰化物管理的鬆散。希望我們政府能加強對這些可能的殺人利器進行管制,避免更嚴重的捷運攻擊事件發生。

處理方法

但是如果不幸真的中毒怎麼辦呢?針對氰化物中毒,已經有解毒包可以處理。解毒包主要原理為提供另一個物質來和氰化物結合,使細胞色素氧化酶恢復功能,電子傳遞鏈持續運作產生 ATP;解毒包裡面含有亞硝酸異戊酯(C5H11ONO)、亞硝酸鈉(NaNO2)、硫代硫酸鈉(Na2S2O3)。亞硝酸異戊酯與亞硝酸鈉會和血紅素反應,使其變為變性血紅素。變性血紅素會和氰化物結合,形成毒性較低的物質。硫代硫酸鈉則可以透過體內酵素的催化和氰化物反應,使其變成毒性較低的物質。雙管齊下,降低氰化物濃度,也降低對人體的傷害。

至於沙林毒氣,目前已經多半以阿托品(atropine)與解磷定(pralidoxime, PAM)併用進行治療。阿托品可以阻斷乙醯膽鹼受體和乙醯膽鹼結合,使囤積於突觸內的乙醯膽鹼無法作用。而解磷定可以再活化被磷酸物(沙林)結合而失去活性的乙醯膽鹼酯酶,恢復其水解能力,將乙醯膽鹼水解。兩種藥品藉由不同的路徑,前者不讓乙醯膽鹼和其受器結合,後者將乙醯膽鹼水解,共同降低沙林對人體的傷害。

參考資料

氰化物:

  1. 氰化物的致命之吻。郭朝禎。科學發展。2012年3月,471期,42-49。
  2. 氰化物中毒怎麼辦。黃欣怡。
  3. Lehninger Principles of Biochemistry,Fifth Edition . David L. Nelson and Michael M. Cox. 2008. 527-543
  4. Lehninger Principles of Biochemistry,Fifth Edition . David L. Nelson and Michael M. Cox. 2008. 616-634.
  5. Lehninger Principles of Biochemistry,Fifth Edition . David L. Nelson and Michael M. Cox. 2008. 708-721.

沙林:

  1. Neuroscience, Fourth Edition. Dale purves. Dale Purves, George J. Augustine , David Fitzpatrick , William C. Hall , Anthony-Samuel LaMantia , James O. McNamara , Leonard E. White. 2007.119-126.
  2. 國立陽明大學生命科學系暨基因體研究所-小小神經科學:神經毒氣

處理方法:

  1. 化學毒劑緊急救護及治療──以日本沙林為例。蕭開平。疫情報導。106-110。

相關新聞

  1. 1995年沙林毒氣襲東京地鐵。蘋果日報。2014年3月20日。
  2. 英國破獲驚天大案倫敦地鐵險遭毒氣襲擊。張莉。人民日報。2002年11月18日。
  3. 蓋達擬毒氣攻擊紐約地鐵。大紀元。2006年6月20日。
  4. 劇毒氰化鉀竟可網購 男大生服用「比死更難受」。ETtoday地方新聞。2012年 5月21日。
  5. 毒蠻牛奪命千面人改囚終身。劉昌松、鄧玉瑩。蘋果日報。2010年03月19日。
黑熊老師
5 篇文章 ・ 0 位粉絲
台灣大學生化科技碩士,目前為專業家教老師。熱愛旅遊與自然科學,希望透過淺顯易懂的科普教育來提升大眾對科學的了解,讓科學與生活不再遙遠。部落格:黑熊老師的家

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橡膠子彈,最致命的「非致命武器」
果殼網_96
・2012/10/29 ・2657字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 528 ・七年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

文/光猪

l3C_xyd7uIdA12dl5Uo57p31XqqJsLeiNwNiGE-s6e4EAQAAxAAAAEpQ-1據韓國媒體報導,10月16日下午3時10分許,韓國木浦海洋警察署所屬「3009」艦在全羅南道新安郡黑山面紅島以西北90公里海上發現30餘艘「非法捕撈」的中國漁船。在雙方的衝突中,一名中國船員被韓國海警發射的橡膠子彈擊中身亡。

許多人可能都知道,橡膠子彈屬於「非致命武器」,那麼為什麼還能致命?橡膠子彈導致傷亡又是否和使用者不當有關呢?

身世:軟和慢,來防暴

橡膠子彈是「防暴彈」的一種,防暴彈還包括豆袋彈和塑膠彈,它們都用火藥氣體能量發射,但子彈的材質不是金屬。不過因為「橡膠子彈」這個詞被廣大人民群眾所熟知,所以「防暴彈」往往都被稱為「橡膠子彈」。

無論是哪種防暴彈,其原理都是相同的,那就是用相對慢的速度,擊發材質較軟的子彈。這樣,子彈打到人體上就會變形,起到了緩衝的作用,同時因為變形造成接觸面積迅速變大,所以壓強比普通金屬子彈小,也不容易鑽入人體。

一種散彈槍用的橡皮子彈。
一種散彈槍用的橡膠子彈。

相對較慢的槍口速度,也能大大降低防爆子彈造成的損傷。比如英國的1.5英寸防暴彈的槍口速度是60公尺/秒,射程100公尺。它的使用方法是向下發射,打中目標的腿部,讓其疼痛不能行動。而12號霰彈槍發射的豆袋彈的槍口速度則是70到90公尺/秒。

與之對比,常見的警用半自動手槍格洛克17的9×19毫米手槍子彈的槍口速度達到375公尺/秒;而MP-5A2衝鋒槍發射的9×19毫米手槍子彈的槍口速度更達到400公尺/秒。雖然大口徑防暴彈的子彈重量大於普通子彈,但動能中包括重量的一次方和速度的二次方,所以快速的普通子彈的動能還是要遠大於防暴彈。

例如,18.5毫米口徑的12號散彈槍發射的豆袋彈的重量是40克,槍口速度是90公尺/秒,那麼它在槍口獲得的動能就是162焦耳;而9毫米口徑的MP-5A2發射的帕拉貝魯姆彈的重量是7.45克,槍口速度是400米/秒,那麼它在槍口獲得的動能就是596焦耳。可見,雖然普通手槍子彈的口徑遠小於發射豆袋彈的12號散彈槍,但是前者子彈能夠傳遞給人體的動能卻遠大於後者。

豆袋彈。
豆袋彈。

普通子彈以很大的動能打到人體上,利用其堅硬的外表侵入人體,會切斷人體組織,造成出血和破壞;而防暴彈以比較小的動能打到人體上,不會侵入人體,所以通常只造成疼痛,不容易造成巨大的,永久性的破壞。

最早的防暴彈要追溯到19世紀80年代,當時英屬香港警察在新加坡的防暴行動中,以截成一段一段的掃帚把代替子彈。後來英國人發明了專用的防暴槍和防暴彈,用在對付北愛爾蘭人的暴亂中。這種專門的防暴槍有一個很粗的槍管,只能單發,我們經常會在銀行運鈔車的護衛隊手中看到這種槍。

近年來,各種通常發射普通彈的槍也紛紛配上防暴彈,以增加任務彈性。一般使用的是轉輪手槍和非自動散彈槍。這兩種槍支都沒有彈夾,子彈直接裝入彈膛中,容易控制子彈的種類;而且兩類武器都採用非自動裝置,也就是說不需要用火藥氣體的能量實現下一發子彈再裝填等機械動作,所以裝藥量也可以減少,以減小子彈的動能。另外,也有用自動步槍的槍榴彈發射的防暴彈。

除了上述槍支外,軍工部門也逐步開發半自動武器、自動武器使用的橡膠子彈。半自動手槍、衝鋒槍,甚至自動步槍,也能發射橡膠子彈。可以肯定,越專用的防暴槍安全性越高,用AK-47打橡膠子彈,確實不讓人放心。

這次韓國海警擊中中國漁民是何種子彈尚不得而知。韓國海警有可能使用12號散彈槍和豆袋彈,但是豆袋彈缺乏彈性,「反彈傷人」的情節讓人可疑。也有可能是專用的防暴槍,或者轉輪手槍發射的橡膠子彈,在本次事件中,使用半自動、自動武器發射橡膠子彈傷人的可能性不大。

缺點:使用不當,容易致命

雖然防暴彈的動能相對較小,且不易侵入人體,但它仍然會對人體造成衝擊,將能量以衝擊波的形式透過皮膚傳入人體,造成破壞。如果破壞嚴重,足以造成大出血以致死亡。另外,防暴彈的上述特徵還容易造成一個缺點:它很難準確命中,容易誤傷。

橡皮子彈是警方控制暴亂時的一種武器。
橡膠子彈是警方控制暴亂時的一種武器。

2011年發生的倫敦暴亂中,英國首相授權城市警察「以橡膠子彈作為緊急人群控制手段」,引發了廣泛的爭議。在這裡,倫敦警方使用的是40毫米防暴彈。對此,《探索》頻道的專欄作家克里斯汀・康格(Cristen Conger)曾經在2011年,在一篇名為《橡膠子彈能殺死你嗎? 的文章中,專門討論了橡膠子彈的缺點。

1970年到1975年,英國警方在北愛爾蘭發射了55000150毫米橡膠子彈,殺死了13個人,每18000發彈殺死一個人,而每800發就能重傷一個人。

後來,軍事科技人員改進了橡膠子彈的準確性,據稱可以減少傷亡人數,但是從1987年到1993年的巴以衝突中,死在以色列的橡膠子彈之下的人數至少有20人。

2000年,《刺絡針》雜誌(The Lancet)的一篇文章分析了以色列對巴勒斯坦人使用橡膠子彈的案例,文章一共收集了152個傷亡案例,其中橡膠子彈共造成了201處傷痕。研究顯示,橡膠子彈造成的嚴重傷害主要集中在四肢上(n=73),也會造成頭、頸、臉和胸部的受傷。有61%的傷害為鈍器傷,39%為穿透傷。其中的3例死亡中的2例因為子彈由眼睛射入腦部造成,而另一例則是在膝蓋中槍後的清創術後死亡。

論文的研究顯示,橡皮子彈致傷通常在四肢和上半身。
論文的研究顯示,橡膠子彈致傷通常在四肢和上半身。

文章認為,橡膠子彈造成的傷亡多是因為武器不當所致:橡膠子彈應當向下瞄準,以擊中人體下半身,避免嚴重的傷害。論文的結論為:「橡膠子彈的不準確性、使用時不適當的瞄準和發射距離會讓相當數量的人重傷和死亡。所以這種彈藥不應被認為是一種人群控制的安全方式。」

當人類開始暴力衝突時,任何進行物理攻擊的武器都可能致命,而作為「非致命武器」中比較致命的一種,橡膠子彈劣跡斑斑,使用者肯定會知道使用它可能造成的嚴重後果。而最終致人死命的後果,很可能是武器使用不當造成的。

 

參考資料

本文轉載自果殼網

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