环境

烟雾的味道

20世纪40年代,两位化学家联手对抗洛杉矶恶臭刺鼻的空气。

通过萨姆肯恩| 2016年10月15日
阿里·哈根斯密特和实验室设备,1961年

加州理工学院化学家阿里哈根斯密特,1961年5月拍摄。

加州理工学院档案馆

20世纪40年代早期,南加州的菠菜和菊苣开始变成奇怪的颜色——先是青铜色和银色,然后是黑色和死亡。在排除了害虫和疾病之后,科学家们将问题归咎于从附近的洛杉矶吹来的烟雾。忧心忡忡的地方官员很快取缔了后院焚化炉,并限制了燃煤排放废气的工业工厂的排放。

没有什么变化。农作物不断死亡,当地空气更糟:好莱坞电影公司开始取消户外拍摄,在特别糟糕的日子里,上班族不得不放弃市中心的建筑。对科学家来说,指责工业工厂毫无意义。匹兹堡和伦敦常见的燃煤烟雾通常不会损害农作物。此外,正如化学仪器大亨阿诺德·贝克曼(Arnold Beckman)指出的那样,这些地方的烟雾有一种硫磺味(像火柴),呈黄色或黑色。洛杉矶的烟雾使空气变成棕色,反而散发着漂白剂的气味。但如果这不是典型的煤烟,那是什么呢?没人知道,直到一位名叫阿里·哈根斯密特的荷兰化学家厌倦了呼吸污浊的空气。

孩提时,哈根?史密斯和他的兄弟姐妹在荷兰铸币厂的一堆金块里捉迷藏,父亲在那里当化学家。随后,他追随父亲的职业道路,在乌得勒支大学学习化学,成绩出色,先后被哈佛大学和加州理工学院录取,并在那里加入了荷兰科学家组成的所谓荷兰黑手党。

他的研究重点是从植物中分离出味道化合物——萝卜、豆类、腰果、洋葱、大蒜,甚至大麻。20世纪40年代中期,他开始研究菠萝,从夏威夷进口了价值6000磅的菠萝。在削皮和切碎之后,他用低压蒸发出味道浓郁的汁液。然后,他用冷却装置将果汁浓缩,并蒸馏以浓缩味道。这个过程并不是很有效:6000磅菠萝产出了几克溶液。但他成功地分离出了构成菠萝气味和味道的化学物质。

虽然他对这项工作感到满意,但洛杉矶日益严重的污染困扰着哈根·斯密特:有时他真的能尝到烟雾的味道。因此在1948年,在贝克曼的敦促下,他重新组装了他的菠萝测试仪器,并通过冷却阱排放了几百立方英尺的污染空气(大约是一个安杰里诺人每天吸入的空气)。滴出几盎司“臭气熏天”的棕色污泥烟雾水。

在其他污染物中,测试显示这种液体烟雾中含有臭氧,这解释了漂白气味。这也带来了一个难题,因为当地没有工业释放臭氧。不过,哈根·斯密特有他的怀疑。到20世纪50年代初,洛杉矶的道路上有200万辆汽车,所有这些汽车都在排气中释放出氧化亚氮。汽油的不完全燃烧也释放出气态碳氢化合物,炼油厂也是如此。

氧化亚氮和碳氢化合物本身都不能解释烟雾;肯定有额外的成分。哈根斯密特很快就认出了——著名的加州阳光。他猜测光线会催化这些化学物质之间的反应,果然,当他将碳氢化合物和氧化亚氮泵入一个房间,并将它们暴露在光线下时,烟雾从另一端滚滚而出。

科学地说,这是一种全新的污染。与直接释放到空气中的传统污染物不同,洛杉矶的烟雾是在这些人造化学物质与自然阳光相互作用后形成的。这个实验很快就成为环境化学领域的经典,更不用说让汽车制造商头疼的事了,他们担心自己的声誉。

贝克曼知道他们的担心,并在一个刺激的小恶作剧,利用它的优势。他安排哈根·斯密特参加一次讲座,业内人士指责这位荷兰人在科学上存在偏见和无能。正如贝克曼所预测的那样,哈根·斯密特大发脾气,很快放弃了做更多菠萝工作的计划,以便全职研究烟雾。他又做了几次该死的实验,并在公开演讲中按要求制造烟雾,让观众窒息。

烟雾3的味道

哈根·斯密特(Haagen Smit)在烟雾问题上发表演讲,约20世纪60年代

哈根斯密特在上世纪60年代做关于雾霾的演讲。

加利福尼亚理工学院档案馆提供

最终,他成为了污染控制的全职倡导者,在多个监管机构任职。20世纪70年代,哈根·斯密特(Haagen Smit)和其他人的研究最终说服了联邦政府对汽车采用排放标准,并授权催化转化器分解烟雾的前体。他是洛杉矶的一个主要原因,尽管今天有1400万辆汽车,但现在的空气比20世纪50年代更清新。

当他在1977年去世时,他是美国最著名的环保活动家之一。但哈根斯密特总是对这个角色感到有点不舒服。他当然关心空气质量。但更重要的是,他热爱雾霾科学——研究雾霾从何而来,每天如何传播。他曾经承认:“如果我看每日图表,看看空气中有多少雾霾,当空气中只有很少的雾霾时,我会感到一阵失望。”他渐渐喜欢上了,至少有那么一点,烟雾的味道。