人被困在密封的冷冻集装箱里,是先被憋死,还是先被冻死?

据媒体报道,2019年10月23日在英国埃塞克斯郡的一辆货车集装箱里发现39具遗体,疑似偷渡者,部分死者已确定为越南公民。我们在哀悼逝去的生命之余,也不禁产生了一个疑问,一个设计制冷温度为-25°C的密闭集装箱,能在多长时间内要人命?人的血肉之躯对低温、缺氧和高浓度二氧化碳的耐受能力有多强?

人在-25?C下能活多久?

作为从热带走出去的生物,人类对低温的耐受能力是比较差的,比较明显的一点是,多数哺乳动物体表被毛,而我们的体表是裸露的。早在10万年前,我们祖先就学会了通过穿衣服和盖房子抵御严寒。裸露的人体在25°C的环境下就能感受到寒冷了,更别提-25°C的极端低温了。

在冰点以上的低温,人体可以通过颤抖产热,并减少对体表和身体外周的供血,将体核(头和躯干内部)温度保持在37°C左右。尽管感觉到很冷,各项代谢活动仍可以正常进行。但是,如果人体暴露于严寒环境中太长时间,肢体末端的细胞因停止供血太久而死亡,就会发生耳朵、手指或者脚趾被冻掉的情况,这是人体为了生存而牺牲掉部分零件。

正常气温和低温环境下的体温分布

体核温度低于35°C就是生理学上的体温过低了,这时候人仍保持清醒,并通过颤抖产热。当体核温度低于32°C,人就不再颤抖了,开始昏昏欲睡、精神错乱、反射减弱。当低于28°C,人的意识丧失,心跳、呼吸和血压均下降。而当体核温度在20°C以下时,就不再有生命体征了。

有20-50%的低温致死案例会发生反常脱衣现象,即遇难者反而会脱掉自己身上的衣服,这时候人的意识已经模糊,是不自主的行为。发生这种情况,可能是下丘脑体温调节中枢已经失效,也可能是负责收缩外周血管的肌肉因力竭而放松,总之使人产生了很热的错觉。

救助体温过低患者用的低温袋

在低温致死的最后阶段,遇难者往往进入较小的封闭空,例如床底下或柜子后面,表现出类似挖洞的行为,就像冬眠的动物那样,被称为“终极穴居”行为。

据报道,英国集装箱中遇难的39人多数衣着单薄或赤身露体。由于英媒尚未披露更多信息,我们不清楚遇难者是不是发生了反常脱衣行为,也没有见到有关终极穴居行为的报道。

人体对低温的耐受程度不仅取决于环境温度,还取决于持续时间、人体暴露程度、风速和湿度等诸多因素。风会加快热量流失,使体感温度低于实际温度。在南极洲的研究显示,气温-29°C加上16千米/小时的微风,对人体的伤害等同于无风环境下的-44°C,几分钟就会把人冻僵。

南极最可怕的不是低温,是强风

身体热量在水中的损失速度比空气中要快得多,如泰坦尼克号沉没期间,多数落入水中的人都在15-30分钟内死亡,当时水温为-2°C。因此,人体在潮湿环境中保存热量会比在干燥环境中更难。集装箱是个无风环境,但39个人被装进一个集装箱里,人体呼出的水蒸气会使环境湿度大大增加。

所有健康的人在10-30°C的环境中都能长期生存。下图表示人对温度的耐受程度,灰色表示安全区间,黑色表示致死区间,蓝色和红色区域则是生、死可能性都有,因人而异。全裸的人在-25°C的低温中至少可存活一个多小时,至多几个小时。

人对温度的耐受程度

哪怕只穿一两层单衣,也能极大增强人体御寒能力。但据英媒报道,39名遇难者在集装箱中被关了10多个小时,如果温度设置到最低的-25°C且制冷一直在启动,足以把人冻死了。

缺氧多久要人命?

人体需要氧气,细胞进行有氧呼吸才能获取充足的能量,其中对缺氧最敏感的器官是大脑。即使只吸入几口无氧气体,人体也会在五秒钟内陷入精神衰竭并昏迷。通常没有任何征兆,但即使有征兆,受害者也无法自救,甚至连求助都做不到。缺氧到死亡只需三分钟。

成年人平均每小时吸入和呼出450升空气。人吸入的空气和大气成分相同,氧的体积分数为21%,呼出的空气中氧气占15%,因此每人每小时消耗掉27升氧(450×6%)。集装箱容积为55000升(以40尺柜为例,11.8米×2.13米×2.18米),含有氧气11340升,理论上够39个人用11个小时。

肺泡内的气体交换

然而,人是无法充分利用空气中的全部氧气的,这要从呼吸机制说起。人体与外界的气体交换在肺泡内完成,但肺泡并不会主动吸收氧气,只能让氧气沿着压力梯度(浓度)被动扩散。大气中氧分压为160mmHg(760mmHg×21%),血液流经肺泡从氧分压40mmHg的静脉血变成100mmHg的动脉血。同时肺泡内气体的氧分压也下降到100mmHg,随呼气排出体外。

血液内负责运输氧气的是血红蛋白。血红蛋白有个神奇的特性,在氧分压大的地方易与氧结合,在氧分压小的地方易与氧分离。这样,血红蛋白才可以在肺泡中结合氧气,到组织细胞里释放出来。

氧合血红蛋白解离曲线

因此,当空气中氧气浓度下降时,人体获取的氧气量也会下降,而且由于血红蛋白的特性,后者下降会更显著。要想保持动脉血中氧和血红蛋白的高结合率,氧分压必须保持在80mmHg以上,这就要求大气中氧分压至少在120mmHg,折合成体积比就是16%。氧气浓度一旦低于16%,人体就很危险了,思维和行动能力都会下降,感到异常疲劳、情绪低落。

而当氧气浓度降到13%(100mmHg),动脉血中氧分压就只剩下60mmHg,氧气输送效率就很成问题了,人体获取的氧气量还不到正常的一半,人在几分钟之内就会晕倒,心肺将受到永久性损害。

吸氧救助

如果空气中氧气浓度低于10%(76mmHg),机体就几乎无法再获取氧气了,人会立即丧失意识,并在几分钟之内死亡。因此,集装箱内的氧气至多只有一半能供人利用,只够39个人用5个半小时。

比缺氧更快的死法

虽然人体需要的是氧气,但呼吸调节的刺激物却主要是代谢的废物——二氧化碳。脑干延髓表面上有个中央化学感受器,对脑脊液中二氧化碳浓度特别敏感。当它感受到血液中二氧化碳浓度过高,就会刺激呼吸中枢加快呼吸频率,促进人体摄入更多的氧。

正因为人体对单纯的缺氧不敏感,潜水时如果水肺发生故障,造成氧气浓度不足而二氧化碳浓度正常,会使人在不知不觉中窒息而亡。有种自杀袋中就含有正常水平的二氧化碳,而氧气用无味的惰性气体代替,使人无痛苦地死去。

水肺潜水运动

二氧化碳的呼吸调节本来是个保护性机制,但在关了39个人的集装箱里,增加呼吸频率只会加快氧气耗尽,使人吸入更多富含高浓度二氧化碳的污浊空气,造成二氧化碳中毒,加速人的死亡。

二氧化碳溶于水产生碳酸,因此当过量二氧化碳潴留于血液中将导致呼吸性酸中毒,具体症状为呼吸过速、神志不清、惊慌失措、抽搐,最终致人死亡。

正常情况下大气中二氧化碳浓度为0.04%,二氧化碳浓度在1%以下不会对人体造成严重损伤。当达到5.5%,就会在一小时内要人的命。

人体吸入和呼出气体组成比较

人呼出的气体中二氧化碳浓度为4-5.3%,这意味着每人每小时呼出约22升的二氧化碳(450×5%)。在一个容积为55000升的密封集装箱内,39个人在正常的呼吸频率下,只需3个多小时就足以使二氧化碳浓度上升到5.5%了。这样算来,二氧化碳中毒只需4个多小时就足以杀死这些遇难者了,比缺氧更快。如果再考虑到他们都处于呼吸过速的状态,只会死得更快。

结 语

从上面的分析我们得知,在密闭的冷冻集装箱内,极端低温和缺氧、二氧化碳中毒都能在几小时内致人死亡。然而,集装箱是在10月22日下午3点多离开的比利时港口,到晚上10点半的时候有名26岁的越南女子通过手机发出遗言,此时39名遇难者已经进入集装箱至少7个小时了。英国警方尚未公布调查细节,不知是否因集装箱内信号不好存在信息发送延迟现象?

如果遇难者真的在集装箱内存活了7个多小时,说明集装箱并未一直启动制冷或设定温度不是很低,而且集装箱的密封没有那么好,可以与外界进行少量换气,在较长时间内将氧气浓度维持在15%以上,二氧化碳浓度维持在5%以下。

这名越南女子的遗言中只提到了无法呼吸,而没有提到寒冷,说明她多半是死于缺氧或二氧化碳中毒,不过这只代表她一个人的死因。39人遇难者可能死于不同原因,有窒息的,有冻死的,还有的可能因极度恐惧和惊吓而猝死。以英国警方后续调查为准,这里就不做过多猜测了。

使用密闭的集装箱偷渡致人死亡,已经屡见不鲜了,仅英国就发生过多次,如2000年在英国多佛港一辆货车车厢里发现了58具遗体,被证实为死于窒息的偷渡客。无论什么情况下,将自己置身于狭小的密闭空间都是非常危险的。珍爱生命,请务必在法律规定的框架内行事。