一氧化碳最可怕的地方，
就是「察覺不到」？
沒有顏色。沒有味道。沒有氣味。也不會冒煙。所以只要沒有警報器，人類的感官完全無法察覺它的存在。而且，這種氣體會最先奪走「該逃跑」的判斷力。不是「察覺不到」，而是被讓你察覺不到。
寒冷的夜晚。房間裡開著石油暖爐，正在看電視。外頭風很大，窗戶緊閉。換氣扇沒有開。過了幾個小時。
不知怎麼開始頭痛。有點倦怠。「是不是累了」「該不會感冒了吧」你這樣想。事實上，這些症狀和感冒非常相似。誰都不會覺得異常。
就這樣，你開始昏昏欲睡。睏意本身也是症狀之一，但判斷這一點的能力，也已經下降了。
在這段時間裡，房間裡一直充滿著一氧化碳。眼睛和鼻子，什麼都感覺不到。
無色、無臭、無味。都市瓦斯和液化石油氣都刻意加了氣味，但一氧化碳沒有。人類沒有察覺的手段，只能依賴警報器。
最先出現的是頭痛、倦怠、想睡。也就是說，「不對勁，快逃」這樣的判斷力，是最先變遲鈍的。在倒下之前，就已經無法判斷了。
這兩點疊加在一起，一氧化碳中毒就會以「等發現時已經動不了」的形式發生。讓我們依序來看。
原因1：劫持身體的「氧氣搬運工」
我們之所以能呼吸，是因為血液中的紅血球會把氧氣運送到全身。負責搬運的，是紅血球裡一種叫血紅素的蛋白質。
血紅素上有讓氧氣搭乘的位子。在肺部載上氧氣，到了需要的地方再輕輕放開。這種「鬆散結合、容易放開」的特性，對搬運工來說至關重要。
然而一氧化碳，卻用遠比氧氣強的力道，緊緊抓住同一個位子。常被引用的數字是，這股力道大約是氧氣的200倍以上。
結果就是：空氣中只要有一點點一氧化碳，位子就會一個接一個被佔走。而且一旦結合，就很難分開。肺部運作正常，呼吸也不會喘，氧氣卻無法送達身體，就是這樣的狀態。
我們感覺「喘不過氣」，主要是血液中二氧化碳增加時的反應。一氧化碳中毒時，二氧化碳依然正常排出。
也就是說身體明明缺氧，卻不會響起「喘」的警報。不會出現像潛水時「想換氣」那種強烈的感覺。所以人就這樣睡著了。
原因2：不管待在房間哪裡，吸入量都一樣
前一篇文章談到的氯氣，因為比空氣重，會堆積在地板附近。一氧化碳正好相反，重量幾乎和空氣一樣。
也就是說，它不會偏向上方或下方，會均勻混入整個房間。「站著就沒事」「往高處逃」這類避難方式都不管用。就連從門縫流到隔壁房間，也是同樣的道理。
沒有任何一絲線索。
會在哪裡發生
一氧化碳，是物質燃燒時氧氣不足所產生的。這稱為不完全燃燒。反過來說，只要在密閉房間裡用火，不論燃料是什麼，都可能發生。
- 密閉房間裡使用石油、瓦斯暖爐。尤其睡覺時無法逃離
- 帳篷或車內過夜時使用炭火、卡式爐、瓦斯噴槍。狹小空間最危險。「開了一點縫應該沒事」這種想法行不通
- 被雪埋住排氣管的汽車。廢氣會逆流回車內。受困時，請先挖開排氣管周圍
- 在室內、車庫、屋簷下使用發電機。停電時反覆發生這類事故。發電機務必在戶外開闊處使用
- 熱水器不完全燃燒。排氣口堵塞或供氣不足時會發生
- 不開換氣扇的炭火烹調、七輪炭爐
少數能察覺的線索：火焰的顏色。瓦斯火焰不是藍色，而呈現橘色或紅色搖曳時，冒出煤灰時，玻璃或牆壁變黑時，請懷疑是不完全燃燒。
該怎麼做
- 感到頭痛、噁心、倦怠時，先到室外正是「該不會感冒了吧」的時候。如果同一房間裡的人同時身體不適，寵物也沒精神，請高度懷疑。與其查明原因，不如先呼吸室外的空氣。
- 打開窗戶和門通風，並關掉火源但自己先逃離最重要。不要就這樣衝進有人倒地的房間。屏住呼吸打開窗戶，立刻到室外。已經發生過救援者接連倒下的事故。
- 撥打119。即使症狀輕微也要就醫就算「出去以後就舒服多了」，也要就醫。據說暫時恢復後，數天到數週後可能出現記憶障礙或運動障礙。送醫時，請告知燃燒了什麼、燒了多久。
既然人類的感官無法察覺，就只能依靠機器。一氧化碳警報器（CO警報器）幾千日圓就能買到。
- 在日本，住宅安裝火災警報器是義務，但CO警報器並非義務。煙霧感應器無法偵測一氧化碳，需要另外準備
- 安裝地點是有燃燒器具的房間和臥室。因為一氧化碳的重量幾乎和空氣一樣，高度不太需要在意（請依產品說明為準）
- 請確認電池和使用年限（多為5～10年）。過期的警報器等於沒有
- 露營、車內過夜、停電時使用發電機，攜帶式的小型警報器也很有用
在廚房就能確認的事（不會做危險的事）
- 點燃瓦斯爐，觀察火焰顏色。正常應該是清澈的藍色
- 檢查鍋底有沒有沾上煤灰。變黑就是不完全燃燒的信號
- 也檢查一下爐頭是否堵塞、進氣口是否積灰
藍色火焰代表燃料與氧氣充分混合、完全燃燒。橘色火焰則是氧氣不足的信號，意味著容易產生一氧化碳。蠟燭或營火的橘色也是同樣原因（未燃燒完全的碳粒在發光），也代表在室內需要通風。
總結
一氧化碳之所以可怕，不只是因為毒性特別強。而是因為①感官無法察覺、②不會喘、③不管待在房間哪裡吸入量都一樣、④逃跑的判斷力最先被奪走，這種完全不會響起警報的結構。
人類的感官無法察覺。
所以，請放一台警報器。
想更深入了解 ― 專有名詞、化學式、與教科書的連結從國中理科到研究中的議題，都會標示屬於哪個程度
- 國中國中理科課程範圍
- 高中高中「化學基礎」「生物基礎」課程範圍
- 高中＋高中「化學」「生物」，或教科書中發展、專欄性質的內容
- 大學高中不會學到、大學專業科目（毒理學、生物化學）的內容
- 研究連大學都不當作「定論」教授、研究者目前仍在調查中的話題
國中專有名詞，以及為何會產生
- 完全燃燒：氧氣充足時。碳會變成二氧化碳（CO2）。C + O₂ → CO₂
- 不完全燃燒：氧氣不足時。碳只氧化到一半，就會產生一氧化碳（CO）。2C + O₂ → 2CO
- 一氧化碳（CO）：無色、無臭、無味的氣體。分子量28，和空氣的平均值（約29）幾乎相同，所以會均勻擴散到房間各處。
- 血紅素：存在於紅血球中，負責搬運氧氣的蛋白質。中心含有鐵，氧氣就結合在那裡。
- 一氧化碳血紅素（CO-Hb）：與一氧化碳結合的血紅素。它在血液中所佔的比例（％），被用來作為中毒嚴重程度的指標。
另外，都市瓦斯和液化石油氣，為了讓人能察覺洩漏，刻意加了氣味（加臭劑）。一氧化碳是燃燒過程中當場產生的氣體，無法事先加上氣味。這個差異，直接造成了危險程度的不同。
高中用算式確認：為什麼區區0.02%就攸關性命
一氧化碳的可怕之處，在於即使濃度非常低也會產生作用。到底低到什麼程度就會有影響，可以用計算得出。
位子的爭奪 ＝ 數量比 ÷ 結合難易比
| 數量比 | 空氣中，哪一種比較多、多多少 |
| 結合難易比 | 一氧化碳的結合力約是氧氣的200～250倍 |
| 位子 | 血液中血紅素的結合位置 |
氧氣和一氧化碳，會爭奪血紅素上同一個位子。數量多的一方有利，但容易結合的一方也有利。因為是這兩者的拔河，所以要用除法。
這裡發揮作用的就是「250倍」這個數字。就算數量只有250分之1，也能勢均力敵，這個數字代表的就是這個意思。
| 空氣中的氧氣 | 約21% ＝ 210000 ppm |
| 一氧化碳 | 設為200 ppm（0.02%） |
| 數量比（氧氣多幾倍） | 210000 ÷ 200 ＝ 1050 倍 |
| 除以結合難易比 | 1050 ÷ 250 ＝ 4.2 |
| 位子比（氧氣 對 一氧化碳） | 4.2 對 1 |
| 合計為 | 4.2 ＋ 1 ＝ 5.2 |
| 一氧化碳搶走的位子比例 | 1 ÷ 5.2 ≒ 0.19（約19%） |
只佔空氣0.02%的物質，就能奪走血液運輸能力的約2成。而且僅僅是萬分之2的濃度。
※ 這是經過足夠時間、狀態穩定後的估算值。實際情況會因吸入時間、呼吸深淺、個人差異而有很大變化，結合難易比也有一定範圍。
運輸能力減少2成，我認為可以想成類似被抽走2成血液的狀態，這樣比較容易理解。靜止不動或許還撐得住，但一動起來就會不夠用。
而這起事故最危險的特性，正好疊加在這裡。
- 沒有顏色、沒有氣味、沒有味道。唯一能察覺的線索，只有身體的變化
- 最初的症狀，是頭痛、倦怠、想睡。會讓人以為「累了，稍微休息一下」
- 為了休息而躺下，因為不再動，就這樣持續吸入
- 判斷力本身會最先下降。想到要逃跑的能力會消失
計算顯示的是「減少2成」，但實際發生的是「在毫無察覺的情況下減少2成」。之所以需要警報器，正是因為人類的感官完全無法偵測這個對手。
一氧化碳是在氧氣不足的狀態下燃燒時產生的。需要多少氧氣，也可以用計算得出。
| 燃燒都市瓦斯主要成分時 | 燃料1需要氧氣2 |
| 空氣中氧氣的比例 | 約21% ＝ 0.21 |
| 所需空氣量 | 2 ÷ 0.21 ≒ 9.5 倍 |
需要燃料約10倍的空氣。燃燒，就是消耗這麼多空氣。
密閉房間、被雪堵住的排氣口、帳篷、車庫。當空氣的更新不足時，燃燒不會中途停止，而是持續處於不完全的狀態。一氧化碳就是在這時候產生的。
火焰若熄滅就會停止，但不熄滅、「持續不完全燃燒」才是最危險的。房間溫暖、有光亮、看起來一切正常，②的計算卻在持續進行。
| 數十 ppm | 長時間可能出現頭痛等症狀 |
| 約200 ppm | 數小時內出現頭痛、噁心 |
| 數百～1,000 ppm | 短時間內可能意識障礙 |
| 數千 ppm 以上 | 短時間內有生命危險 |
※ 影響程度由濃度與時間共同決定，個人差異也很大。據稱孕婦、有心臟或肺部疾病的人、嬰幼兒，在更低濃度下就會受到影響。
高中高中＋另一種鮮為人知的傷害
一氧化碳的危害不只是「搶佔位子」。血紅素擁有4個位子，在釋放氧氣時彼此會互相協同（因此氧氣解離曲線呈S形）。
當一氧化碳佔據部分位子後，結合在剩餘位子上的氧氣，在需要的地方會變得更難釋放。用生物學的話來說，就是氧氣解離曲線向左偏移。也就是說，不僅能運送的量減少，送到目的地後也難以交出。是雙重的妨礙。
所以只測量「血液中的氧氣量」，有時會忽略危險。指尖式血氧計在一氧化碳中毒時，有時會顯示接近正常的數值，就與此有關。
大學連細胞層級也會受到妨礙
已知一氧化碳不只會結合血紅素，也會結合細胞粒線體內呼吸鏈的酵素（細胞色素c氧化酶）。也就是說，即使氧氣送達，連使用氧氣的一方也會受到妨礙。
此外，它也會結合肌肉中儲存氧氣的肌紅素。心肌受到影響的問題，被認為與此有關。
治療方式是讓患者吸入高濃度氧氣，藉此排出一氧化碳。更積極的方法是高壓氧治療，在加壓環境下吸入純氧，據稱可大幅縮短排出所需的時間。
研究尚未有定論的事
- 高壓氧治療是否真的能減少後遺症，尚無定論。已進行多項隨機對照試驗，但結果並不一致。有的試驗顯示有效，有的則顯示沒有差異，由於受試者的選擇方式和治療時機不同，無法單純比較。目前對於該對哪些患者、在什麼時機進行治療，仍持續有討論。
- 遲發性神經障礙會發生在誰身上，無法預測。看似暫時恢復後，數天到數週後，可能出現記憶障礙、無精打采、帕金森氏症狀等。但目前沒有確立的方法，能事先分辨誰會發病、誰不會。也已知血液中一氧化碳血紅素的數值，與後遺症的嚴重程度並不完全對應。
- 事實上，體內也會自行製造一氧化碳。透過分解血基質的酵素（血基質加氧酶）的作用，體內會持續產生極微量的一氧化碳，且已逐漸清楚它作為訊息傳遞物質，發揮放鬆血管、抑制發炎的作用。這種以毒性聞名的氣體，在體內其實也有其用處。利用這點研發的治療藥物（在特定部位少量釋放一氧化碳的化合物）也在研究中，但尚未實際應用。
- 長期暴露於低濃度環境的影響，也尚未明朗。不完全燃燒持續發生的居住環境，或車流量大的地區長期暴露，對心血管與神經系統會造成多大影響，目前仍在研究階段。
看似「單純的毒物」，實際上仍有許多未解之謎。正因如此，與其寄望治療，不讓它發生、及早察覺才是決定性的關鍵。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應之處 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科・燃燒與氧氣／氣體的性質／人體的呼吸 | 不完全燃燒、火焰顏色、紅血球的作用 |
| 高中 | 化學基礎・化學反應式／物量 | 完全燃燒與不完全燃燒的算式、分子量28與空氣的比較 |
| 高中 | 生物基礎・血液與血紅素 | 氧氣的搬運、結合難易度的比較 |
| 高中＋ | 生物・氧氣解離曲線／化學・化學平衡 | 曲線左移的說明、結合強度與平衡 |
| 大學 | 生物化學・毒理學・急診醫學 | 對粒線體呼吸鏈的作用、高壓氧治療 |
| 研究 | 急診醫學・分子生物學（未解決） | 高壓氧治療的效果、遲發性神經障礙的預測、體內自行產生的一氧化碳 |
| ― | 防災・安全教育 | 到室外→通風→撥打119、CO警報器、防止救援者二次受害 |
- 總務省消防廳（総務省消防庁）及各消防單位針對一氧化碳中毒的警示（包含暖氣器具、發電機、汽車受困時的應對方式）。
- 公益財團法人 日本中毒情報中心（日本中毒情報センター）之一氧化碳相關中毒資訊。
- U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC), Carbon Monoxide Poisoning（症狀、濃度參考值、警報器建議）。
- Weaver, L. K. et al., Hyperbaric oxygen for acute carbon monoxide poisoning, New England Journal of Medicine 347, 2002 等，多項有關高壓氧治療的臨床試驗（結果並不一致）。
- Motterlini, R. & Otterbein, L. E., The therapeutic potential of carbon monoxide, Nature Reviews Drug Discovery 9, 728–743, 2010（體內自行產生的一氧化碳，及其生理作用）。
- 獨立行政法人 製品評價技術基盤機構（NITE，製品評価技術基盤機構）之燃燒器具事故案例與警示。
※ 結合難易比率，以及濃度與症狀的對應關係，會因測量條件而有所差異。本文列出的是一般常被引用的參考值。
※本文為防止事故的一般性說明。若身體出現異狀，請勿自行判斷，應先離開現場，撥打119或聯絡醫療機構，並遵從消防與醫療機構的指示。燃燒器具的檢查、安裝，請務必依照使用說明書及經銷商、施工人員的指引進行。文中數值僅為理解機制之用的參考值。