隱形殺手空汙：面對霧霾、戴奧辛、PM2.5，我們該如何反擊？

★★★★★《自然》(Nature)雜誌推薦★★★★★
 
今日的決定將影響你我未來呼吸的空氣
 「每個人平均一天呼吸2萬次，每天吸入1萬公升的空氣；但你吸進去的每一口氣都是毒！」
 
看空氣汙染如何危害你我的健康、生活與未來
世界衛生組織警告，全球有九成人口生活在空汙超標地區。
全世界每年有700萬人死於空氣汙染，高於糖尿病、愛滋病及車禍的總和。
台灣每57分鐘就有一人死於肺癌，肺癌已連續8年蟬聯國人癌症死因首位。
最新研究也顯示PM2.5不僅提高心臟病、癌症風險，甚至造成肺部永久損傷、縮短預期壽命。
現在呼吸的空氣品質決定著你未來的健康狀況。我們要怎麼因應空污帶來的危害？
 
【好評推薦】
「對隱晦危機的精采分析。」
----《自然》（Nature）期刊
 
「因為貪婪而起的醜聞狠狠羞辱了政府和相關企業。富勒在書中展現了非凡的學識及見解。」
----約翰．威鐸（John Vidal），前《衛報》（The Guardian）環境新聞編輯
 
「具體呈現了不採取行動的真實威脅……對每一位家長、老師、關心的公民，和政治人物而言都是一本好書。」
----羅西．羅傑斯（Rosie Rogers），「綠色和平」（Greenpeace）政治顧問
 
「巧妙且迷人地敘述出一場國際危機的歷史、科學、政治始末。及時敲響了捍衛個人和地球健康的一記警鐘。」
----賽門．L．路易斯（Simon L. Lewis），《人類星球》（The Human Planet）紀錄片共同創作人
 
「引人入勝，深入淺出，又扣人心弦。蓋瑞．富勒的書將大家的注意力放到迫切卻被忽視的問題上。」
----馬克．林納斯（Mark Lynas,），《改變世界的６℃》（Six Degrees）作者
 
「富勒的文字淺顯易懂…他以驚人的細節，講述了一則貨真價實的恐怖故事。」
----《文學評論》（Literary Review）雜誌
 
「這是一本關於空氣污染的精彩作品，作者已經沉浸於相關知識領域長達二十多年。非讀不可！」
----賽門．博凱特（Simon Birkett,），「倫敦清淨空氣」（Clean Air in London）組織創辦人暨總監
 
「一本舉足輕重並且令人停不下來的好書，告訴我們如何能『盡一己之力』。」
----珍妮．貝茲（Jenny Bates,），「地球之友」（Friends of the Earth）空氣清淨提倡家
 
「蓋瑞．富勒寫了一本關於空氣污染的好書。他結合了世界級專業知識和記者般的敏銳。每個關心空氣污染和相關氣候變遷的人都應該好好讀這本書。」
----詹姆士．多爾頓（James Thornton,），「地球法律事務所」（ClientEarth）慈善組織執行長
 
「蓋瑞．富勒巧妙地闡述了栩栩如生又令人不安的空氣污染史，以及造成的傷害。任何關心自己呼吸的空氣成分和後果的人都應該閱讀本書。」
----安德魯．麥納德（Andrew Maynard），亞利桑那州立大學社會未來創新學院風險創新實驗室主任
 
「及時的貢獻，來自一位對主題瞭若指掌且樂於敘述的人。」
----理查．布萊克（Richard Black），「能源與氣候情報小組」（Energy & Climate Intelligence Unit）總監
 
「這本書給了我極大的收穫，內容旁徵博引而且深入淺出……我真心推薦。」
----傑克．塔蘭特（Jack Tarrant），《化學世界》（Chemistry World）

蓋瑞．富勒博士Dr Gary Fuller
蓋瑞．富勒博士是英國國王學院的空氣污染科學家。他負責了倫敦空氣品質網的發展，讓大眾更容易取得空氣污染的資訊。他經常出現在電視、廣播節目當中，替《衛報》撰寫「污染觀測」系列文章，也名列倫敦《標準晚報》「進步一千」（Progress 1000）最有影響力之人的名單當中。他向國會提出了證據，也是政府顧問團的成員之一。

陳松筠

畢業於台大政治。前半生是道地台北人，目前旅居海外。曾輾轉於各個不同產業及職務，但心中最愛始終是翻譯。

 

游懿萱

臺灣師範大學翻譯研究所博士班，實踐大學等校兼任講師，曾任教於各大補習班。臺灣高等法院特約通譯，自由譯者，曾獲林語堂翻譯獎。著有《英中筆譯》系列二冊、《翻譯進修講堂》，譯有《緬甸歲月》、《生酮治病飲食全書》、《鎂的奇蹟》、《生命之鎂》、《100種看世界的角度，100本書的故事》等二十餘本書。

前言
缺乏糧食的狀況下人類可以存活三周，滴水未進的話是三天，但沒有了空氣卻只能活三分鐘。可是我們卻視新鮮空氣為理所當然：它永遠都在，無所不在。過去幾個世紀以來空氣汙染的內容有了極大的變化。雖然肉眼看不見，但空汙正對我們以及兒童們的健康造成重大的影響。
全球超過九○％的人口暴露在遠高於世界衛生組織（WHO）空汙標準的空氣中。二○一五年世界上有四百五十萬人因為懸浮微粒和臭氧汙染英年早逝1。我們為何不更進一步了解空氣汙染？人類又是如何放任空汙演進成今日的危機呢？
空氣汙染的面貌已經改變。當代空汙早已不像過去工業排放的烏黑濃煙。倫敦曾享有全球汙染最嚴重城市的名聲，被豌豆湯濃霧包圍，但北京已經更上一層樓。大家都對北京鳥巢奧運館和紫禁城壟罩在霧霾之中，和居民人人戴著口罩的畫面屢見不鮮。雖然新聞報導的次數頻繁，但北京並不是世界衛生組織空汙嚴重城市排行榜上的第一名。二○一六年北京位居空汙城市排行榜第五六名，二○一七年更掉到一八七名。汙染最嚴重的前五十名城市絕大多數在東亞：二十四座在印度，八座在中國，三座在伊朗，還有三座在巴基斯坦。前五十名中有六座城市在中東，沙烏地阿拉伯就囊括了四座。排行榜尾端空氣最乾淨的城市則包括了冰島、加拿大、美國、北歐等地的小鎮。有些大城市的空氣汙染也很輕微；像是溫哥華還有斯德哥爾摩，由此可見空氣汙染並不是城市生活的必然。

身為倫敦國王學院（King’s College）的空氣汙染科學家，我的研究重點為都會空氣汙染來源以及空汙對人體健康的影響。同時我也領導倫敦空氣監測網絡，這是全歐洲最大的都會監測網絡。過去二十五年來我持續追蹤倫敦人所呼吸的空氣變化，提供資料給政府，並且和世界各地的健康學者與空汙科學家們合作。我發現到倫敦過去的工業排放及汽油燃車汙染問題已經被柴油汙染和家戶燃木問題所取代。世界上有很多人視倫敦低排放區為空汙控制實踐的模範，但如果真的那麼有效，為什麼倫敦市民仍然深受髒空氣所苦？撰寫本書讓我得以探索全球空氣汙染問題的真實樣貌。除了倫敦，我將帶讀者從巴黎和洛杉磯，到印度和紐西蘭，讓你對現代空氣汙染有更多的了解。倫敦和洛杉磯的煙霧、斯堪地那維亞的森林枯梢病、福斯汽車醜聞，以及近期的東南亞汙染問題都再再催促著人類採取行動。書中也將討論空汙對健康的影響、空汙控制議題上複雜的政治考量變化、大眾健康與政府政策之間的對抗，還有既直白又關鍵的一點：在所有問題發生初期總是視而不見的否認心態。許多不公不義的現象發生在空氣汙染領域。汙染者將廢棄物傾倒在大氣之中，不但破壞人類的共享資源還規避了大部分的成本；每一個呼吸著髒空氣的我們都以健康和稅金為此付出了代價。
「空氣汙染」到底是甚麼意思？你腦海中可能飛快浮現出幾個畫面，像是冒著煙的汽車排氣管或工廠煙囪。空氣汙染的來源有很多，有些耳熟能詳包括交通、工業，以及燃媒。有些則比較鮮為人知像是農業、木材燃燒，還有火山。石油的使用、空氣中形成的汙染物，以及自然界中的汙染屬於共同汙染問題。但同時每個地區的空氣汙染問題本質又大相逕庭，取決於氣候、空氣流動方向，以及當地政府如何管理廢棄物的空中排放方式等因素。
你不需要化學或物理背景也能閱讀本書；它的內容主要是在探討日常生活中可見的汙染源、我們所呼吸的空氣，還有汙染對健康的危害三者之間的關聯。書中將會大量提到懸浮微粒汙染；細懸浮微粒被吸入後可以直達人體肺部。懸浮微粒的來源除了燃燒煤炭和柴油廢氣，也包括其他汙染物在大氣中合成的懸浮微粒。有些汙染物是氣體，像是歐洲柴油廢氣的主角二氧化氮，還有燃燒含硫量高的油與煤炭時產生的二氧化硫。臭氧也會在書中登場。一般人對臭氧的印象多半來自北極和南極的臭氧層破裂問題，但其實地平面的臭氧對肺部會造成嚴重傷害，並且影響農作物生長。

科學家們自中世紀以來便開始研究空氣汙染的影響。漸漸地，我們只把眼光放在種種最新發現上，歷史的教訓經常被遺忘，但後者其實和人類今天所面臨的挑戰息息相關。過去那些在實驗室用自製玻璃器品親手製作樣本並且用計算尺測量結果的科學家們，我仍然不時驚豔於他們所展現出的洞察力。這本書也會談到過去的一些調查和發現，告訴你這些科學家們的故事。
然而來到空氣汙染對人體健康的殘害，相關見解卻不可思議地缺席了好幾個世紀。聽起來或許荒謬，但一直到一九五○年代空氣汙染對健康的傷害才獲得承認，而我們也還在摸索學習。二○一六年皇家內科醫學院（Royal College of Physicians）發表了最新研究，顯示空氣汙染的影響是一輩子，從胎兒在子宮期間開始，接著侵害兒童肺部，最後導致成人時壽命縮短。
目前在對抗空汙的議題上已經有許多號召行動，但正面的成果並不多見。有些計畫的成效不如預期，有些則反而帶來新問題。空氣汙染和氣候變遷以及打造健康居住城市一樣，都是急需處理的全球性挑戰。
這本書從中世紀倫敦談起。我將說明科學家對空氣理解的演變，還有被社會所忽視的種種警訊。一九五○年代，造成高達一萬兩千人死亡的倫敦煙霧和刺眼的洛杉磯空氣終於推動了各項管制空氣汙染的行動，書中也會加以討論。接著我們將焦點轉移到今日要確保空氣品質所面臨的種種挑戰。
和我一起踏上這段旅程，從過去和現在的煙霧出發，邁向空氣更為潔淨清新的未來。
 

第一部　警訊：從中世紀倫敦到碗豆湯
第一章　早期探索者
你可能以為空氣汙染是現代才有的問題，或者至少是上一個世紀才發生的。如果說其實早在十七世紀空氣汙染就出現在文章裡，你是否感到訝異呢？
想像數百年前倫敦的生活環境並不容易。參觀以前的華宅及教堂能夠得知過去的建築風貌，但是想像人們的日常生活還有當時所呼吸的空氣則困難許多。一六六一年時日記作者兼園藝家約翰．艾佛林（John Evelyn）寫了一篇關於倫敦空氣汙染的評論，寄給了國王查爾斯二世（Charles II）以及國會。文章標題為「防煙：或，論倫敦空氣與煙霧帶來的不便與建議對策（Fumifugium: or, The inconveniencie of the aer and smoak of London dissipated together with some remedies humbly proposed）」1。文章介紹信中生動地描繪了當時的空氣汙染情況（也拍了點馬屁）：
「某日，當我走在陛下的宮殿，有時我會來此欣賞您的宏偉風采，我看到可怕的濃煙從諾森伯蘭之屋（Northumberland House）和蘇格蘭場（Scotland Yard）中間的一、兩條隧道中冒出。煙霧如此濃密，充滿了所有的房間、畫廊，和整座宮殿，人們幾乎看不見彼此。真是如此，他們甚至必須掙扎著站起。」

倫敦當時經歷了一場能源革命。倫敦市周遭的森林濫伐問題導致木質燃料出現短缺，於是人們先是燃燒木炭，接著則轉用從英國東北部海運來的煤炭。這不是煤炭第一次被當成能源燃料。西元八二五年就有一張彼得伯勒修道院（Peterborough Abbey）的僧侶進口十二車煤炭的收據。但煤炭一直是名符其實的骯髒能源；一二五七年時亨利三世（Henry III）的妻子艾莉諾（Eleanor）就因為燃煤產生的煙霧而被迫搬離諾丁漢城堡（Nottingham Castle）。過去主要用於打鐵舖和石灰窯的煤炭，從十七世紀開始漸漸成為倫敦的主要燃料。在此之前，當木材還是主要家用燃料時人們鮮少關注煙囪的結構，可是燃煤所產生的煙霧需要更高更精巧的煙囪2。在這座快速發展的城市，空氣質量的變化顯而易見。艾佛林對王國中心區的描述彷彿是但丁所形容的地獄場景：
「當濃煙從污黑的囪口噴出，倫敦市更像是艾特納火山（Mount of Etna）、火神的宮殿、斯通波利火山島（island of Stromboli），或者甚至是地獄的邊緣…因為，儘管英格蘭其他地區的空氣仍舊明朗潔淨，倫敦富含硫磺的雲霧是如此厚重，連陽光都難以穿透…這種災難性的煙霧正玷污著倫敦市的榮光，在所有城市的燈具上強罩了一層煤黑色的殼、破壞了人民的屋舍、侵蝕了餐具、金銀器皿，還有家具。由於伴隨硫磺而來的腐蝕性物質，它甚至能侵蝕鐵條以及最頑強的岩石。」
艾佛林在自己的家鄉德特福（Deptford）打造了倫敦最精緻的花園之一，薩耶斯庭（Sayes Court）。他能親眼看見空氣汙染對自然環境的影響。他發現倫敦的汙染：
「不利於我們的鳥類、蜜蜂，和花卉；花園裡的植物不再發芽、成長，或成熟。因此，除非移植到溫室當中並且細心呵護，否則不管投下多大的心血，無論是銀蓮花或其他受歡迎的植物都無法在倫敦及其周圍生長。這也意味著，即使長出少得可憐的果實，味道也是苦澀、難以下嚥，而且永遠沒有熟成的一天。因為它們就像索多瑪的蘋果（apples of Sodom，譯按：出自《創世紀》。傳說罪惡之城索多瑪的蘋果樹會結出鮮豔美麗的果實，但一摘下來就化為灰無法食用。），一碰就掉落塵土中。」

和現代流行病理學家一樣，艾佛林利用死亡紀錄來驗證倫敦空氣品質對市民健康的影響 。自一六○一年起，詹姆士一世（James I）要求教區執事每週公布出生及死亡名單， 稱為死亡統計表（Bill of Mortality）。為了確認死亡原因，「檢查員」則受雇來檢查屍體，多半由年長女性擔任。市政員工最後彙整各教區所記錄的資料，販售給想要了解並且避開鼠疫流行地區，或者判斷何時該從都市撤出的倫敦市民。零售商人約翰．格朗特（John Graunt）將約五十年左右的死亡統計表數據濃縮成簡單的死因分析圖表。鼠疫盛行之年的主要死因不言自明，但艾佛林是依據每一年因為慢性病而死亡的數字來證明空氣汙染的影響：
「藉由削弱人們對傳染病的抵抗力，它（最終）侵蝕肺部；這是無法醫治的問題，許多人死於長期重度的肺癆，證據就在每周的死亡統計表裡…倫敦死亡人口中幾乎有一半是死於喉嚨或肺部疾病。住在這裡的人從來不曾擺脫過咳嗽或慢性風濕的糾纏，也逃不開口吐臭痰的情況 。」

神奇地是，即使有證據相佐，當時的人普遍認為煙霧對倫敦居民有益。艾佛林說自己冒著風險「被整個學術界拒絕，特別是內科醫學院。因為他們不認為煙霧如我所說的造成病痛，反而相信能預防身體發炎。」
相信空氣汙染能保護人體的觀念來自於發現細菌之前所流行的瘴氣理論。瘴氣指的是生物材料腐爛和發臭時所產生的空氣傳播物質，任何地方都可能產生瘴氣。在鄉下，瘴氣來自沼澤濕地；在城市，瘴氣來自腐敗的食物、馬糞、排泄物，甚至口臭。當時認為只要吸入一口瘴氣就會導致發酵病，一種人體內部的發酵或腐敗，而且可以傳播給他人，這同時解釋了一些疾病的明顯傳染性。霧被認為和瘴氣相關，兩者都來自於沼澤及濕地。十六、十七世紀鼠疫肆虐倫敦時，人們會在大街上燃燒煤炭來驅逐瘴氣和淨化空氣3。

空氣自古以來就和土、火、水一同被視為四大元素之一，但人們並不理解更整體的大氣觀念。在一六四四年，義大利物理學兼數學家伊凡傑利斯塔．托里切利（Evangelista Torricelli）寫了一封重要的信給他的朋友，身兼數學家與羅馬紅衣主教的米開朗基羅．里奇（Michelangelo Ricci），信中宣稱：「我們生活在空氣元素之海的底部。」托里切利當時正在研究如何從深井底部抽水的問題；在當時，一旦井深超過九公尺就無法辦到。托里切利沒有用大型水井做實驗，反而做了一個小模型並且用水銀取代水。實驗時他在一根管子裡注滿水銀，手指壓住開口端然後把管子倒置插入另一個也裝滿水銀的盆子。管子的長度為二腕尺（大概介於一一○到一二○公分）。管中的水銀並沒有完全流散，而是下降一半高度，留下上方的真空。以前也曾做過相同實驗，但是托里切利的看法是上方這一段空隙不會是大氣真空的產物；因為真空狀態既然空無一物，也就不可能發揮任何作用。相反的，「在水盆中液體的表面之上，壓覆了五十哩高的空氣質量。」
托里切利改變了人們對空氣的看法。管子裡的水銀高度就是我們用來測量大氣壓力的單位4。這樣簡單的氣壓計可以在任何地方製造，而且接下來的幾個世紀中大氣壓力都是用水銀的高度來測量。
托里切利寫那封信的四年後，布萊士．帕斯卡（Blaise Pascal）更進一步推展了托里切利的發現，證明每個地方的大氣壓力並不相同；氣壓會隨高度而下降。法國人帕斯卡從小便是神童，尤其在數學方面，不過他也研究液體壓力的物理學。你可能還記得學校有教過帕斯卡定律（Pascal’s Law）：密閉容器中，在液體上任何一點施加壓力，壓力會以相同大小傳遞到液體的各個方向。帕斯卡想到把氣壓計帶到山上，但不是自己執行。他請求住在法國中部克里蒙（Clermont）的姊夫佛羅林．佩西耶（Florin Périer）進行這項實驗。於是一群人在佩西耶的花園會面，裝滿數隻水銀氣壓計，水銀柱的氣壓高度為七一○毫米。其中一根氣壓計留在花園裡並且全天候監測；氣壓高度始終維持不變。另一根氣壓計被帶到多姆山山頂（Puy-de-Dôme），此處如今以環法自行車賽（Tour de France）中富挑戰性的爬坡路段而世界聞名。在高出佩西耶花園五百噚（約九百公尺）的多姆山頂，氣壓計的水銀高度變成六二五毫米；山上的大氣壓力下降了十二％。佩西耶對此讚嘆不已，因此一次又一次的嘗試。為了追求更正確的結果，他甚至爬上克里蒙大教堂的屋頂測量氣壓的變化。
當時人們對大氣中的化學成分並不了解。雖然人類已知用火數千年，但連空氣在燃燒作用中扮演的角色都未曾發現。如果盯著柴火看，火焰似乎是從木材內竄出，跳著令人目眩神迷的舞蹈。空氣的明顯作用只是散開火焰並帶走煙霧。這種觀察見解造成十五世紀時巨大的科學錯誤轉折，燃素理論 。

燃素被認為是物質構成的元素之一，會在物質被燃燒時釋放出來。當燃素完全離開後，燃燒便會中止。因此火焰並非空氣中氧氣產生的化學反應，而是燃素的活躍釋放過程。有些實驗支持燃素理論，像是水銀被燒成灰，燃素釋放完畢後，水銀灰和木炭一同加熱又恢復成了液體，因為木炭明顯富含燃素。弔詭的是，燃燒後的水銀灰並沒有因為燃素被釋放而變輕，反而比燃燒前還要重，但這個事實被忽視了好一段時間。
直到一七七○年代科學家發現了空氣中的氧氣和氮氣，對大氣的化學探索才正式展開。我們上頭的空氣決定了氣壓，但是從化學角度來看，不同地點和不同時間點的空氣會有不同嗎？這是維多利亞時代科學家羅伯特．安格斯．史密斯（Robert Angus Smith）決心研究的問題。
史密斯在一八七二年著作《空氣與雨：化學氣候學的起始（Air and Rain: the beginnings of a chemical climatology）》5的序言中講述了自己與物理氣象學家約翰．道頓（John Dalton）的對話，後者當時正在進行氣體混合實驗。道頓主張「化學實驗無法區分都市裡的空氣和赫爾維林峰（Helvellyn，英格蘭第三高峰）上的空氣。」這段對話是史密斯科學事業的轉折點。他以研究空氣化學成分為使命，在不列顛群島進行系統化的調查。史密斯每到一個地點就把當地的空氣密封入玻璃管中，然後送回實驗室。他測量了本尼維斯山頂（Ben Nevis），還有伯斯（Perth）與格拉斯哥（Glasgow）街道上的空氣；也拜訪了倫敦海德公園（Hyde Park），以及幾乎所有介於兩者之間的地點。為了研究，他甚至遠赴瑞士測量沼澤的空氣。但是誠如道頓所言，所有戶外空氣的氧氣含量變化都不超過○．二％。史密斯注意到醫院病房和牛棚中的空氣比起其他室內空氣有些許差異，但是直到礦坑和房間內的蠟蠋因為空氣不足而熄滅他才看出整體百分比的不同。
然而，史密斯不相信每個地方的空氣都相同；他的理論是細微的差異正是重要之處，包括那些佔不到空氣分子百萬分之一的雜質。他抱持這樣的信念，繼續自己的研究之路。首先，他把目光轉到碳酸上，也就是二氧化碳溶於水時形成的酸。他發現有些地方的空氣盒中二氧化碳的含量差異很大，包括倫敦河岸劇院、醫院病房，還有地下鐵的二等車廂（目前這些路段屬於倫敦地鐵環狀線的一部分）。他還在家裡打造了一個電話亭大小的鉛製密封室，在裡面坐上好幾個小時，呼吸著逐漸變化的空氣。但是，要吸光密室內所有氧氣實在太耗時了。為了更快得出結果，他說服其他人一起加入待在密室裡直到大家幾乎感覺不到自己的脈搏（這些志願者事後會獲得一頓大餐作為獎勵，但有時候他們病得無法吃飯）。最後，史密斯把注意力放在他稱之為城鎮空氣的雜質上頭–也就是現在所說的空氣汙染。運用簡單的數學 他找出了利物浦和曼徹斯特兩地和鄉間相比之下多出的二氧化碳量以及兩地燃煤噸數這兩者之間的關聯。史密斯絕對是世界最早的碳排放研究之一。重要的是，從空氣汙染角度來看，他發現煤煙同時含有大量雜質包括金屬化合物、硫磺、氯化物，還有汙染城鎮的酸性氣體。這些發現終於讓史密斯證明了道頓是錯的，空氣的確因地而異。

一八五九年英國下議院的一項委員會調查案做出如下結論，「相較於自然界的空氣，城市的空氣對肺部並無影響」。調查報告的論點反而認為，生活條件及職業才是城市居民健康比鄉下居民惡劣的原因。無法確認空氣汙染對健康的影響將是本書中反覆出現的場景。不得不承認，史密斯的確調查了這些雜質和人的健康狀況是否相關。為此，他用自己進行了更多實驗。史密斯不再使用他的密閉鉛室，而是拿空氣樣本和他自己的稀釋血液混合。煤煙中的酸性氣體讓血液的顏色更加鮮紅；而剔除了酸性氣體的剩餘空氣，則會讓血液樣本變得黯淡。史密斯認為血液變紅是件好事，而被某些人視為有害的酸性氣體雜質則可能解釋了「更強的系統躁動狀態，這正是城市生活的特殊性」。因此受汙染的都市空氣或許是城市人口的活力關鍵，不是有害物質。
這樣的看法反映了當時的醫學觀點。雖然細菌的發現已經挑戰原本的瘴氣理論，人們仍普遍認為煙霧是好事。就在幾年前，也就是一八四八年，外科醫師約翰．阿金森（John Atkinson）建議結核病患者應該吸入煤煙及其他化學物質。在他看來，礦物雜酚油、焦油、瀝青，和石腦油都可以遏止結核病惡化。
史密斯進一步研究了雨水並創造了酸雨一詞。他觀察到富含硫磺的雨水對建築物石材的破壞，但得出的結論卻是雨水有消毒作用，能殺菌或直接治癒疾病6。他也注意到土壤能去除雨水酸性，使其能再度被飲用。酸雨對森林和河流的傷害則還要過一百年才為人發現。史密斯後來擔任鹼監察局（Alkali Inspectorate）首位局長，該機構是早期的工業汙染監理機構。在他的指導下，監察局以彬彬有禮的方式來執行法規，理由是與其鬧上法院或交付罰款，最好是企業家們願意投資自家工廠的汙染淨化設備。這種看法依舊存在於今日的工業排放管理中7。
史密斯並不是唯一一個研究我們周遭空氣的人。在他的著作出版十年之後，蘇格蘭人約翰．阿特肯（John Aitken）著手研究空氣中的煤煙顆粒。阿肯特出生於福爾科克（Falkirk），自小夢想成為工程師。自格拉斯哥大學畢業後他成為了海事工程師，但後來因為健康因素不得不放棄。於是他轉而投入科學研究。把自己的繪圖室改裝成工作室兼實驗室，窗前放了一張車床，房間裡擺了不少木頭長凳以及好幾座放滿了溫度計和氣象儀器的木頭櫥櫃。由於先前的工程訓練，他的第一項工作是閥門，再來是對顏色的感知，但他最出名的研究則是雲和霧。為了研究雲霧，阿特肯發明了在繪圖室製造雲和霧的方法，而且還意外地找出看見空氣中微小粒子的方法。通常，就算是功率最強的顯微鏡也因為可見光的波長而限制了能見度，看不到這些微小粒子。但是在霧室之中他發現每一顆液滴都是圍繞著一小顆微粒成形，因此突然間肉眼看得見這些數量驚人的微粒：「在氣體燃燒的夜晚，一立方英吋的空間內應該有和英國居民數量一樣多的灰塵顆粒。而一個三立方英吋大小的本生燈燃燒後氣體中，顆粒的數量則等同於全球人口數量。8」
阿特肯的儀器很簡單。他把空氣放入密室中然後滲入水蒸氣；接著抽掉點空氣降低壓力，然後微小的液滴成型，每一滴的中心都是一顆微粒，在顯微晶的載玻片上變得可見也可計數 。阿特肯的最大貢獻在於幫助我們理解了雲和霧的形成 。不過，和史密斯一樣，阿特肯也到戶外調查空氣。他顯然無法帶著密室大小的儀器到處跑，於是他發明了口袋版本，大約是雪茄盒大小。阿特肯計算了蘇格蘭各地，還有本尼維斯山觀景台的空氣微粒數量。一八八九年到一八九一年之間的每個春天，他都帶著口袋儀器展開歐洲之旅，去過阿爾卑斯、義大利、巴黎，還有倫敦。在倫敦 和巴黎他發現每立方公分的空氣含有介於四萬到二十一萬個微粒，這和西元兩千年左右所計算到的倫敦微粒數量差不多。有趣的是，他同時發現空氣污然不只盤踞在都會和城鎮；從大西洋吹來的風是乾淨的，但從城市吹出去的風則含有非常多的微粒9。

除了研究煙霧顆粒和硫磺，維多利亞時代的科學家也非常關注空氣中的臭氧。臭氧最早是在一八四八年由巴賽爾大學（University of Basel）的化學教授克里斯汀．佛里德里奇．尚班（Christian Friedrich Schönbein）分離而出。尚班在自己的實驗室中以電流穿過水中製造臭氧。他很快察覺到臭氧，因為聞起來有一股和大雷雨過後相似的味道；今天我們也可以在影印機室聞到類似氣味10。臭氧是氧氣的形式之一；和平常由兩個原子組成的氧氣不同，臭氧帶有三個原子。這種組合型態並不穩定，因此臭氧分子是很強的氧化劑，容易和許多物質發生反應以排除多餘的氧原子，包括在人體的肺裡面。
過去臭氧並未被視為有害物質。在維多利亞時期，到英國海邊呼吸空氣、吸收臭氧被認為是增進健康的行為。即使在今天，人們到了多賽特郡（Dorset）的萊姆雷傑斯城（Lyme Regis），還是可以沿著臭氧排屋（Ozone Terrace）散步，邊吃冰淇淋邊欣賞海景。很可惜，臭氧和海邊的連結可能只是人們對海岸城市氣味的誤解，利用臭氧來做為招攬觀光客的行銷手法。尚班非常強調以氣味來偵測臭氧。海邊的氣味的確和臭氧相近，但我們聞到的其實是海藻上細菌跟微生物所產生的氣體，而不是臭氧本身 。事實上，地面上的臭氧對人體傷害很大，和歡樂海灘時光八竿子打不著。就算早在一八五○年代中期科學家已經發現吸入大量臭氧會造成胸痛，而且呼吸了臭氧的兔子和老鼠馬上死亡11，臭氧對人體有益的觀念仍然廣為流行，這得再次歸功於瘴氣理論。

從一項實驗中我們可以清楚看到瘴氣理論是如何統一當時互相衝突的臭氧正反看法。一八六六年，物理家兼公共健康專家班哲明．沃德．李察森（Benjamin Ward Richardson）正在研究瘴氣。他的瘴氣來源是一瓶八年之久的腐敗牛血，根據他的說法，能產生令人作嘔的氣味；這股味道的本質，我還是留給讀者們自行想像。當這股味道和高度活躍的臭氧混合後，腥臭消失了。當代也有一些廚房抽油煙機利用高活性臭氧來消除氣味，但李察森認為該現象是瘴氣遭到破壞，進而深信臭氧能改善都市的空氣品質。他甚至曾建議成立臭氧公司，專門輸送臭氧到肉店和蔬果店來保持產品的新鮮，並且提供家家戶戶彷若海邊的空氣12。
另一個證明臭氧被認為有強大功效的證據來自倫敦聖蓋爾斯區（St Giles）爆發大宗回歸熱案例的時候。當時的人認為這是瘴氣引起的一種發酵病，因為在潮濕擁擠的宿舍中傳播尤其快速。該區的醫務官喬治．摩斯醫生（Dr George Moss）推斷，回歸熱的案例增加是因為城市裡的臭氧量因為煤煙和煙霧而下降。我們現在已經知道這種病是經由蝨子和跳蚤叮咬傳播，無關空氣品質。但回歸熱的環境證據剛好符合當時的主流說法，認為空氣汙染的風險來自於腐臭氣味。

臭氧是最早開始做定期監測的空氣汙染物之一。一八七六年起，蒙蘇里觀測站（Observatoire de Montsouris）和巴黎近郊每日測量臭氧含量長達三十四年之久。每一天，採樣器被放置在房間陽台讓其中的液態試劑吸入空氣。這些檢測結果後來在巴黎市統計局躺了將近一百年才被德國科學家安德烈．沃茲（Andreas Voltz）和狄耶特．克雷（Dieter Kley）重新發現。解讀這些數據並不容易。沃茲和克雷必須依照圖樣自己做出當時的採樣器，然後煞費苦心地重現過去的實驗方法。最後得出令兩人震驚的結論。和十九世紀的巴黎測量值相比，二十一世紀的測量值有了巨大改變。今日空氣的臭氧平均濃度大概是一百多年前的兩倍13。
煙霧已經成為十九世紀倫敦的特色。它們出現在福爾摩斯的故事裡，也出現在狄更斯和其他當代作者的筆下。煙霧和正常的霧不同，特別是顏色。出現過的形容就有黃色、棕色，和橘色，甚至還有了「碗豆湯霧（pea-souper）」一詞。藝術家莫內於一八九九到一九○三年間來倫敦畫下這座被煙霧壟罩的城市。如今，許多版本的國會大廈日落畫作在世界各地的藝術館展出，而他所畫的滑鐵盧和查令十字橋則展現了充滿黑色煤煙的灰黃色天空。

前言
第一部　警訊：從中世紀倫敦到碗豆湯
第一章　早期探索者
第二章　被忽略的警訊
 
第二部　開戰：在二十世紀的危害
第三章　大煙霧
第四章　失控的含鉛汽油
第五章　臭氧，能腐蝕橡膠的汙染物
第六章　酸雨及空氣中的微粒物質
第七章　六座城市的故事
 
第三部　今日戰場：現代世界的時髦問題
第八章　來一趟全球汙染之旅
第九章　微粒的計算與當代空汙之謎
第十章　福斯汽車和柴油的棘手難題
第十一章　燒柴是最天然的取暖方式嗎？
第十二章　錯誤的運輸方式
第十三章　淨化空氣
 
第四部　反擊：我們空氣的未來
第十四章　結論：接下來會如何？
後記　我們仍抱持希望的理由？
 
鳴謝
註釋