編者注（2018年9月11日）：大眾科學重新發布以下文章，該文章最初發表於2011年9月6日，以紀念9月11日美國遭受恐怖襲擊17週年。
故事從資訊圖表下方開始。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
這種氣味令人難以忘懷。 任何燃燒塑膠和其他陰燃物的煙霧混合物都能立即喚起當地居民對 2001 年 9 月 11 日世界貿易中心雙塔倒塌後景象的記憶。91,000 升航空燃料和 10,000,000 噸建築物材料和內部物品在超過 1,000 攝氏度的溫度下燃燒所產生的刺鼻毒氣，從曼哈頓下城蔓延到東河對岸的布魯克林，甚至更遠至大海。那麼，那煙霧和灰塵中究竟有什麼？ 首先，燃燒塑膠會釋放二噁英，而北塔包含數百噸石棉作為阻燃劑。
“那是一場可怕的事件，”新澤西州環境與職業健康科學研究所的環境科學家保羅·利奧伊說，他在襲擊發生後的幾天內接到了聯邦政府以及紐約和新澤西港務局的聯絡，要求收集雙子塔粉碎後的殘骸樣本。“燃燒產生的氣體有什麼貢獻？”
這個問題的真正答案將永遠不得而知，因為很少有直接測量是在雙塔解體成塵暴後形成的煙羽中進行的，儘管在隨後的幾周和幾個月中收集了空氣樣本。 儘管如此，時任美國環境保護署署長兼新澤西州前州長克里斯蒂·惠特曼於 2001 年 9 月 13 日表示，“環保署非常欣慰地得知，紐約市空氣中似乎沒有明顯水平的石棉粉塵。” 她補充說：“我們將繼續密切監測。” 五天後，她宣佈：“我很高興向紐約和華盛頓特區的人民保證，他們的空氣可以安全呼吸 [原文如此]。”
石棉可能只是灰色煙霧和蓬鬆的粉紅色灰色灰塵造成的健康問題中最不重要的一部分，這些灰塵是在雙塔倒塌時產生的，粉碎了水泥、玻璃和建築物中的所有其他東西。 因此，環保署督察長在 2003 年得出結論，該機構“沒有足夠的資料和分析來做出關於空氣安全的全面宣告”，並批評白宮環境質量委員會和國家安全委員會干預該過程。 根據環保署的資料，在襲擊發生後的第一週，環保署收集和分析的灰塵樣本中，有 25% 的樣本顯示石棉含量高於 1% 的閾值，這表明存在“重大風險”。 督察長在2003 年的報告 [pdf] 中總結道：“國家安全擔憂和重新開放華爾街的願望等相互衝突的考慮因素，也在環保署的空氣質量宣告中發揮了作用。”
此外，雙塔內部還有重金屬，例如有助於使電纜柔韌的鉛和毒害人腦的鉛，以及用於電氣變壓器的多氯聯苯 (PCB)，它們本身就有毒，在高溫燃燒時毒性更大，還有會滯留在肺部的玻璃纖維。 根據環保署科學家於 2007 年釋出的分析 [pdf]，在陰燃廢墟附近空氣中測量的二噁英水平“是世界上任何地方有史以來記錄的最高環境二噁英測量值”，至少比垃圾焚燒廠下風處發現的水平高 100 倍。
十年後，沒有人知道所有航空燃料和建築材料燃燒釋放的氣體雲中有什麼，但科學已經揭示了灰塵中的成分——水泥、鋼鐵、石膏板中的石膏、建築材料、紙張中的纖維素、地毯中的合成分子、玻璃纖維和雙塔數十年使用中產生的人發等物品。 利奧伊在他的著作《灰塵：9·11 事件後灰塵作用的內幕故事》（羅曼與利特爾菲爾德出版社，2010 年）中寫道，利奧伊進行了首次此類分析，“[世界貿易中心] 灰塵包含了我們珍視的一切。”
瞭解灰塵中的成分有助於瞭解可能導致被稱為“世界貿易中心咳嗽”的疾病的原因，《新英格蘭醫學雜誌》將其命名，紐約西奈山醫療中心的醫生估計，近一半在現場工作的人患有這種疾病。
這種普遍存在的咳嗽的主要原因是灰塵呈強鹼性，這是從石膏板和水泥中釋放出的大量鹼性物質，落在曼哈頓下城。 救援人員和雙子塔倒塌的倖存者都沐浴在灰塵中，灰塵中含有毫米級到奈米級寬度的顆粒，這種尺寸如果吸入，很容易深入肺部。 石膏和方解石都存在於石膏板和水泥中，會刺激粘膜，如眼睛、鼻子和喉嚨中的粘膜。
9 月 14 日的清潔降雨確實將灰塵的鹼性從大約 11 的 pH 值降低到 9，但對塵雲中的物質沒有任何改變。 利奧伊指出，“殘留效應將歸因於長玻璃纖維和水泥顆粒”，他仍然使用 10 年前的灰塵樣本來教學生如何測量有毒物質。 “那裡有很多刺激性物質；其他一切都將堆積在基本 pH 值之上。”
同樣重要的是，根據國家環境健康科學研究所的資料，現場的急救人員和其他人員經常沒有使用或錯誤地使用了足夠的防護措施——特別是呼吸器，儘管到 9 月 22 日，環保署已向現場工作人員提供了超過 22,000 個空氣淨化呼吸器。 利奧伊回憶說，“人們沒有使用它們，可能有很多原因”，包括戴著笨重的面罩後無法交流。 此外，現場工作人員收到了相互矛盾的資訊——一方面，宣佈空氣汙染水平是安全的，另一方面，環保署敦促工作人員佩戴呼吸器。
最終，環保署確定，儘管該機構發現了有關石棉和二噁英水平的調查結果，但至少對於居住和工作在該區域附近的平民而言，如果不是救援人員，歸零地周圍的空氣是無害的。 環保署科學家在他們2007 年釋出的分析 [pdf] 中寫道，“除了可能發生在 9 月 11 日及之後幾天的吸入暴露外，環境空氣濃度資料表明，普通人群不太可能因吸入暴露而遭受短期或長期不利健康影響。”
得出該結論的原因尚不清楚，環保署拒絕就其在 9·11 事件後的行動或其對空氣質量和灰塵成分的科學調查結果發表多項評論請求。
歸零地一直陰燃到 12 月 19 日，釋放出研究人員在空氣樣本中收集到的煙霧。 加州大學戴維斯分校的大氣科學家托馬斯·卡希爾在分析了許多空氣樣本後，於 2003 年向美國化學學會解釋說，“碎片堆就像一個化工廠”。 “它將建築物及其內部物品（包括大量計算機）的元件混合在一起，並釋放出有毒金屬、酸和有機物的氣體。”
問題是：所有這些有毒物質——無論是灰塵顆粒還是空氣汙染——是否損害了人類健康？ 當然，將癌症等疾病歸因於在那一天靠近世界貿易中心或之後幾個月在廢墟上工作是非常困難的，原因很簡單，大約四分之一的美國人（和紐約人）在其一生中都會患上某種形式的癌症。 從這個數字中挑出任何額外的癌症在科學上都是困難的，甚至是不可能的。 事實上，國家職業安全與健康研究所 (NIOSH) 已確定，“目前沒有足夠的證據來提出一項規則，將癌症新增到”詹姆斯·扎德羅加 9/11 健康與補償法案（於 2010 年透過）規定的符合醫療保健條件的疾病清單中，儘管 NIOSH 也補充說，這種缺乏證據“並不表示缺乏因果關聯的證據。”
環保署方面認為，例如，在 9·11 事件發生後立即發生的空氣中 PCB 導致癌症的風險“微不足道”。 該機構還得出結論，煙羽中 29 種“類二噁英”化合物的暴露水平以及由此產生的癌症風險比普通美國人在一生中透過食物接觸到的水平低 50 倍，根據2007 年的分析 [pdf]。 其他研究發現，消防員和其他救援人員的血液和尿液中化學有毒物質水平升高； 例如，在 2001 年 9 月底接受測試的 321 名消防員的體內，噴氣燃料燃燒產生的多環芳烴（人類致癌物）水平升高。 此外，在災難發生後一年的醫療監測顯示，這些消防員的長期肺活量下降，哮喘和其他呼吸系統疾病的發病率增加。 9 月 1 日發表在英國醫學雜誌《柳葉刀》上的一項研究發現，接受調查的近 9,000 名消防員的癌症發病率比典型的美國男性高 10%。
雖然暴露的消防員人數是已知的，但暴露於 9·11 事件有毒後果的個人總數仍然未知，儘管超過 70,000 人已註冊世界貿易中心健康登記處，該登記處旨在追蹤暴露人群的健康結果。 利奧伊在談到救援人員時說，“關鍵在於你何時到達，你是否佩戴了呼吸器，你在那裡待了多久，以及那裡的濃度有多高，這可能導致影響”。 “我認為佩戴呼吸器的人發生健康影響的可能性較低……早到現場且未佩戴呼吸器的人更有可能產生更嚴重的影響。”
在未來此類災難中，佩戴呼吸器可能是人們可以採取的最重要的安全預防措施之一。 利奧伊說，“對於未來，我們需要確保進入危險區域的人員擁有某種程度的呼吸防護，同時也要讓他們能夠足夠自由地移動以營救人員”。 根據世界貿易中心醫療監測計劃進行的一項研究，並於 2010 年 4 月 8 日發表在《新英格蘭醫學雜誌》上，今天，超過 12,000 名 9/11 救援人員仍然呼吸困難。
但這不僅僅是救援人員。 紐約州會計師傑裡·博格於 2001 年 9 月 11 日在距世界貿易中心幾個街區的一棟大樓裡工作，於 2010 年 12 月死於肺部炎症性疾病。 屍檢後，他於今年 6 月被裁定為 9/11 襲擊事件的第 2,753 名官方受害者——也是第三名被明確認定與接觸有毒塵雲有關的受害者。 未來可能還會有更多。
編者注：為了準確起見，資訊圖表的某些標題和說明文字已更改。