催泪与窒息战争（上）：1914年10月-1915年6月的德军毒气炮弹
1914年马恩河战役失败后，德军不仅丧失了一举兵临巴黎城下的机会，也渐渐的走入了堑壕战的泥泞困境。德国陆军统帅部（OHL）对此大感失望，于是原陆军统帅部总参谋长小毛奇被法金汉将军替代。法金汉将军主张德军将战争重心放在西线战场，同时致力于让德军在西线重新获得机动战局面。
但此时交战双方经过2个月大规模、互有胜负的激烈交战，已然在长达数百千米的宽大正面上对峙起来，由运动战转为阵地战。在东线，德军与俄军进行了东普鲁士战役、加里西亚会战、华沙—伊万哥罗德战役和罗兹战役。东线战局同样使德军速胜的指望落了空，越来越清楚地呈现出转入阵地战的迹象。
在西线形成阵地战的主要原因是双方将大致相等兵力均匀分布在过于宽大的正面上，平均兵力密度很小，可能每千米战线上只有一个炮兵中队的规模。在这种情况下，谁都不可能在某一地带建立强大的突击集团，组织决定性的会战。虽然双方都曾采取积极行动，试图突破对方各自的防御，但结果都是徒劳的。两军在对峙中有足够的时间加强各自的防御，在前沿前设置铁丝网、障碍物，构筑地下交通壕和混凝土工事，构筑多道阵地以形成完整的堑壕式的筑垒地域防御体系，以致当时的火炮和其他杀伤武器都难以摧毁这样坚固的防御体系，使防御变得比进攻更为有利。于是交战双方都在寻找突破防御的新武器和新战法。
为此，埃里希.冯.法金汉将军指派马克斯.鲍尔少校全权负责陆军统帅部关于火炮领域的事务，并开发能够将敌军士兵从常规工事中驱逐出去的新式弹药。1914年9月，鲍尔少校组织了一个委员会，由德国战争部的军事技术顾问们与哈伯办公室的专家们组成，委员会由柏林化学家瓦尔特.能斯特领导。能斯特与鲍尔少校算得上志同道合，这位化学家在1914年9月底拜访陆军统帅部的时候邀请了几位军官用餐，并在聚餐中注意到了鲍尔少校对化学物质在战争中的价值的远见。很快，3名在德国乃至欧洲都颇有名气的化学家也加入了这个委员会，其中在中国军迷圈最有名气的便是工业化合成氨法之父，被誉为“从空气中获取面包的人”的弗里茨.哈伯。而哈伯加入军方委员会也不奇怪，因为他是一位坚定的甚至可以说是狂热的德意志民族主义者和爱国主义者。
1914年10月上旬，法金汉将军组织了一次在瓦恩（Wahn）火炮试验场召开的会议，将陆军统帅部成员、物化科学家和其他相关行业人员聚集在一起，目的很简单，就是找到一种能够快速有效的把敌军步兵从堑壕里揪出来的新武器。此时德国化学界的不少人士都带着狂热的爱国主义和民族主义思想，于是德国最大的化学工业联合企业，即【法登公司】（Farben）的董事长卡尔·杜伊斯贝（Carl Duisberg）依据化工厂事故中化学气体对人的危害性，竭力游说使用有毒的化学制剂进行战争。
事实上，如果是在战争刚刚爆发时，化学家的建议极有可能被德军漠视。但1914年马恩河战役失败后，德国总参谋部迷信的速战论直接破产，而英国在这时也借机封锁了德国的海上商业线，导致德国赖以进口的各种战略原料严重短缺，尤其是用来制造炸药的硝酸盐只能维持6个月的库存，如果不能解决，德国在1915年春季就会输掉战争。于是法金汉将军设立了隶属于德国战争部麾下的战略原材料办公室，由德国著名化工实业家瓦尔特.拉特瑙领导，而拉特瑙又组织了隶属于战略原材料办公室的化学办公室，由时任威廉皇帝物理与电化学研究所长的弗里茨.哈伯负责（这就是所谓的哈伯办公室），而曾经与哈伯合作搞定了工业化合成氨的知名化学家卡尔.博世也被挖到了这个办公室。办公室的主要任务就是搞出来工业化制造硝酸的办法。在这种背景下，德国陆军高层比以往任何时候都要重视化学家们的意见，包括杜伊斯贝提出的化学战。
这场会议无疑是比较顺利的，陆军统帅部最终敲定了研发化学武器的议案。一时间，陆军部的办公室里经常能看到化学家们与军官们擦肩而过，这些化学界的人才在全力搜集各种库存的化学制剂的资料，而此时德国持有的化学原料非常繁多，于是研究提案转向利用染料化学工业的副产品制造化学武器。这些化工副产品可以轻松的大量生产，并不需要特殊的矿物质原料，而且德国化学工业对英法化学工业形成的技术碾压可以让这些武器在至少几个月内保持对协约国的优势局面。
1914年10月，Auergesellschafe公司开始了氯气合成研究，并进行了利用炮弹装载毒气制剂的实验，很快就获得了成功。鲍尔少校承诺会获得化学品制造商的支持来为化学弹药的大规模工业生产获得条件，而最后的结果则是超出了他的预想，因为卡尔.杜伊斯贝对研究、制造和投用化学武器的前景非常热心，他领导的拜耳化学公司提议将自家的化学染料工厂和实验室用于毒气开发。鲍尔少校对此自然是求之不得。
在法金汉将军的个人安排下，化学武器研发工作由两个部门各自负责。第一个是德国陆军部战略原材料办公室下辖的哈伯办公室，他们召集了几位来自陆军部的高级科学顾问，而威廉皇帝物理化学与电化学研究所（哈伯是这个研究所的所长）的许多成员也很快加入了进来。第二个是由私营化学企业和一些非官方的化学研究室组成的机构，制造有毒物质的工业过程的实施落下了他们头上，但他们很快就在研究和提案阶段发挥了重要作用。由于组织成员均来自非军方单位，再加上彼此的经济效益关系密切，所以私营化学公司组成的机构能够绕开官方机构微妙的内部关系和复杂的建立手续，在化学制剂研究和弹药工业制造两头抓。而这些优势很快就换来了成果。
还是在1914年10月，卡尔.杜伊斯贝提出将联二茴香胺盐酸盐装入炮弹之中，这是一种能够轻易在拜耳公司位于勒沃库森的工厂合成的低毒化学物质，分子式为C14H18Cl2N2O2，虽然不会轻易致死，但人类与之接触后会产生鼻腔和眼球刺激症状，并且会不由自主的打喷嚏，非常难受。考虑到德军对化学炮弹的要求是快速清空一片战壕，杜伊斯贝这个提议看起来可以接受。很快，联二茴香胺盐酸盐就被德军命名为Niesgeschoss，也称Ni药剂，意为“喷嚏粉发射药”。550克该型药剂会以细小的粉末状态容纳到10.5厘米口径榴霰弹的炸药和球形霰弹旁边，爆炸后这些粉末就会四散在空气中被人体吸入。此时的军方已经是非常性急了，只让该型炮弹在瓦恩火炮试验场响了几次就放弃了一系列测试，直接让它上战场。
1914年10月27日，德军在进攻Neuve Chapelle 时首次使用了化学炮弹，当天德军榴弹炮向这座村庄驻守的法军发射了3000枚Ni型化学炮弹（法语：Les obus de 105mm Ni，德语：Nernst Ni-Shrapnel），法军阵地顷刻间就被暗灰色尘云所覆盖，只有村庄教堂的钟楼“幸免于难”。德军没有遇到什么抵抗就占领了这里。
但遗憾的是，这次成功其实功劳最大的还是Ni化学炮弹的火药和霰弹造成的打击，联二茴香胺盐酸盐的容量太小且实际效果也没想象的那么好，据说不少法军士兵都没察觉到自己被化学制剂袭击了。在此情况下，拜耳公司也放弃了对该型炮弹的进一步开发，其在1914年11月底制造了2万枚后宣告停产。
然而，德国人决心在化学战中取得优势地位，希望在这种新武器身上找到打破堑壕战僵局的手段。1914年底，旨在推出化学炮弹的研究被推上了顶峰。为了尽快开展工作，德国战争部战略原料办公室的弗里茨.哈伯组织了由8名化学家组成的团队，这其中还包括未来三名诺贝尔奖得主：詹姆斯.弗兰克、古斯塔夫.赫兹、奥托.哈恩。陆军统帅部（OHL）没有化学专业的军官，但总参谋部作战部门的部长格哈塔.塔彭上校有一位在陆军部重炮部门工作的兄弟：汉斯.塔彭（Hans Tappen），这位博士曾写过一篇关于刺激性化学物质【二溴二甲苯】的备忘录，于是很快被借调到斯潘道兵工厂从事炮弹装填工作的团队。
二溴二甲苯，化学式【CH3 C6 H4 CH2 Br】，是一种通过溴化对焦油蒸馏后的轻质油而来的合成化学物，毒性很低，但其挥发后产生的蒸气对眼球有很强的刺激效果，味道类似于苦杏仁和甲醛混合在一起。二溴二甲苯有两个优势，一是挥发性低，可以在一片区域持续相当长的时间；二是产生的毒气密度高，可以聚集在战壕或散兵坑底部。
腐蚀性强的二溴二甲苯与钢铁接触时会导致后者被分解，因此它被装填在炮弹内部的铅缸内。为了将其装入炮弹，德军对Gr.12型15厘米口径榴弹进行了修改，去除了苦味酸炸药，换用了爆炸力更弱的托利特炸药，1.5千克该型炸药被容纳在铅缸上面，而铅缸内部装有2.3升的二溴二甲苯，可以生成浓度足够的刺激性毒气。炮弹全重41.7千克，高580毫米，直径150毫米，射程可达5-8公里之远。此外，该炮弹还使用了Grz.04双重保险触发式引信，接触目标后只有1秒的延迟。
1914年12月，二溴二甲苯开始在位于柏林的Kahlbaum工厂进行生产，而斯潘道兵工厂也在这月制造了第一批装填这种物质的15厘米榴弹并在柏林附近进行了成功的试射。1915年1月，法登公司位于赫斯特-美因河畔的染料工厂也开始参与二溴二甲苯的生产工作。由于汉斯.塔彭博士对该型制剂发展的卓越贡献，德军特意以他的姓氏首字母“T”将二溴二甲苯命名为T药剂（T Stoff），而使用T药剂的15厘米榴弹也被德军称作T型炮弹（法语：Les obus T de 150mm）或T型榴弹（德语：T-granate）。
1915年1月9日，T型炮弹在瓦恩火炮试验场进行了公开试射，结果一举获得成功，赢得了法金汉将军的肯定。T型炮弹的正式量产也就此开始，T药剂在两家工厂生产出来后直接现场装填到15厘米榴弹里面。1915年1月31日，T型炮弹在东线的博利诺夫地区（波兰境内）首次实战测试，德军第9集团军计划使用分散式攻击拿下这里以控制罗兹-华沙铁路和高速公路的枢纽，战斗开始时，德国榴弹炮兵向这里的俄军阵地发射了18000枚T型炮弹，相当于72吨的二溴二甲苯。
德国陆军高层对这次首秀抱有很大的期待，就连东线战区军需总监马克斯.霍夫曼将军都登上了博利诺夫的钟楼，观看柏林化学家们向他承诺的“对俄国人彻底绞杀”。然而让霍夫曼将军大失所望的是，备受期待的“俄国人溃不成军”的场景并没有出现，原因是二溴二甲苯在低温环境下难以挥发，不能产生什么毒气出来。
哈伯办公室也在孜孜不倦的研究将光气制剂和氧化胂装入炮弹之中。结果在一次炮弹装填实验中，实验楼发生了爆炸，热力学家Otto Sackur当场死亡，他的助手Gerhand Jsut也身负重伤。要命的是，这场事故与T型炮弹实战失败几乎在同一时间。
虽然在1915年1月连续遭遇两次挫折，但法金汉将军还是对化学炮弹的前景表示乐观。1915年3月，阿尔布雷希特公爵指挥的第4集团军所属炮兵在纽波特地区首次对法军使用T型炮弹，不过这场化学轰炸没有留下什么记载，投放的T型炮弹数量也不得而知。1915年4月，拜耳公司对T型炮弹进行了改良，推出了所谓的“绿色T型炮弹”（T-granate grim），该型炮弹主要是改变了铅缸中的药剂成分，其中50%换成了溴丙酮。改良的绿色T型炮弹被证明在0℃以下依然能“使敌方短期丧失能力”，而且溴丙酮的加入让该型炮弹具备更强的刺激效果，若浓度够高可以导致窒息。
同样在1915年4月，德国第15集团军计划使用化学武器突破位于比利时地区的英法联军防线，并彻底占领伊普尔市，控制这里的所有交通枢纽。而4月22日对于德军来说是个美好的日子，因为这天万里晴空，非常适合化学武器的使用，当天下午17：00，哈伯指挥的第35工兵团在几分钟之内就向法军防区释放了149吨氯气，而德军榴弹炮兵也向位于斯滕斯特拉特村（steenstraat）和兰赫马尔克村（Langemark）之间纵深6公里的突出部发射了大量T型炮弹，封锁了这里的敌军炮兵阵地和预备队集结地。伊普尔前线的抵抗不到一个小时就土崩瓦解，德军向前突破了四公里之多，俘虏了1800人，缴获机枪70挺、火炮55门。法军这一天就有至少2500人死于中毒。
位于伊普尔铁路线附近次要防区的Bis Zouave步兵团也遭到了德军的化学轰炸，短短几个小时就付出了138人死亡、682人受伤、500人失踪的惨痛代价。距离德军阵地2公里处的博辛赫（Boesinghe）同样是当天被T型炮弹覆盖的区域之一，在战地医院捡回一条命的炮兵上尉查德贝克.德.拉瓦拉德（Chadebec de Lavalade）心有余悸的回忆道：“一种相当强烈的气味，在我看来是氯气的味道，在我们周围蔓延开来。然后 ，我的阵地就被一种特殊性质的炮弹猛烈轰炸，散发出一种极其强烈的气味，让人联想到了甲醛。我发现自己非常不妙，一个男人倒在我身边，呕吐的很厉害......。凌晨一点，我实在受不了一直咳嗽，被送上了分区救护车，快窒息了。”
1915年5月，德军炮兵在卢斯地区（Loose）再次使用了T型炮弹轰炸那里的法军阵地，而这次行动德军完善了自己的化学炮击战术。德军会使用榴弹炮在短时间内向一处地点发射大量的T型炮弹，生成高浓度高面积的毒气云，而二溴二甲苯的低挥发特性会让毒气持续滞留数小时，若是在炎热的树林里更是能滞留24小时。这种战术的目的在于封锁法军第一线阵地和后方预备队阵地之间的区域，迫使法军无法有效的撤离或增援，而且封锁这片区域的毒气云也会导致法军炮兵无法正常观测甚至直接因为毒气暂时丧失功能。同时，毒气云还会阻隔法军前沿部队与后方指挥部的联系，让他们的通讯陷入瘫痪状态，最终各自割裂。
事实上，同样在这月，法国就研发了一种新型防毒面具，它被命名为“敷料纱布（Compresse）2号”，简称“C2”，这种面具浸泡有蓖麻油、酒精、苏打碱液和甘油，整体外形类似黑面纱防毒面具，但将布条更换为宽大的布带，末端逐渐变窄（可以系在头上），并且加入线框以保持填充物的均匀分布。一些C2式防毒面具的填充物中被加入了甲基橙，作用是预警，一旦吸收剂消耗殆尽就会变红。在经历了生产和运输上的一系列拖延后，到1915年8月中旬，法国已有超过100万具C2式防毒面具被配发给部队。遗憾的是，该面具虽然能帮助法军士兵抵御针对呼吸系统的氯气攻击，但对眼睛不能提供任何保护，而二溴二甲苯即使是轻微剂量也会让受害者的眼球感到剧烈的刺激性疼痛。也就是说，此时的法军没有防毒面具可以抵御T型炮弹的袭击。
就在卢斯地区遭到化学轰炸不久后，德国人就使用了1915年使用的所有化学制剂中最危险的一种。1915年1月，拜耳公司在沃勒库森的工厂制成了致死的K Stoff（K药剂），也就是所谓的氯甲酸氯甲酯。这种有机化合物的化学分子式为C2 H2 Cl2 O2，对眼球和皮肤有灼伤效果，若吸入足够浓度会引发强烈的窒息。介于该型制剂还是个没有上过战场的新玩意，德军不敢冒险将它直接装入15厘米榴弹中，于是决定将结构简单的堑壕迫击炮弹改装成K药剂射弹。恰在此时，德军步兵师和步兵军都各自拥有一个由工兵组成的堑壕迫击炮连，且都装备有6门17厘米口径的中型堑壕迫击炮（，该炮使用的50千克高爆炮弹是标准的薄壳设计，里面的硕大空间可以容纳40千克的炸药，非常适合改装为化学炮弹。而且17厘米中型堑壕迫击炮采用了线膛设计，具备较好的打击精度。
这种炮弹被法国人称作“ projectile de minenwerfer de 170mm à deux récipients”，意为“带有两个容器的170毫米榴弹投射器弹丸”（minenwerfer是德军对堑壕迫击炮的命名，字面翻译为榴弹投射器）。为了方便，我下面会直接称它为K药剂迫击炮弹。该型炮弹全重42千克，在不包含弹头引信的情况下高628毫米，弹体由6毫米厚的钢板制成；它有一个螺丝底座，直径为168 毫米，依靠8毫米螺纹固定。弹体内部的化学制剂容器分为上下两个重叠且气密的圆柱形罐体，用热浇注的石蜡固定到位。上层罐体由铅打造而成，以防止药剂腐蚀钢制的弹壳，该罐体容量为2.4升，内含氯甲酸氯甲酯（K药剂）。下层罐体由锡打造而成，容量3升 ，含有氯乙酸甲酯，德军采用这种同样具备刺激和窒息效果的物质是为了增强K药剂的侵略性。由于过量的起爆装药会削弱化学制剂的效果，所以K药剂迫击炮弹只在上层罐体顶部容纳了500克的托利特炸药，只能让弹体刚好破裂。
当德军的堑壕炮兵将17厘米中型堑壕迫击炮调整成45度仰角开火时，可以把K药剂迫击炮弹投射到1000米外的区域。不过在此之前，炮兵要先调整该炮弹的引信。K药剂迫击炮弹使用的是ZmWM型引信（全称Zünder mitrer Wurf Mine ），这种引信有碰撞和延迟双重效果，如果要选择炮弹落地即炸，只需要拔掉碰撞引信的安全针即可，如果是选择炮弹延迟起爆，则需要转动延迟引信那带有刻度表的铜环进行调整。当然，以上两种模式的采用取决于德军堑壕炮兵是要迅速清除一片区域内的敌人还是要制造隔离带封锁这里。
1915年6月18日，德军炮手在纽维尔-圣瓦斯特地区（Neuville-Saint-Vaast）首次使用K药剂迫击炮弹轰炸这里的法军堑壕，有说法称本次袭击让法军近乎丧失了一个步兵连。法国主管化学制剂调查和防毒面具研发的安德烈·克林（Andre Kling）博士在当天成功收集到了一份K药剂样本，并在自己领导的巴黎市政实验室进行了分析，将其命名为“拜拉特”（Palite）
经过仔细的鉴定后，克林博士发现氯甲酸氯甲酯（K药剂）是一种极其危险的光气衍生制剂。该物质的毒性是氯气的10倍之多，与空气接触会轻微冒烟然后快速挥发，产生大量的窒息性毒气。与光气相比，K药剂的挥发性要低上许多，这一特性换来的优势是能在攻击区域滞留相当长的时间，而且它生成的毒气会有更大的密度，这两个特性让K药剂能在现场制造高浓度的毒气区。而且德军并不是单纯使用K药剂，而是把它与其它的氯化衍生物（氯乙酸甲酯）混合起来，大大增强了它的窒息效果，受害者可能在短时间内就会遭遇化学性肺炎与肺水肿。K药剂对人体呼吸系统的危害性与光气一致，致死或致残所需的剂量也与光气相当，而且对人体双眼和皮肤的刺激效果要明显强于光气。
克林博士向法国化学保护委员会警告称，这种活跃性很强的窒息化合物无法被法军当前装备的任何一种防毒面具所抵御，尤其是大量使用的浸泡过次亚硫酸盐的面罩。K药剂的投用也标志着德军在化学制剂使用方面已经获得了长足进步，该物质有着明显的窒息性，首次赋予了德军化学炮弹致死的威力。此外，该物质强烈的刺激效果会让污染区内的法军士兵饱受双眼疼痛的折磨，这会逼迫他们撤离污染区，而这正是德军所希望看到的结果。
