香烟中的主要有害化学物质

香烟中的主要有害化学物质孙盛君生命科学学院生物学基地1班2009301060042摘要：吸烟有害健康。但是到底是香烟中的哪些物质在危害我们的健康？对于这个问题恐怕大多人也没有一个准确而完整的答案。本文将对香烟中的主要化学物质的毒理作简要的阐述。希望本文对烟民和身边有烟民的朋友有些帮助。关键词：香烟烟碱烟焦油重金属等1香烟的结构1.1卷烟纸主要原料是漂白麻浆，也掺用部分漂白木浆或草浆，经高黏状打浆、加填(碳酸钙)和少量助燃剂(用以协调卷烟纸和烟草丝的燃烧速度)，在长网造纸机上抄造后，切卷成盘。纸面上有罗纹印记(由机上水印辊或机外干压辊压成)，以增加透气度和改善外观。1.2滤嘴滤嘴指接装在卷烟吸端上的任何空气均可渗透过去的物体（如：纸、棉花、软木、硅胶、海泡石、醋酸纤维等）。纸和醋酸纤维今天已被广泛用做滤嘴材料，他们经常与活性碳结合使用。纸与纤维有助于减少烟气颗粒物，碳能够吸收烟气气相物中的多种成分。采用醋酸纤维滤嘴的香烟成本比较高，过滤效果好，对人体无害。而部分厂家为了降低成本，将过滤嘴材料用聚丙烯代替，虽然它本身无毒，经过化学处理后拉成了纤维丝，看上去与醋酸纤维相似，但点燃后，可能会有很多肉眼看不到的细小纤维丝在吸烟之时吸入肺里。“烟草企业员工”称，过滤嘴在连接香烟时，由于塑料容易粘刀，不好切割，香烟生产厂家就要求工人在刀片上涂抹硅油，这一系列的低成本生产线使原本有害健康的香烟变得雪上加霜，成为“剧毒烟”。1.3烟丝烟丝是指将烟叶切成丝状、粒状、片状、末状或其他形状，再加入辅料，经过发酵、储存的制品。可用专用的卷烟器将烟丝卷成香烟。虽然烟草属大约有60多种，但真正用于制造卷烟和烟丝的，基本只有红花烟草，此外还有少部分用黄花烟草，其他品种很少用。烟丝中的辅料主要为各种香料、香精等，如有些香烟加入了丁香，目的是令吸烟者的口及肺部出现少量痳痹，从而产生轻微的快感。部分低价香烟会直接加入丁香的提取精华。此外，还可能添加防腐剂的，以利于香烟储藏。与饮料类似，决定香烟品质的主要是这少量的辅料（决定饮料品质的是水和白砂糖后面几位物质）。但是烟草业不想食品工业一样在产品上打上配料表，香烟配方是企业的高度机密。对烟草叶这方面的管理还有待加强。2主要有害化学物质2.1烟碱（尼古丁）尼古丁是一种难闻、味苦、无色透明的油质液体，挥发性强，在空气中极易氧化成暗灰色，能迅速溶于水及酒精中，通过口鼻支气管粘膜很容易被机体吸收。粘在皮肤表面的尼古丁亦可被吸收渗入体内。当尼古丁进入人体后，会产生许多作用：如四肢末梢血管收缩、心跳加快、血压上升、呼吸变快、精神状况改变（如变得情绪稳定或精神兴奋），并促进血小板凝集，为造成心脏血管阻塞、高血压、中风等心脏血管性疾病的主要帮凶。一支香烟所含的尼古丁可毒死一只小白鼠，20支香烟中的尼古丁可毒死一头牛。人的致死量是50~70毫克，相当于40~60支香烟的尼古丁的含量。如果将一支雪茄烟或三支香烟的尼古丁注入人的静脉内3~5分钟即可死亡。吸烟引起急性中毒死亡者，我国已早有发生，吸烟多了就醉倒在地，口吐黄水而死亡。为此崇祯皇帝曾下令禁烟。在国外也有报导：苏联有一名青年第一次吸烟，吸一支大雪茄烟后死去。英国一个长期吸烟的40岁的健康男子，因从事一项十分重要的工作；一夜吸了14支雪茄和40支香烟，早晨感到难受，经医生抢救无效死去。法国在一个俱乐部举行一次吸烟比赛，优胜者在他吸了60支纸烟，未来得及领奖即死去，其它参加比赛者都因生命垂危，到医院抢救。那么为什么有些人吸烟量较大并不中毒呢？每日吸卷烟一盒（20支）以上的人很多，但急性中毒死亡者却很少，原因是烟草中的部分尼古丁被烟雾中的毒物甲醛中和了，而且大多数不是连续吸烟，这些尼古丁是间断缓慢进入人体的。此外纸烟点燃后50%的尼古丁随烟雾扩散到空气中，5%随烟头被扔掉，25%被燃烧破坏，只有20%被肌体吸收。而尼古丁在体内很快被解毒随尿排出。再加上长期吸烟者，体内对尼古丁产生耐受性，瘾癖性，而使人嗜烟如命。尼古丁也是烟瘾形成的原因：尼古丁能与大脑中的乙酰胆碱受体结合，使脑中的多巴胺增加，产生幸福感和放松感，最后可能会因吸食而有成瘾的现象。烟草燃烧产生的烟中包含了单胺氧化酶抑制剂，单胺氧化酶会分解单胺类神经传递物、多巴胺、正肾上腺素和血清素。这就使吸烟带来的幸福感更加持久。尼古丁会刺激交感神经，借由刺激内脏神经影响副肾髓质，释放肾上腺素。副交感神经节前纤维释放乙酰胆碱，作用在烟碱酸乙酰胆碱接受器上，使之释放肾上腺素和正肾上腺素至血液中，造成心跳加快，血压升高，呼吸加快，就像高血糖的情形一样。可替宁是尼古丁代谢的副产物，可在血液中存留48小时，可作为检验一个人是否吸烟的物质。2.2烟焦油烟焦油是指吸烟者使用的烟嘴内积存的一层棕色油腻物，俗称烟油。它是有机质在缺氧条件下，不完全燃烧的产物。是众多烃类及烃的氧化物、硫化物及氮化物的极其复杂的混合物，其中包括苯并芘、镉、砷、β荼、胺、亚硝胺以及放射性同位素等，多种致癌物质和苯酚类、富马酸等促癌物质作用的特点，虽其量极微，但具有经常、反复、长期的积累作用。焦油中的致癌物质和促癌物质，能直接刺激气管、支气管粘膜，使其分泌物增多、纤毛运动受抑制，造成气管支气管炎症；焦油被吸入肺后，产生酵素，使肺泡壁受损，失去弹性，膨胀、破裂，形成肺气肿；焦油粘附在咽、喉、气管，支气管粘膜表面，积存过多、时间过久可诱发细胞异常增生，形成癌症。美国癌症协会指出：每天吸烟少于10支的吸烟者患肺癌的机会是不吸烟者的5倍，若每天吸烟多于2包，则是20倍。全世界每年死于肺癌者高达100万人，其中90％是由吸烟直接引起的。以下以苯并芘作主要有机致癌物代表，以镉、砷、铅等做主要重金属代表介绍烟焦油的有害化学组分，顺带介绍香烟中的放射性来源。2.2.1苯并芘（有机致癌物）苯并芘又称苯并（а）芘，英文缩写BaP，是一种常见的高活性间接致癌物。3，4-苯并芘释放到大气中以后，总是和大气中各种类型微粒所形成的气溶胶结合在一起，在8微米以下的可吸入尘粒中，吸入肺部的比率较高，经呼吸道吸入肺部，进入肺泡甚至血液，导致肺癌和心血管疾病。BaP被认为是高活性致癌剂，但并非直接致癌物，必须经细胞微粒体中的混合功能氧化酶激活才具有致癌性。BaP进入机体后，除少部分以原形随粪便排出外，一部分经肝、肺细胞微粒体中混合功能氧化酶激活而转化为数十种代谢产物，其中转化为羟基化合物或醌类者，是一种解毒反应；转化为环氧化物者，特别是转化成7，8-环氧化物，则是一种活化反应，7，8-环氧化物再代谢产生7，8-二氢二羟基-9，10-环氧化苯并[a]芘，便可能是最终致癌物。这种最终致癌物有四种异构体，其中的(+)-BP-7β，8α-二醇体-9α，10α-环氧化物-苯并[a]芘，已证明致癌性最强，它与DNA形成共价键结合，造成DNA损伤，如果DNA不能修复或修而不复，细胞就可能发生癌变。其它三种异构体也有致癌作用。动物试验包括经口、经皮、吸入，经腹膜皮下注射、均出现致癌。许多国家相继用9种动物进行实验，采用多种给药途径，结果都得到诱发癌的阳性报告。在多环芳烃中，BaP污染最广、致癌性最强。BaP不仅在环境中广泛存在，也较稳定，而且与其它多环芳烃的含量有一定的相关性，所以，一般都把BaP作为大气致癌物的代表。科学家已检测到的烟焦油中的致癌物质57种如以下，由于篇幅有限，不做全面介绍。（1）苯并芘（Benzopyrene）（2）7，12—苯蒽甲酯（7，12—Dimethylbenzoanthracene）（3）2—萘胺（2—Naphthylamine）（4）4—氨基联苯（4—Aminobiphenyl）（5）镉化合物（Cadmiumcompounds）（6）镍化合物（Nickelcompounds）（7）钋—210（Polonium—210）（8）砷（Arsenic）（9）奈（Naphthalenes）（10）苯酚（Phenol）（11）苯胺（Aniline）（12）苯蒽（Benzoanthracene）（13）γ—丁内酯（γ—Butyrolacfone）（14）儿茶酚（Catechol）（15）~（57）43种亚硝胺（Nitrosamines）2.2.2重金属香烟中的重金属种类较多，危害比较重的有Cd、Cr、As、Pb。主要危害如下：镉Cd:可在人体中积累引起急、慢性中毒,急性中毒可使人呕血、腹痛、最后导致死亡,慢性中毒能使肾功能损伤,破坏骨胳、致使骨痛、骨质软化、瘫痪。铬Cr:对皮肤、粘膜、消化道有刺激和腐蚀性,致使皮肤充血、糜烂、溃疡、鼻穿孔,患皮肤癌。可在肝、肾、肺积聚。砷As:慢性中毒可引起皮肤病变、神经、消化和心血管系统障碍,有积累性毒性作用,破坏人体细胞的代谢系统。铅Pb:主要对神经、造血系统和肾脏的危害,损害骨胳造血系统引起贫血,脑缺氧、脑水肿、出现运动和感觉异常。我国香烟重金属超标问题令人担忧，以下是中国和加拿大香烟的重金属含量比较烟草中的重金属来源主要不是加工过程，而是土壤污染。土壤污染的来源为化肥中的重金属含量超标。这一事实使我们不得不对我们的检测体系进行反思。2.3气体污染物除了以上七种致癌物质外，香烟的烟雾中还含有大量的有害气体。例如：一氧化碳、丙烯醛、氢氰酸、一氧化氮、二氧化氮、丙酮、硫化物、氨、酚、乙醛等。其中前5种是毒性极强的物质。例如，二氧化氮气体可以引起咳嗽和肺炎。香烟的烟雾中二氧化氮气体的浓度，比被严重污染的空气还要高200倍左右。但是其中最有害的物质应该是大家都很熟悉的一氧化碳，在香烟的烟雾中，一氧化碳大约占4%。一氧化碳是一种无色、无味的巨毒气体。高浓度的一氧化碳气体可以麻痹中枢神经，使人因窒息而死，这就是人们熟知的煤气中毒。香烟的烟雾中一氧化碳的浓度，是工业卫生标准所规定的安全量的640倍。一氧化碳进入人体后，有何害处呢？我们知道，人的生命离不开氧气。氧气吸入肺里后，便和血液中的红血球所含的血红素结合，然后便被血液送到身体中各个需要氧气的部位。但是，一氧化碳一旦进入体内，便与氧气一样同血红素结合在一起，而且其与血红素的亲合力比氧气大200倍以上。一氧化碳与血红素结合后所生成的物质叫做一氧化碳血红素。如果吸入大量的一氧化碳，大量的血红素便会被一氧化碳夺去，使血液运送氧气的功能减低，这时体内组织便得不到充分的氧气供应。当血液中的一氧化碳血红素的含量达到6%时，心肌内的供氧量将会大幅降低。吸烟人血液中的一氧化碳血红素的含量经常是在4%—15%，这比不吸烟人高出十几倍。所以，吸烟人易发生心律不齐、心绞痛等疾病，长期吸烟还会造成心肌梗死。动物实验表明，一氧化碳可以使血液中的血小板更易沉淀在血管壁上，从而造成动脉硬化。香烟的烟雾中还含有大量的氨、挥发性酸、乙醛和酚等刺激性物质。他们刺激气管的粘膜和肺，从而增加气管的分泌物——痰。痰一多，便自然而然地要咳嗽，以便将痰排出体外，这便是通称的“烟咳”。这种慢性的咳嗽和不正常的多痰侵害了支气管和肺的功能，进而引起多痰性支气管炎和阻塞性肺气肿等疾病。2后记：吸烟有害健康结合以上内容，我们可以知道吸烟对健康的巨大危害。所以，为了你和身边人的健康，请戒烟或劝身边的人戒烟、少抽烟。如果实在要抽烟，推荐电子烟。电子烟又名虚拟香烟、电子雾化器，它有着与香烟一样的外观、与香烟近似的味道，甚至比一般香烟的口味要多出很多，也像香烟一样能吸出烟、吸出味道跟感觉来。主要是用于戒烟和替代香烟。电子烟又是一种非燃烧的烟类替代型产品，它与普通香烟的某些特点相似，能够提神、满足吸烟者的快感和多年养成的使用习惯。但又与普通香烟有着本质上的不同，电子烟不燃烧、不含焦油、不含普通烟燃烧时产生的会导致呼吸系统与心血管系统疾病的460余种化学物质，从而去除了普通烟中的致癌物质。不会对他人产生“二手烟”的危害及污染环境。一只烟的长度（84毫米），黄金分割处是最佳的吸食位置，也就是说只抽烟的大约三分之一处，剩下的三分之二就不要再吸了，这样对健康最有利。因为烟在吸前三分之一时，剩下的三分之二的烟支也在起着过滤作用，随着烟支的缩短，有害物质会不断增加，烟的味道也变得越来越差。如果以上皆