香烟中含有一种剧毒放射性同位素,会在“吞云吐雾”时进入烟民肺部,在那里不断累积,形成放射性热点。这在烟草行业内部早已不是秘密,甚至早在几十年前,业内研究者就找到了从香烟中去除这些同位素的方法。然而,唯利是图的烟草业者决定封锁消息,不采取任何措施。所以时至今日,你嘴边的香烟,仍是一个放射源。
香烟中含有一种剧毒放射性同位素
2006年11月,在一次带有浓烈冷战色彩的暗杀行动中,苏联特工亚历山大·利特维年科(Alexander Litvinenko)在英国伦敦的一家医院死去。尽管利特维年科之死还笼罩着层层迷雾,但直接置他于死地的剧毒物质——一种名为钋210的罕见放射性同位素,分布范围之广远远超过大多数人的认识:全球烟民每年约消费6万亿支香烟,每只香烟都会将少量的钋210送入烟民肺部。在他们吞云吐雾的过程中,这种放射性物质也在不断累积。对于每天抽一包半香烟的烟民来说,他们每年受到的辐射量相当于做了300次X光胸透。
钋或许不是香烟中的主要致癌物,但单在美国,每年它就会夺走成千上万条人命。与其他致癌物质不同的是,通过一些简单措施,由钋导致的死亡是可以避免的。50多年前,烟草行业就已经知道香烟中含有钋。查阅烟草业内部资料时,我发现香烟制造商甚至设计过一些生产工艺,能显着降低香烟中该同位素的含量。但烟草巨头们有意采取不作为政策,并对这些工艺研究进行保密。结果,半个世纪过去了,香烟中的钋含量没有发生丝毫改变。
改变终究要发生了。2009年6月,美国总统奥巴马签署了《家庭吸烟预防及烟草控制法》(Family Smoking Prevention and Tobacco Control Act),头一次将香烟纳入美国食品及药品管理局(FDA)的管辖范围,赋予了该机构控制香烟中特定成分含量的权力。强制烟草行业清除香烟中的钋,将是降低香烟危害性最直接的措施之一。
肺部中的辐射热点
科学家是在一次偶然情况下,发现钋210会进入吸烟者肺部的。上世纪60年代上半叶,辐射,尤其是放射性尘埃,对人体健康的影响,是科学家及其他大多数人关注的焦点。当时,美国哈佛大学公共卫生学院的放射化学家维尔马·R·亨特(Vilma R. Hunt)及其同事正在开发一种新技术,用于检测极低浓度的镭和钋,这两种物质均是居里夫妇在1898年发现的。据亨特回忆,1964年的某一天,她在试验室里瞎转悠时,突然看到了一位同事留下的烟灰。一时兴起,她决定用自己的新技术测试一下烟灰的放射性。
结果出来后,亨特惊讶地发现,烟灰中连钋的影子都没有。环境中,痕量的放射性同位素是很常见的,这也是天然本底辐射的来源之一。在亨特研究过的包括植物在内的其他有机物中,只要有镭存在,钋的检测结果从来不会呈阴性(即不含钋)。只不过,在香烟熏燃的过程中,高温的作用会将钋变成气体。因此,她立即意识到,消失的钋必然进入了香烟燃烧产生的烟雾里!这意味着,吸烟者会将钋直接吸入肺部。
亨特和同事爱德华·P·雷德福 (Edward P. Radford)在《科学》杂志上发表了这一发现,还公布了香烟烟雾中钋含量的直接检测结果。不久后,哈佛大学的其他科学家开始研究香烟和吸烟者肺部中的钋。1965年,放射化学家兼物理学家约翰·B·利特尔(John B. Little)检测了吸烟者的肺部组织样本,寻找其中钋的踪迹。这不是一个简单的任务。显然,从活着的吸烟者体内提取组织样本会对人体造成极大伤害,利特尔只得在尸体上想办法。“问题在于,人死后2~3个小时,肺部的内壁黏膜就会降解,”他说。他不得不在人死之后尽快提取肺部组织,经常使他不分昼夜地百米冲刺,赶往医院。利特尔的研究证实,钋确实聚集在肺部的特定区域。由于我们的呼吸道会分叉,形成支气管、细支气管和肺泡,因此放射性同位素会停留并聚集在各个分叉处。它们成为放射性“热点”,不断发射出α粒子。
接下来的10年里,科学家继续研究香烟烟雾中的钋,以及这种同位素如何进入烟草植株——这样就能清楚,在香烟生产的哪一个环节能最有效地除去它。钋210是铅210的一种衰变产物,在1964年的文章中,雷德福和亨特已经推测出了钋210进入烟草的两种可能途径:一是大气层中天然氡222的子同位素(即衰变产物,包括铅210)落在了烟草叶上,二是化肥中的铅210进入土壤,被植物根部吸收。事实证明,这两种推测都是正确的。
美国农业部(U.S. Department of Agriculture ,USDA)的科学家追踪研究了钋的化肥来源。1966年,USDA和美国原子能委员会开展了一项实验,检测了两种不同的化肥:一种是商业“过磷酸盐”(superphosphate),另一种是由纯度较高的磷酸钙特制而成的混合化肥。结果显示,两种化肥差异非常明显。商业化肥中,镭226的含量大概是混合化肥的13倍,导致烟叶中的钋含量升高近7倍。1974年,美国国家大气研究中心的爱德华·马特尔(Edward Martell)再次研究了这个问题。他提出,富含铀的磷酸盐化肥会把氡222释放到附近空气中,使这种同位素在空气中的浓度超出正常水平。氡随后会衰变成铅210,掉落到生长中的烟草植株上,然后紧紧附着在烟叶表面不计其数的、像茸毛一样的毛状体上。
与哈佛大学的研究团队一样,马特尔也很关注钋210会在肺部特定部位沉积的现象。氡的衰变产物是致使铀矿矿工癌症发生率升高的主要原因,当时科学界在这一问题上已经达成共识。马特尔因此推测,由于吸烟者长期受到低剂量的、不断累积的钋 210的辐射,这种同位素很可能是导致肺癌的“元凶”——马特尔后来的研究暗示,钋210或许还能引发其他癌症。
对于铀矿矿工来说,在某一时刻突然受到大剂量钋 210的辐射,其实并不会对他们造成伤害,反而是长期接触小剂量的钋会有相当大的危害。尽管每支香烟中钋210的含量相对较低,但吸烟者每吸一口烟,肺部的钋都会增加一点,长期下去,辐射剂量就会越来越高,患癌风险也就随之提高。这一假设在1974年得到了利特尔及其哈佛大学同事威廉·奥图尔(William O*Toole)的证实:他们把钋注入仓鼠的气管,尽管注入剂量非常少,没在它们的体内引发任何炎症,但在注入频率最高的那一组仓鼠中,94%都出现了肺部肿瘤。
当然,香烟烟雾中的其他成分后来也被发现是强致癌物,今天的大多数专家或许会说,香烟中最主要致癌物是多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbon)和亚硝胺(nitrosamine)之类的化合物。但是,根据辐射造成的危害所做的保守估计,在吸烟所致的肺癌患者中,2%都是由钋210导致的。按照这一比例,单在美国,每年因此死亡的吸烟者就有好几千人。有些专家还指出,辐射效应会与其他致癌物产生某种相互作用,加强各自的致癌能力。对于烟草巨头们来说,钋带来的危害似乎足以引起他们的重视,要求对此展开全面研究。
香烟中含有一种剧毒放射性同位素
2006年11月,在一次带有浓烈冷战色彩的暗杀行动中,苏联特工亚历山大·利特维年科(Alexander Litvinenko)在英国伦敦的一家医院死去。尽管利特维年科之死还笼罩着层层迷雾,但直接置他于死地的剧毒物质——一种名为钋210的罕见放射性同位素,分布范围之广远远超过大多数人的认识:全球烟民每年约消费6万亿支香烟,每只香烟都会将少量的钋210送入烟民肺部。在他们吞云吐雾的过程中,这种放射性物质也在不断累积。对于每天抽一包半香烟的烟民来说,他们每年受到的辐射量相当于做了300次X光胸透。
钋或许不是香烟中的主要致癌物,但单在美国,每年它就会夺走成千上万条人命。与其他致癌物质不同的是,通过一些简单措施,由钋导致的死亡是可以避免的。50多年前,烟草行业就已经知道香烟中含有钋。查阅烟草业内部资料时,我发现香烟制造商甚至设计过一些生产工艺,能显着降低香烟中该同位素的含量。但烟草巨头们有意采取不作为政策,并对这些工艺研究进行保密。结果,半个世纪过去了,香烟中的钋含量没有发生丝毫改变。
改变终究要发生了。2009年6月,美国总统奥巴马签署了《家庭吸烟预防及烟草控制法》(Family Smoking Prevention and Tobacco Control Act),头一次将香烟纳入美国食品及药品管理局(FDA)的管辖范围,赋予了该机构控制香烟中特定成分含量的权力。强制烟草行业清除香烟中的钋,将是降低香烟危害性最直接的措施之一。
肺部中的辐射热点
科学家是在一次偶然情况下,发现钋210会进入吸烟者肺部的。上世纪60年代上半叶,辐射,尤其是放射性尘埃,对人体健康的影响,是科学家及其他大多数人关注的焦点。当时,美国哈佛大学公共卫生学院的放射化学家维尔马·R·亨特(Vilma R. Hunt)及其同事正在开发一种新技术,用于检测极低浓度的镭和钋,这两种物质均是居里夫妇在1898年发现的。据亨特回忆,1964年的某一天,她在试验室里瞎转悠时,突然看到了一位同事留下的烟灰。一时兴起,她决定用自己的新技术测试一下烟灰的放射性。
结果出来后,亨特惊讶地发现,烟灰中连钋的影子都没有。环境中,痕量的放射性同位素是很常见的,这也是天然本底辐射的来源之一。在亨特研究过的包括植物在内的其他有机物中,只要有镭存在,钋的检测结果从来不会呈阴性(即不含钋)。只不过,在香烟熏燃的过程中,高温的作用会将钋变成气体。因此,她立即意识到,消失的钋必然进入了香烟燃烧产生的烟雾里!这意味着,吸烟者会将钋直接吸入肺部。
亨特和同事爱德华·P·雷德福 (Edward P. Radford)在《科学》杂志上发表了这一发现,还公布了香烟烟雾中钋含量的直接检测结果。不久后,哈佛大学的其他科学家开始研究香烟和吸烟者肺部中的钋。1965年,放射化学家兼物理学家约翰·B·利特尔(John B. Little)检测了吸烟者的肺部组织样本,寻找其中钋的踪迹。这不是一个简单的任务。显然,从活着的吸烟者体内提取组织样本会对人体造成极大伤害,利特尔只得在尸体上想办法。“问题在于,人死后2~3个小时,肺部的内壁黏膜就会降解,”他说。他不得不在人死之后尽快提取肺部组织,经常使他不分昼夜地百米冲刺,赶往医院。利特尔的研究证实,钋确实聚集在肺部的特定区域。由于我们的呼吸道会分叉,形成支气管、细支气管和肺泡,因此放射性同位素会停留并聚集在各个分叉处。它们成为放射性“热点”,不断发射出α粒子。
接下来的10年里,科学家继续研究香烟烟雾中的钋,以及这种同位素如何进入烟草植株——这样就能清楚,在香烟生产的哪一个环节能最有效地除去它。钋210是铅210的一种衰变产物,在1964年的文章中,雷德福和亨特已经推测出了钋210进入烟草的两种可能途径:一是大气层中天然氡222的子同位素(即衰变产物,包括铅210)落在了烟草叶上,二是化肥中的铅210进入土壤,被植物根部吸收。事实证明,这两种推测都是正确的。
美国农业部(U.S. Department of Agriculture ,USDA)的科学家追踪研究了钋的化肥来源。1966年,USDA和美国原子能委员会开展了一项实验,检测了两种不同的化肥:一种是商业“过磷酸盐”(superphosphate),另一种是由纯度较高的磷酸钙特制而成的混合化肥。结果显示,两种化肥差异非常明显。商业化肥中,镭226的含量大概是混合化肥的13倍,导致烟叶中的钋含量升高近7倍。1974年,美国国家大气研究中心的爱德华·马特尔(Edward Martell)再次研究了这个问题。他提出,富含铀的磷酸盐化肥会把氡222释放到附近空气中,使这种同位素在空气中的浓度超出正常水平。氡随后会衰变成铅210,掉落到生长中的烟草植株上,然后紧紧附着在烟叶表面不计其数的、像茸毛一样的毛状体上。
与哈佛大学的研究团队一样,马特尔也很关注钋210会在肺部特定部位沉积的现象。氡的衰变产物是致使铀矿矿工癌症发生率升高的主要原因,当时科学界在这一问题上已经达成共识。马特尔因此推测,由于吸烟者长期受到低剂量的、不断累积的钋 210的辐射,这种同位素很可能是导致肺癌的“元凶”——马特尔后来的研究暗示,钋210或许还能引发其他癌症。
对于铀矿矿工来说,在某一时刻突然受到大剂量钋 210的辐射,其实并不会对他们造成伤害,反而是长期接触小剂量的钋会有相当大的危害。尽管每支香烟中钋210的含量相对较低,但吸烟者每吸一口烟,肺部的钋都会增加一点,长期下去,辐射剂量就会越来越高,患癌风险也就随之提高。这一假设在1974年得到了利特尔及其哈佛大学同事威廉·奥图尔(William O*Toole)的证实:他们把钋注入仓鼠的气管,尽管注入剂量非常少,没在它们的体内引发任何炎症,但在注入频率最高的那一组仓鼠中,94%都出现了肺部肿瘤。
当然,香烟烟雾中的其他成分后来也被发现是强致癌物,今天的大多数专家或许会说,香烟中最主要致癌物是多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbon)和亚硝胺(nitrosamine)之类的化合物。但是,根据辐射造成的危害所做的保守估计,在吸烟所致的肺癌患者中,2%都是由钋210导致的。按照这一比例,单在美国,每年因此死亡的吸烟者就有好几千人。有些专家还指出,辐射效应会与其他致癌物产生某种相互作用,加强各自的致癌能力。对于烟草巨头们来说,钋带来的危害似乎足以引起他们的重视,要求对此展开全面研究。