香煙暗藏致命放射源：每天一包=一年200次X光胸透

　　來源：環球科學ScientificAmerican

　　煙草植株會聚集低濃度的釙210，這种放射性同位素基本上來源於化肥中的天然放射性物質。釙被吸煙者吸入後會聚集在肺部的特定區域，能夠引發癌症。單在美國，每年因此死亡的人數就多達數千人。

　　幾十年前，煙草行業就已知道香煙中含有能致癌的放射性同位素釙210，也知道如何除去這種物質，但基於商業利益，他們從未採取過任何改良措施……

　　2006年11月，在一次帶有濃烈冷戰色彩的暗殺行動中，蘇聯特工亞歷山大·利特維年科（Alexander Litvinenko）在英國倫敦的一家醫院死去。儘管利特維年科之死還籠罩著層層迷霧，但直接置他於死地的劇毒物質——一種名為釙210的罕見放射性同位素，分布範圍之廣遠遠超過大多數人的認識：全球煙民每年約消費6萬億支香煙，每隻香煙都會將少量的釙210送入煙民肺部。在他們吞雲吐霧的過程中，這种放射性物質也在不斷累積。對於每天抽一包半香煙的煙民來說，他們每年受到的輻射量相當於做了300次X光胸透。 

　　釙或許不是香煙中的主要致癌物，但單在美國，每年它就會奪走成千上萬條人命。與其他致癌物質不同的是，通過一些簡單措施，由釙導致的死亡是可以避免的。50多年前，煙草行業就已經知道香煙中含有釙。查閱煙草業內部資料時，我發現香煙製造商甚至設計過一些生產工藝，能顯著降低香煙中該同位素的含量。但煙草巨頭們有意採取不作為政策，並對這些工藝研究進行保密。結果，半個世紀過去了，香煙中的釙含量沒有發生絲毫改變。

　　2009年，美國總統奧巴馬簽署了《家庭吸煙預防及煙草控制法》（Family Smoking Prevention and Tobacco Control Act），頭一次將香煙納入美國食品及藥品管理局（FDA）的管轄範圍，賦予了該機構控制香煙中特定成分含量的權力。強制煙草行業清除香煙中的釙，將是降低香煙危害性最直接的措施之一。不過直到現在，相應的法規仍尚未發布。

除了那些為人熟知的危害，香煙中的放射性同位素給吸煙者帶去額外的患癌風險。（圖片來源：pixabay）

　　肺部中的輻射熱點

　　科學家是在一次偶然情況下，發現釙210會進入吸煙者肺部的。上世紀60年代上半葉，輻射，尤其是放射性塵埃，對人體健康的影響，是科學家及其他大多數人關注的焦點。當時，美國哈佛大學公共衛生學院的放射化學家維爾馬·R·亨特（Vilma R。 Hunt）及其同事正在開發一種新技術，用於檢測極低濃度的鐳和釙，這兩種物質均是居里夫婦在1898年發現的。據亨特回憶，1964年的某一天，她在試驗室里瞎轉悠時，突然看到了一位同事留下的煙灰。一時興起，她決定用自己的新技術測試一下煙灰的放射性。

　　結果出來後，亨特驚訝地發現，煙灰中連釙的影子都沒有。環境中，痕量的放射性同位素是很常見的，這也是天然本底輻射的來源之一。在亨特研究過的包括植物在內的其他有機物中，只要有鐳存在，釙的檢測結果從來不會呈陰性（即不含釙）。只不過，在香煙熏燃的過程中，高溫的作用會將釙變成氣體。因此，她立即意識到，消失的釙必然進入了香煙燃燒產生的煙霧裡！這意味著，吸煙者會將釙直接吸入肺部。

　　亨特和同事愛德華·P·雷德福 （Edward P。 Radford）在《科學》雜誌上發表了這一發現，還公布了香煙煙霧中釙含量的直接檢測結果。不久後，哈佛大學的其他科學家開始研究香煙和吸煙者肺部中的釙。1965年，放射化學家兼物理學家約翰·B·利特爾（John B。 Little）檢測了吸煙者的肺部組織樣本，尋找其中釙的蹤跡。這不是一個簡單的任務。顯然，從活著的吸煙者體內提取組織樣本會對人體造成極大傷害，利特爾只得在屍體上想辦法。「問題在於，人死後2~3個小時，肺部的內壁黏膜就會降解，」他說。他不得不在人死之後儘快提取肺部組織，經常使他不分晝夜地百米衝刺，趕往醫院。利特爾的研究證實，釙確實聚集在肺部的特定區域。由於我們的呼吸道會分叉，形成支氣管、細支氣管和肺泡，因此放射性同位素會停留並聚集在各個分叉處。它們成為放射性「熱點」，不斷發射出α粒子。 

　　接下來的10年里，科學家繼續研究香煙煙霧中的釙，以及這種同位素如何進入煙草植株——這樣就能清楚，在香煙生產的哪一個環節能最有效地除去它。釙210是鉛210的一種衰變產物，在1964年的文章中，雷德福和亨特已經推測出了釙210進入煙草的兩種可能途徑：一是大氣層中天然氡222的子同位素（即衰變產物，包括鉛210）落在了煙草葉上，二是化肥中的鉛210進入土壤，被植物根部吸收。事實證明，這兩種推測都是正確的。

　　美國農業部（U.S。 Department of Agriculture ，USDA）的科學家追蹤研究了釙的化肥來源。1966年，USDA和美國原子能委員會開展了一項實驗，檢測了兩種不同的化肥：一種是商業「過磷酸鹽」（superphosphate），另一種是由純度較高的磷酸鈣特製而成的混合化肥。結果顯示，兩種化肥差異非常明顯。商業化肥中，鐳226的含量大概是混合化肥的13倍，導致煙葉中的釙含量升高近7倍。1974年，美國國家大氣研究中心的愛德華·馬特爾（Edward Martell）再次研究了這個問題。他提出，富含鈾的磷酸鹽化肥會把氡222釋放到附近空氣中，使這種同位素在空氣中的濃度超出正常水平。氡隨後會衰變成鉛210，掉落到生長中的煙草植株上，然後緊緊附著在煙葉表面不計其數的、像茸毛一樣的毛狀體上。

　　與哈佛大學的研究團隊一樣，馬特爾也很關注釙210會在肺部特定部位沉積的現象。氡的衰變產物是致使鈾礦礦工癌症發生率升高的主要原因，當時科學界在這一問題上已經達成共識。馬特爾因此推測，由於吸煙者長期受到低劑量的、不斷累積的釙 210的輻射，這種同位素很可能是導致肺癌的「元兇」——馬特爾後來的研究暗示，釙 210或許還能引發其他癌症。

　　對於鈾礦礦工來說，在某一時刻突然受到大劑量釙 210的輻射，其實並不會對他們造成傷害，反而是長期接觸小劑量的釙會有相當大的危害。儘管每支香煙中釙210的含量相對較低，但吸煙者每吸一口煙，肺部的釙都會增加一點，長期下去，輻射劑量就會越來越高，患癌風險也就隨之提高。這一假設在1974年得到了利特爾及其哈佛大學同事威廉·奧圖爾（William O』Toole）的證實：他們把釙注入倉鼠的氣管，儘管注入劑量非常少，沒在它們的體內引發任何炎症，但在注入頻率最高的那一組倉鼠中，94%都出現了肺部腫瘤。

　　當然，香煙煙霧中的其他成分後來也被發現是強致癌物，今天的大多數專家或許會說，香煙中最主要致癌物是多環芳香烴（polycyclic aromatic hydrocarbon）和亞硝胺（nitrosamine）之類的化合物。但是，根據輻射造成的危害所做的保守估計，在吸煙所致的肺癌患者中，2%都是由釙210導致的。按照這一比例，單在美國，每年因此死亡的吸煙者就有好幾千人。有些專家還指出，輻射效應會與其他致癌物產生某種相互作用，加強各自的致癌能力。對於煙草巨頭們來說，釙帶來的危害似乎足以引起他們的重視，要求對此展開全面研究。

　　致命的決定

　　與外界科學家不同，煙草行業的科學家從來沒有公開或發表過他們對釙的研究。不過，在上世紀90年代一系列具有歷史意義的訴訟案中，美國46個州控訴煙草行業，迫使生產商承認吸煙有害健康，具有成癮性，還讓他們公開了數百萬份內部文件。其中好幾千份文件都顯示，在煙草行業內部，關於釙的討論一直沒有停過，而且參與者甚眾，討論的激烈程度始終是最高的。

　　1964年1月11日，美國公共衛生部部長發出具有標誌性意義的警告，提醒公眾注意香煙的危害；僅僅幾天後，雷德福和亨特又在《科學》上發表了那篇重要論文。接連而來的兩記悶棍讓煙草行業立即緊張起來。一些內部備忘錄顯示，煙草生產商擔心，如果他們掌握的與釙相關的資料曝光，就可能遭到公眾的強烈譴責。面對這種風險，煙草行業迅速投入大量人力財力，開展了多項針對釙的內部研究——當然，這些研究都是見不得光的。

　　美國菲利普·莫里斯公司（Phillip Morris，美國三大煙草集團之一）在上世紀70年末到80年初的很多資料都顯示，對於到底該不該公開發表關於釙的研究，該公司的科學家和高管們曾發生過爭論。這一爭論發生在外界科學家對香煙中的釙已不那麼感興趣，相關論文也少有發表的那段時間。煙草行業的人擔心，他們的研究一旦發表，就可能使已經平靜的局面再起波瀾。

　　1977年，菲利普·莫里斯公司的科學家完成了一篇論文的初稿，名為《煙草和煙霧冷凝物中自然形成的氡-222的子同位素》，這篇文章的作者打算向 《科學》 雜誌投稿。1978年，該公司的產品研發主管在一份備忘錄中向公司另一位科學家再三強調，他很擔心這篇文章的發表會引起嚴重後果。那位科學家回復：「它能喚醒沉睡中的巨人。這篇文章會引起很多人注意，我認為我們不應該公開這些事實。」儘管論文中含有會引發爭議的數據，但真正讓菲利普·莫里斯公司法律事務部擔心的是，這篇論文實質上認同了已公開發表的研究：香煙中含有釙，對人體有害。1978年7月中旬，在法律事務部的建議下，菲利普·莫里斯公司決定不發表這篇論文。

　　然而，煙草生產商一直關注著外界在這一方面的研究，也在探索解決釙問題的可行方案。煙草行業提出了各種降低香煙煙霧中釙含量的方案，並對每種方案的優缺點進行了討論。其中一種方案是，在香煙中加入一些材料，讓它們與鉛和釙反應，從而阻止這兩种放射性物質進入香煙煙霧中；另一種方案則是，開發一種過濾嘴，阻止氣態釙進入吸煙者的呼吸道。

　　根據馬特爾在上世紀70年代的研究，另一種更為簡單的方案是，直接用稀釋過的過氧化氫溶液清洗煙葉。其他的方案還包括，對施用化肥中的鈾238子同位素含量加以限制，或者在加工煙葉時除去容易吸附鉛的毛狀體。菲利普·莫里斯公司應用研究部前任主管、後來「棄暗投明」揭發煙草行業潛規則，擔任FDA科學顧問的威廉·A·法龍（William A。 Farone）說，「我們想了很多方案，甚至試過用基因技術改造煙草植物」，以便讓煙葉變得光滑。1975年，美國農業部的華裔科學家左天覺（T.C.Tso）估計，30%~50%的釙都可以輕易地從肥料中除去，清洗煙葉還能消除25%的釙。再加上過濾嘴的作用，煙草中的釙幾乎能被全部清除。但就像R·J·雷諾茲（R.J Reynolds）在一份備忘錄中提到的，「除去這些物質不會帶來任何商業回報」。

　　然而，正如歷史上一再上演的劇情那樣，逃避解決不了問題，煙草行業終究要面對釙問題。2009年6月，美國《家庭吸煙預防及煙草控制法》通過之後，對於該法案要求煙草業公開「香煙中含有哪些有毒物質」，美國癌症協會對此大加讚賞。這次立法第一次向煙草業發起了挑戰，迫使他們將多年的研究成果付諸實施。

　　釙是一種單同位素，而非香煙煙霧中的某種複雜成分。焦油或一氧化碳之類的其他有毒物質是很難從香煙中除去的，但釙不同。煙草行業對此已做了40多年的研究，這為FDA得出實質性的結果開了一個好頭。而且，降低香煙中釙含量的一些方法，比如清洗煙葉，可能也有助於除去鉛、砷、鈣等有毒金屬。這些措施正是FDA有權對煙草行業作出的調控、強制他們做出的改變。

　　世界衛生組織已經明確表示，吸煙是最容易避免的致死因素。據估計，全球每年有130萬人死於肺癌，其中90%由吸煙引起。如果通過煙草行業掌握的方法能將釙除去，成千上萬的人將幸免於難。故意作出決定，拒絕將業內科學家的研究成果付諸實施的人，是煙草行業的律師們，但受到這個決定的影響，甚至為此付出生命代價的人，卻是廣大的煙民。

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