毒物与化学

常见毒物及其危害

一、毒物的类型

从生活化学看，所谓毒物是指干扰或扰乱人体中化学反应系统的物质。虽然对生命来说，"物无美恶，过则为灾"，意思是毒性与剂量有关。但仍可根据毒物的性能和危害程度将毒物分为不同的类型。

毒物种类极多，分类也很复杂。按作用机制可分为化学毒物与生物毒物两类，前者如亚砒酸、有机磷农药，后者如各种有毒霉菌、病毒；按毒物性能可分为：①腐蚀性毒物。如强酸、强碱、强氧化剂等，它们可迅速破坏生理组织、酶官能团变性或失效，常见的有硫酸、盐酸、氢氧化钠、光气（碳酰氯）、氯气、臭氧等；②代谢性毒物。如一氧化碳、氢氰酸、氟乙酸等可影响代谢过程；③神经性毒物。它们影响电信号沿神经纤维的传递过程，使传递失误或改变，如有机磷农药均属此类，可麻痹中枢及骨髓系统。大麻等致幻物可破坏人的判断力；④诱变性毒物。改变遗传基因和染色体，引起子代异常、病变或致畸，如可的松等；⑤致癌物。如多环芳烃、石棉、灰尘等。

二、天然食物中的毒物

1． 食油

食油的毒性来自原油或加工过程。

（1）原油。致毒的食油有：

①生棉籽油。系将生棉籽直接榨出而得，内常含棉酚、棉酚紫、棉酚绿等毒物，通常不能用加热法除去。主症状为头晕、乏力、心慌等，影响生育（棉酚为男性避孕药）。主要可通过改进加工方法来降低毒性。榨油前先将棉籽蒸炒，然后将油碱洗、中和、再水洗。生棉籽油切不可食用。

②菜籽油。含有芥子甙。在芥子酶作用下生成恶唑烷硫酮，具有令人恶心的臭味。因该毒物挥发性较大，在烹调时将油热至冒烟即可除去。

（2）陈油。指高温下用过的或长期存放的油。

①多次高温加热的油

其中维生素和必需脂肪酸被破坏，营养价值大降。由于长时间加热，其中的不饱和脂肪酸通过氧化发生聚合，生成各种聚合体。其中二聚体可被人体吸收，并有较强毒性。动物试验表明：喂食这类油后生长停滞、肝脏肿大、胃溃疡，还出现各种癌变。因此，在烹调时应尽量避免过高温度，禁止反复加热。不吃（至少少吃）街头摊贩的油炸食品。

②存放过久的油

其中的不饱和脂肪酸（在玉米、棉籽、红花、大豆和向日葵油中甚丰）与空气、光、金属接触后，被氧化成有毒的过氧化物，会破坏维E。不饱和成分的双键断裂后形成低分子量的醇、醛、酮等物质，有异味和较大刺激。即使是猪油、牛油等主含饱和酸的动物油，久存后亦会水解生成甘油和游离脂肪酸，进一步降解成小分子化合物，产生臭味和毒性，通称 "变哈"或酸败。为防止酸败，不宜将油久存。贮存前应充分除去其中的水分，密封容器。用深棕色瓶装油放在冰箱中。还可加些抗氧剂如香兰素、丁香、花椒等以延缓酸败。

2．蔬菜及水果

有的蔬菜或水果也含有特殊毒素。

（1）蔬菜类。靠一般烹调仍不能去毒的有：

①四季豆。又称芸豆或芸扁豆，豆荚外皮中的皂素和籽实中的植物血球凝集素均有毒，前者对消化粘膜有强刺激性，后者有凝血作用，产生胸闷、麻木等症状。烹调时需煮较长时间，使原来的生绿色消失，食用时无生味感，毒素方可完全破坏。切忌生吃、凉拌等。

②发芽土豆。发绿的皮层及芽中含有龙葵素（茄碱），可破坏人体红血球而致毒，产生呼吸困难、心脏麻木等症状。去毒办法是将芽及发芽部位一起挖去，再用水浸泡半小时以上，炒煮时再适当加醋。

③鲜黄花菜。含秋水仙碱。此碱本身无毒，但在体内可被氧化成具有强毒的氧化二秋水仙碱，侵犯血液循环系统。去毒办法是先用开水烫鲜菜，再放入清水中浸泡2～3小时，即可去碱。干黄花菜无害，可放心食用，因为通过蒸煮晒制，秋水仙碱已被破坏。

（2）水果

①荔枝。荔枝中葡萄糖含量高达66％，有丰富的维A、B、C及游离氨基酸，是一种很受欢迎的营养食品，但过食会出现乏力、昏迷等症，中医称为"荔枝病"，西医称为"低血糖"。因其中含α－次甲基环丙基甘氨酸，有降低血糖的作用。

②柿子。因柿中含丹宁较多，有强收敛性，刺激胃壁造成胃液分泌减少。空腹过量食用或与酸性食物及白酒等同食，易得"柿石"，又称"胃柿石"，妨碍消化，致胃痛。柿子不宜与蛋白质等同食。

③桃仁、杏仁。含苦杏仁酸，在体内水解转化成剧毒的氢氰酸，使人痉挛甚至死亡。宜炒熟后少量食用。

3．其它食物

①含毒的花蜜。如杜鹃红、山月桂、夹竹桃等的花蜜中含有化学结构与毛地黄相似的物质，会引起心律不齐、食欲不振和呕吐。应充分蒸煮去毒。

②蘑菇。可食用者有300多种，毒蘑菇的主要毒素有原浆毒（使人体大部分器官发生细胞变性）、神经毒（痉挛、昏厥）、胃肠毒（胃肠剧痛）和溶血（溶血性贫血）四类。毒蘑菇主要特点有：蘑冠色泽艳丽或呈粘土色，表面粘脆，蘑柄上有环，多生长于腐物或粪土上，碎后变色明显，煮时可使银器、大蒜或米饭变黑。可利用这些特征加以识别。

③生鱼。淡水鱼（如鲤鱼）大都含有破坏硫胺（维B1）的酶称为硫胺素酶，如生吃易得硫胺缺乏症（脚气病或心力衰竭）而突然死亡，通过较长时间加热可破坏这种酶，并保留原有硫胺。

④河豚鱼。其内脏和皮肤中尤其是卵巢和肝中存在河豚毒素，是一种神经性毒剂，不仅可毒死猫、狗、猪等动物，也会毒死人。我国东南沿海每年都有中毒者。克服办法是将鲜鱼先去皮和内脏后再烹制。

⑤熏鱼、熏肉。即通常我国南方用稻草熏制的腊鱼、腊肉，通常含黄曲霉素和亚硝基化合物两类毒物，有致癌性。黄曲霉素耐热性强，在280℃以上才分解，油溶性好。由于盐中常含有硝酸盐，受热时在还原剂作用下生成亚硝酸盐，然后转化成亚硝胺。

三、其它毒物

主要指食物保存、烹调失当引起的致病物。

（1）霉菌毒素。会引起霉菌病，极为古老。主要有：

①黄曲霉毒素。是一类存在于霉变谷物中的霉素，中毒症状是肝损伤、肝癌及儿童急性脑炎。人或动物霉菌中毒，迄今尚无药可治。预防和处理的主要措施是：在干燥条件下保存谷物（湿度应低于18.5％）及易霉变的含油种籽如花生、葵子（湿度应低于9％）等；紫外线辐射、有机酸（乙酸及丙酸混合物或丙酸）作用于谷物、氨气处理棉籽可使毒素失活。

②丹毒。指存在于麦角中的紫花麦角菌中毒。该毒素分布于各种黑麦、小麦、大麦中，主症状为全身痒、麻木，长期吃麦角者会痉挛、发炎，最终手脚变黑、萎缩并脱落。通常麦角是一种防止失血、治偏头痛的药物，但食用含量超过0.3％即会中毒。预防办法是谷物加工前应筛去麦角。当出现有关症状后应用无麦角饮食调治。

（2）有害的细菌。各种食物的腐朽如肉、蛋、牛奶、鱼、蔬菜的变质、酸臭均由于细菌的作用，当吃进大量活的有毒细菌或细菌毒素时，就会产生食物中毒。一般症状为呕吐、腹泻，重者昏厥、致命。主要有：

①肉毒。毒素为肉毒梭菌，广泛存在于土壤中。如在烹调中未被杀死，则可在厌氧条件下产生如A型肉毒那样的强毒素，毒性为眼镜蛇毒素的1万倍，为马钱子碱或氰化物的几百万倍。食用未充分煮熟的家制罐装肉和菜豆、玉米等蔬菜等会引起此类中毒。预防办法是充分煮烹，不食用产生气体、变色、变稠的食物，扔掉变凸的罐头；治疗办法是催吐，适当服抗毒素。

②尸毒。肉类腐败后生成的生物碱之总称，主要有腐败牛肉所含的神经碱、鱼肉的组织毒素，以及腐肉胺、酪胺和尸毒素等。尸毒是动物死后其肌肉自行消化变软，细菌不断繁殖，使其蛋白质分解而成。应禁食各种腐肉。

③大肠杆菌。是肠道最主要的细菌群落，由人的粪便排出，通过苍蝇和手传到食物和食具上，又未经消毒传染而致病。在旅游业高度发达的今天，被称为"旅游者疾病"。其特点是严重水性腹泻（称为旅游者痢疾）。食物烹制要充分消毒，食具应用酒处理。可用合成的止泻宁或磺胺类药物治疗。

④葡萄球菌。这是最普遍的致毒细菌，因为很多健康人都是这类带菌者，涉及的食品范围极其广泛。其症状是严重呕吐、腹泻，由于有脱水性而造成不支，通常在食入后数分钟至致小时发作。应饮大量水并催吐。

烟草化学

我国是世界上最大的烟草消费大国。据调查，12亿人中估计有3.2亿烟民（占世界吸烟人的1/4），其中男性3亿，女性2000万。我国烟草制品中最大的种类是卷烟，即纸烟、香烟。另外还有雪茄烟、皮丝烟、斗烟丝、鼻烟和嚼烟等几种。据调查，吸烟者中有89.1%的人吸香烟。文化程度越高，吸香烟或带过滤嘴香烟的比例也越高。

众所周知，吸烟有害健康！据报道，全球每年因吸烟死亡的人竟达300万！吸烟为什么有害健康，必须从烟草的化学组成、性质及其变化情况来考察。

一、烟草的化学成分

烟草的化学成分极为复杂，若按化学组成分类，可分为：

1．碳水化合物

烟草中碳水化合物约占50%。按分子结构含基本单位糖分子数的不同，可分为单糖、双糖和多糖。我国烤烟烟叶含有相当丰富的单糖，一般含量在10～25%。单糖含量是烟叶质量的重要标志，通常品质好的烤烟烟叶含有较多单糖。烟叶中只含少量双糖，但含相当数量的多糖，如淀粉、纤维素等。

2．含氮化合物

烟叶中含有许多含氮化合物，主要有：蛋白质、氨基酸和酰胺化合物、烟草生物碱。

蛋白质是烟草植物体的主要营养物之一。烟叶中一般含蛋白质5～15%，随蛋白质含量增加烟叶等级下降。蛋白质燃烧后会产生臭氧，因此，烟叶中含蛋白质过多就使烟气质量低劣。烟草中含氨基酸、酰胺等虽然不多，但经燃烧以及烟叶加工过程都产生氨，对吸食的品质影响很大。

烟叶中另一种含氮化合物为烟草生物碱。各种烟草含烟草生物碱量差别很大，低的只含0.5%以下，高的可达10%以上。烟草生物碱的存在，是烟草有别于其他植物的主要标志。烟草生物碱中，烟碱（即尼古丁，Nicotine）约占95%以上。

我国卷烟用烟叶一般含烟碱2%以下，含量超过3%的很少见。烟草生物碱及其盐类具有强烈的水化作用，能在呈酸性反应条件下随水蒸气挥发出来。这样挥发出的游离态烟碱量虽不多，但对烟叶吸食品质影响很大，易使成品吸味辛辣、呛喉。烟草之所以能成为人类最普遍之嗜好品，主要是由于它含有烟碱。当吸食烟草时，部分烟碱进入烟气，被人体器官吸收，吸入适量会使人感到兴奋。但烟碱毒性较大。吸入过量会引起头痛、呕吐等中毒症状。烟碱对心脏也有毒害。吸烟者的机能虽然逐渐习惯于这种毒性刺激，但仍然可能会引起慢性中毒。

3．有机酸

烟叶中含有不少酸性物质，含量较多的有机酸是柠檬酸，其次是苹果酸和草酸。有机酸可以增加烟气酸性，醇化烟气，使烟味甜润舒适。一部分有机酸与烟碱结合成可溶性钠、钾盐存在于细胞液中，或以钙盐形式沉积于细胞中。

4．苷及多酚

烟叶中含有一种由单糖与酚类组成的化合物，称之为苷。它们是组成烟叶色素和树脂物质的成分。苷类性质都不安定，易被催化分解。当烟叶成熟之后，或在干制、发酵过程中，由于酶催化的结果，烟叶中的苷类物质发生强烈水解。苷类物质的分解产物往往具有令人快慰的香气。因此，苷类物质被认为是产生烟芳香气味的重要物质之一。

5．脂肪、挥发油和树脂物

烟叶一般含2～7%的脂肪，通常上等烟叶含脂肪较多。烟叶中还含有具芳香特性的挥发油及树脂物。上等烟叶表面均有香气，这是因为它们含有较多的挥发油。通常，树脂物不具香味，但是经燃烧被氧化分解后，大多能产生特殊的芳香气味。因此，树脂物也被认为是产生烟草吸食芳香的重要物质之一。

6．灰分元素

烟叶中含灰分元素约10%。灰分元素对烟叶的吸食品质并无直接关系。但是因为某些元素对烟叶燃烧特性有影响，故间接地影响烟叶吸食品质。例如：烟叶中含钾适量时，其燃烧性、保火力均较好，灰色也好；烟叶中含镁量高时，烟叶的灰色变得灰暗；如果镁含量适中，则既能保持烟灰完整、又不易散落。灰分中氯元素含量与烟叶的燃烧性质至关重要。当氯元素含量超过3%时，会导致烟叶燃烧性质变坏，引起熄火。

二、烟草在燃吸过程中的变化

烟草制品在燃吸过程中，靠近火中心的温度可高达800～900℃，由于燃烧而发生干馏作用和氧化分解等化学作用，使烟草中的各种化学成分都发生了不同程度的变化。有的成分被破坏，有的则又合成了新物质。其中各主要成分的变化大致如下：

烟草生物碱：它在燃烧过程中除了一部分经干馏作用进入烟气之外，其中大部分（60%以上）则受氧化分解为亚硝胺、菸酸、吡啶、吡啉、吡咯、胺以及二氧化碳等物质。

蛋白质：高分子含氮化合物经燃烧产生强烈氧化作用后，分解为一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氰氢酸、氨、简单胺化物和脂肪等化合物。

糖和植物酸：糖和有机酸经氧化作用生成一氧化碳、二氧化碳、挥发酸、酚的衍生物、烯烃、醇、醛和酮等物质。

树脂物、多酚和苷类：经氧化后生成挥发性芳香油、醛、酮、醇和酸类物质。

以上物质均进入烟气中，故烟草制品经燃烧后所产生的烟气，化学成分更为复杂。据检测，一支香烟燃烧后可产生4000多种化学成分，其中气态物质占烟气总量的92%，颗粒状物质占8%。气态物质中主要是氮气（58%）和氧气（12%），其余为一氧化碳（3.5%）、二氧化碳（13%）、一氧化氮、二氧化氮、氨、挥发性N－亚硝胺、氰化氢、挥发性碳水化合物以及挥发性烯烃、醇、醛、酮和烟碱等类物质。颗粒状物质中包括烟草生物碱、焦油和水分以及70多种金属和放射性元素。焦油是不挥发性N－亚硝胺、芳香族胺、链烯、苯、萘、多环芳烃、N－杂环烃、酚、羧酸等物质总的浓缩物。在数千种烟气组分中，被认为对人体健康最有害的是焦油、烟碱、一氧化碳、醛类等物质。

三、烟雾中的有害物质

1．焦油

烟气中焦油是威胁人体健康的罪魁祸首，烟焦油中的多环芳烃是致癌物质。其中具有强力致癌作用的苯并芘是其代表。致癌物质改变细胞的遗传结构，使正常细胞变为癌细胞。苯并芘在烟气中的含量大约为2～122μg/1000支。若以每千支100μg计算。日吸烟20支，年吸入苯并芘700μg，此剂量仅次于煤焦炉前的空气污染量，而大于一般城市空气中的含量。

烟焦油中的酚类及其衍生物则是一种促癌物质。促癌物质本身虽不能改变细胞的遗传结构，但能刺激被激发的细胞，导致癌瘤发展。两阶段发癌说认为：第一阶段，正常细胞在致癌物质作用下成为潜在癌细胞；第二阶段，潜在癌细胞在促癌物质作用下发展成癌瘤。因此，烟焦油被认为是诱发各种癌症的首要因素。

2．放射性物质

烟草中的放射性物质也是吸烟者肺癌发病率增加的因素之一。卷烟中最有害的放射性物质是210Po，它放出的α射线能把原子转变成离子，后者很容易损害活细胞的基因，或是杀死它们，或者把它们转变为癌细胞。据估计，一个吸烟者一天平均接触了比非吸烟者多约30倍210Po的放射剂量。每天吸一包半卷烟的人，全年肺脏接受的放射剂量相当于其皮肤接触了约300次胸部X线照射。有人认为，吸烟者肺癌的半数是由放射性物质引起的。

3．尼古丁(烟碱)

尼古丁是烟草的特征性物质。它在人体内的作用十分复杂。吸烟时，尼古丁很快被吸入血，仅7.5秒即可到达大脑，其作用快于静脉注射。尼古丁主要作用于大脑而影响全身。它可刺激交感神经节、副交感神经节和肾上腺，使心肌和其他组织释放出强的刺激物--儿茶酚胺，从而使心率加速，血压升高，排血时加大，心脏负荷加重，促使冠心病发作。尼古丁还可使胃平滑肌收缩而引起胃痛。有人认为，长期吸烟的人发生慢性气管炎、心悸、脉搏不整、冠心病、血管硬化、消化不良、震颤、视觉障碍等都与尼古丁有关。

医学界还认为，尼古丁最大的危害在于其成瘾性，其作用相当于鸦片中的吗啡和可卡因。烟民对烟草产生需求愿望的决定因素是尼古丁。尼古丁在人体内无累积性，不会长久停留人体中，吸烟后2小时，尼古丁通过呼吸和汗腺绝大数量即被排除，故它进入血液后只停留几小时。但长期吸烟，身体会习惯于血液内存在一定浓度尼古丁的状态。当血液中尼古丁下降时，便会渴望要求尼古丁浓度恢复原来的水平，于是得再吸一支，所以加强了吸烟愿望，形成烟瘾，从而增加其危害性。

4．一氧化碳

一氧化碳是烟草不完全燃烧的产物，一支卷烟烟雾中一氧化碳的含量约为1～5%。烟气中一氧化碳经吸入肺内，与血液中的血红蛋白迅速结合，形成碳氧血红蛋白（CO对血红蛋白的亲和力比O2大250倍），削弱血红蛋白与氧的结合，使血液携氧能力降低，减少心脏所能利用氧的数量，从而加快心跳，甚至带来心脏功能的衰竭。一氧化碳与尼古丁协同作用，危害吸烟者的心血管系统，对冠心病、心绞痛、心肌梗塞、缺血性心血管病、脑血管病以及血栓性闭塞性脉管炎都有直接影响，由此造成的死亡率是十分惊人的。与不吸烟者相比，冠心病要高5～10倍，猝死病高3～5倍，心肌梗塞高20倍，大动脉瘤高5～7倍。

5．醛类

主要是甲醛和丙烯醛。甲醛是一种无色有强烈刺激性的气体，对呼吸道黏膜有刺激作用，长期慢性刺激可引进黏膜充血，诱发呼吸道炎症。丙烯醛可破坏支气管黏膜上的纤毛，促进黏液腺分泌更多的黏液，从而带来呼吸困难，发展成慢性支气管炎和肺气肿。一旦得了感冒，就有得肺心病、甚至有死亡的危险。且气管、支气管的粘膜上皮细胞为了对付长期不断的刺激，还会发生一定的改变，病理学上称作"化生"，这很可能就是向肺癌方向迈出的第一步。

四、对青少年的危害

经调查，我国3亿多烟民中15岁以上的人总的吸烟率达33.88%。其中男性高达61%，有3/4是男性中青年，目前有向女性及低龄化方向发展的趋势。吸烟对青少年的危害性更大。青少年正处于迅速生长发育的阶段，身体各系统、各器官还未成熟或正趋于成熟，因而对有毒有害物质比成人更容易吸收，受的毒害也更深。医学研究证明，烟草中的有害物质对呼吸器官的天然防病机能有很大的破坏作用。在青春期，大支气管比较直，烟尘中的有害物质，容易长驱直入地进入细支气管及肺泡，麻痹呼吸道粘膜上的纤毛，使纤毛失去排除异物的能力和抑制肺内巨噬细胞对异物的吞噬能力。结果，呼吸道的防御力量被削弱，各种疾病也会接踵而来。吸烟对青少年中枢神经系统损害也比较明显。调查证实，吸烟可使学生记忆力和嗅觉灵敏性降低，课堂听课注意力不能持久，理解力差，成绩明显低于不吸烟的学生。而且长期吸烟会引起视力下降，视野缺损。严重者可引起视神经萎缩，最终将导致失明。医学上称?quot;烟中毒视神经病变"。女青年吸烟会使月经初潮推迟、月经紊乱、发生痛经。还可引起子宫颈增生不良和子宫颈癌。吸烟开始越早，各种疾病发病的年龄也随之提早，而且发病率更高。例如15岁以前吸烟的，就比成人发病率高17倍，以后的死亡率也就越高。

烟草及烟气中有害物质的毒害作用，现在已逐渐为人们所认识，世界上几乎所有国家都意识到吸烟对健康带来和危害。许多国家的政府都通过立法措施控制有害物质在卷烟中的含量。这包括开展从烟草中脱除有害物质的研究，生产过滤咀卷烟以减低烟气中焦油及尼古丁的含量，减少一氧化碳的可能产生量，以维护人类健康。但是目前一般醋酸纤维过滤咀卷烟的过滤效率只有59%，加活性碳后效率也只有66%。因此，采用带过滤咀的方法尚不能根除致病危险，所以卷烟生产正面临划时代变革。开发安全卷烟应该引进足够的重视。若能研制出既能防病又能治病的保健卷烟，将是对人类健康很可贵的贡献。