烟的成分是什么?蚊子为什么不咬吸烟者?
香烟是一种特殊的消费品,它的消费形式不是吃或喝,而是通过燃烧和吸入来享受它的烟雾。香烟的燃烧是一个非常复杂的物理化学变化过程。
(一)烟雾的形成
香烟燃烧是一个复杂的化学系统。据科学研究,当香烟点燃过程中温度升至300℃时,烟丝中的挥发性成分开始挥发,形成烟雾。当温度上升到450℃时,烟丝开始焦化;当温度上升到600℃时,香烟被点燃并开始燃烧。
香烟燃烧有两种形式:一种是吸烟时的燃烧,称为吸燃;另一种是吸气间隙内的燃烧,称为阴燃(也叫静态燃烧)。吸烟过程中从卷烟滤嘴端吸出的烟气称为主流烟气(MS),在吸烟间隙中从燃烧端释放出来,通过卷烟纸直接扩散到环境中的烟气称为侧流烟气(SS)。
(2)、香烟燃烧的三个区域
香烟燃烧时,燃烧端是锥形的。吸烟时,大部分空气是从燃烧锥体与卷烟纸的结合处进入,而锥体中间形成致密的碳化体,使气流难以通过,锥体中心氧含量低,燃烧受到限制,导致燃烧不完全。燃烧的香烟根据其温度变化和化学反应可分为三个不同的区域,即高温燃烧区A(如图所示)、热解蒸馏区B和低温冷凝区c
燃烧区位于香烟的前端,主要由碳化体组成。吸烟时,最高中心温度约为825℃ ~ 850℃。卷烟纸燃烧线前方0.2 ~ 1.0 mm处的温度可达910℃,也是空气进入燃烧区最多的地方。燃烧区的气相温度较低,抽气过程中温度在600 ~ 700℃之间变化。抽气后,燃烧区的固相温度在65438±0秒内从900℃以上急剧冷却到600℃。正常情况下,燃烧锥表面供氧充足,碳氧化放热反应在此发生,产生的热量被热气流带走,进入热解蒸馏区c,高温燃烧区产生的产物主要是气相物质,如二氧化碳、一氧化碳、水、氢气、甲烷等低级烃化合物和一些自由基,其中一部分通过燃烧的碳扩散到侧流烟气中。
燃烧锥后面是热解蒸馏区B,燃烧锥中心的热解蒸馏区供氧不足,反应在缺氧状态下进行。来自高温燃烧区的热空气流提供能量,这导致热解蒸馏区中复杂的化学变化。烟丝中的许多物质在这里发生剧烈而复杂的化学反应,烟气中的大部分化合物都在这里形成。同时,在热气流的作用下,烟丝中的挥发性物质挥发到烟气气流中(5元和6元环的半挥发性氮杂环化合物对烟香贡献显著)。热解蒸馏区内的大部分化学反应是吸热反应,在这里烟气流被迅速冷却,该区热气流的温度从800℃降低到100℃。
烟草中的萜烯、植物甾醇如豆甾醇、石蜡、糖、氨基酸、纤维素等多种成分通过热分解、热合成、干馏、聚合、缩合、自由基反应形成挥发性和半挥发性气体,以及液体和固体物质(如焦油)。
从热解蒸馏区到烟支末端称为冷凝过滤区c,在这里,烟气温度从100℃降至室温。随着温度的急剧下降,烟气中的低挥发性成分达到饱和点并开始冷凝。这些低挥发性成分凝结在烟丝上,烟气中的低挥发性物质在空气流动的过程中,以碳燃烧时形成的微小碳粒、有机物的微小碎片、灰分和电离分子组成的离子为凝结核,凝结成较大的颗粒。这些颗粒一部分被烟丝和过滤嘴拦截,另一部分随主流烟气进入人们的口腔。
(3)、侧流烟的形成过程
在吸烟间隙的阴燃阶段,卷烟燃烧区附近的自然对流空气向上流动支持卷烟燃烧,在卷烟内部的热解蒸馏区形成高浓度的有机蒸气。由于缺乏吸力,大部分有机蒸汽通过部分降解的卷烟纸迅速扩散到大气中,形成侧流烟。侧流烟通过卷烟纸扩散到大气中后,温度突然下降,经过空气稀释,形成比主流烟颗粒更小的气溶胶颗粒。侧流烟和吸烟者呼出的烟气扩散到空气中,经过陈化和稀释,形成环境烟草烟雾(ETS)。
二、烟气的特性
烟雾的颗粒特征新生成的主流烟雾气溶胶每立方厘米含有109 ~ 1010个颗粒,颗粒初始直径分布在0.01 ~ 1.2μm m之间,随着时间的推移,颗粒直径不断增大,烟雾在吸烟者口中停留时间为10秒。侧流烟的颗粒分布与主流烟不同,分布范围为0.08 ~ 1.0μ m,平均粒径为0.15μm..香烟在静态燃烧时每秒产生6.3×109个颗粒。
烟雾的带电特性由于高温化学电离,香烟烟雾是带有轻微电荷的气溶胶,其中约1/3粒子带正电荷,1/3粒子带负电荷,1/3粒子为中性,正负电荷相等。所以总体来说,烟气是电中性的。
由于燃烧方式不同,主流烟和侧流烟的酸碱性也不同。一般来说,阴燃产生的侧流烟基本是碱性的,吸烟产生的主流烟由于烟草原料不同,有酸性、碱性和中性,主要是碱性成分和酸性成分的量不同。各种卷烟类型,主流烟气pH值为5.6 ~ 6.5,而雪茄主流烟气pH值为7.5 ~ 10.0。
香烟烟雾的动态性质是不稳定的。由于烟雾的浓度非常高,所以其中的颗粒会在短时间内迅速凝聚,新烟雾中的颗粒数量会在半秒钟内下降到初始值的四分之一。由于凝结,烟气中的颗粒迅速增加。除了烟气的物理性质外,烟气中的化合物浓度也会发生变化。比如主流烟气中的亚硝酸甲酯,实际上是在新烟气老化10秒后才出现的。
(一)、烟气的成分
卷烟烟气由两部分组成:气相和颗粒相。
烟气中的气相物质和颗粒物通常称为气相物质,在常温下可以通过剑桥过滤器(一种玻璃纤维制成的过滤器,可以过滤直径大于0.2μm的颗粒,过滤效率为99%)。气态物质约占烟气总量的92%,包括空气(约58%)、过量氮气(约15%)、碳氢化合物、有机蒸汽、氮氧化物和一些生物活性物质。能被剑桥过滤器拦截的部分叫做颗粒物。颗粒物占烟气总量不到8%,主要是水、尼古丁和焦油。当然,这并不是一个明确的定义,因为有些组分在气相和颗粒相中都有,不同的分离技术得出的结论也不同,比如水和亚硝胺,气相和颗粒相中都有。
香烟烟雾中的焦油香烟烟雾中除了水和尼古丁以外的其余颗粒物质称为焦油。焦油是卷烟烟丝中的有机物在缺氧条件下不完全燃烧产生的,是由多种碳氢化合物和碳氢化合物的氧化物、硫化物和氮化物组成的复杂化合物。目前普遍认为,卷烟烟气中的有害成分主要集中在焦油中。据报道,香烟焦油中99.4%的成分对人体无害(其中相当一部分是香烟独特风味的来源),只有0.6%的成分对人体健康有害。在这些有害成分中,0.2%为致癌和可能致癌,0.4%为辅助致癌成分,如3,4-苯并[a]芘等多环芳烃。
烟气中的半挥发性成分除了颗粒物和气态成分,还有一种经常被提及的所谓半挥发性成分。半挥发性成分通常是指在常温下能残留在剑桥滤片上,但在一定温度下(一般在100℃至200℃之间)能从滤片上挥发而不分解的物质。一般来说,半挥发性物质是由沸点在70 ~ 300℃之间的约300种物质组成,包括了大部分有助于烟气口感和香气的成分。
(2)、烟气的主要化学成分
香烟烟雾是许多化合物的复杂混合物。截止到1988(Roberts报道,1988烟草记者)卷烟烟气中已鉴定出5068种化学成分,其中1172种存在于烟草本身,3896种为卷烟烟气所特有。
烟气中颗粒物的主要化学成分
脂肪烃低分子量的脂肪烃大部分存在于烟气中,烟气颗粒物中脂肪烃的分子量较高,主要来源于烟叶中的C25 ~ C34蜡。有人对烟气中C12到C33的饱和烃进行了定量分析,发现香料烟烟气颗粒物中烷烃含量高达1.56%,马里兰烟为1.12%,烤烟为0.92%,白肋烟为0.67%。烟气中烯烃和炔烃的含量小于烷烃,约为颗粒物的0.05438+0%。
烟气中的芳烃多为多环芳烃,在烟叶中含量较少。大部分是烟草成分如纤维素和高级烷烃在燃烧时产生的,是烟气中的主要有害成分。
萜类化合物烟叶中有许多萜类化合物。比如雪松烷、胡萝卜素、拉布拉多都是萜烯的衍生物。但由于这些物质分子量较大,直接转移到烟气中的量很少,主要以其降解产物及其衍生物的形式存在。烟气中含有香叶醇、紫苏烯、α-蒎烯等单萜类物质,是烟气中重要的风味成分。
羰基化合物烟气中的羰基化合物,如紫罗兰酮、大马酮、茄酮、柠檬醛、香兰素等。是形成烟气香味和香气的重要成分。
酚类化合物卷烟烟气颗粒物中的酚类化合物主要有东莨菪碱、绿原酸、儿茶酚、间苯二酚等。有些是烟叶固有的,有些是燃烧过程中形成的。在这些酚类化合物中,邻苯二酚的含量最高。酚类物质能在一定程度上增强卷烟的香气,但人们更关注其对人体呼吸道等器官的不良刺激。儿茶酚等。对癌症也有一定的促进作用,是烟雾中的有害物质。酚类物质的主要来源是烟叶中的碳水化合物。
有机酸烟气中的挥发性酸主要有甲酸、乙酸、丁酸、正戊酸、异戊酸、β-甲基戊酸、正己酸、异己酸等。不挥发酸主要有棕榈酸、亚麻酸、亚油酸、油酸、硬脂酸。还有少量的游离氨基酸,如丙氨酸、脯氨酸和甘氨酸。
氮杂环化合物氮杂环化合物主要存在于烟气颗粒物的碱性部分,碱性物质中最主要的成分是尼古丁。此外,还有吡啶、吡咯、吡嗪、吲哚、咔唑等多种氮杂环化合物,是卷烟烟气中重要的致香物质。
N-亚硝胺烟气中存在多种N-亚硝胺,主要有亚硝基二甲胺、亚硝基甲基乙胺、亚硝基吡咯烷和亚硝基吡啶。一般认为亚硝胺可诱发肺癌。
金属元素烟草中大部分金属元素燃烧后残留在灰分中,但极少量(0.01% ~ 4%)以两种形式进入烟气,一种是游离金属和金属无机盐,另一种是有机金属。此外,卷烟纸也是烟气中金属元素的来源。
(3)、烟气的主要化学成分相。
氮气、氧气、二氧化碳、一氧化碳和氢气是主流烟气中最重要的气相。这五种气体约占气相总量的90%,占烟气排放总量的85%。此外,还有一些其他的化学成分。
在挥发性烃烟气的气相中发现的挥发性烃不仅包括脂肪烃,还包括许多挥发性芳烃。脂肪烃包括烷烃、烯烃、炔烃和脂环烃。芳香烃包括苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、双二甲苯、邻二甲苯和苯乙烯。
挥发性酯类烟气中已报道的挥发性酯类有甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙酸异丙酯、乙酸丁酯、己酸乙酯等。
呋喃烟气中的呋喃类化合物是烟草中重要的香气物质,是烟叶非酶褐变反应的产物。卷烟烟气中有呋喃、2-甲基呋喃、四氢呋喃和2,5-二甲基呋喃,这些都是重要的烟草香味物质。
挥发性腈烟气气相中代表性的挥发性腈类化合物有丙烯腈、乙腈、丙腈、异丁腈、戊腈、己腈等。这些化合物是在卷烟吸食过程中形成的,其前体是烟草中的氮杂环化合物,如吡啶、甲基吡嗪等,是这些物质在高温下热解产生的。
其他挥发性成分烟气中还有很多其他挥发性成分,如氨、一氧化氮、二氧化氮、亚硝酸甲酯、硫化氢、氢氰酸、氯甲烷、甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇等。
三、烟气中的主要有害物质
烟雾中的大多数化合物对人无害,其中一些化合物能赋予烟草独特的风味,使其感觉愉悦,但也有少数化合物对健康有害,危害程度不同。
目前一般认为,烟气中的主要有害物质有:一氧化碳、氮氧化物、丙烯醛、挥发性芳烃、氢氰酸、挥发性亚硝胺等。、多环芳烃、酚类、烟碱、亚硝胺(尤其是烟草特有的亚硝胺)、一些杂环化合物、微量放射性元素等。,以及气相和颗粒相中的自由基。
(一)、有害和有益的尼古丁
尼古丁,也叫烟碱(尼古丁的音译名),是烟草中的一种生物碱。在烟草中,烟碱大多以与有机酸结合的状态存在,如柠檬酸、苹果酸等形成盐,少量以游离状态存在。
尼古丁进入人体,90%被肺部吸收,进入血液后6秒到达大脑。
尼古丁对人体最显著的作用是对交感神经的作用,通常表现为短期兴奋,其次是抑制。尼古丁的作用不仅仅是增加香烟的气味,产生刺激的感觉,还主要在于它产生的生理强度,通常称为能量,反映“成瘾”或“非成瘾”。一般来说,烟碱含量高的烟叶,烟气强度高,反之亦然。因此,烟气中含有一定量的尼古丁是绝对必要的,否则烟草将失去使用价值。但尼古丁的含量不能过高,否则不仅会增加烟气的刺激性,影响口感,而且对吸烟安全也是不利因素。
尼古丁是主流烟气中的有毒颗粒成分,小鼠LD50为50 ~ 60 mg/kg。中等剂量的尼古丁可使人呼吸加快,血管舒张和呕吐明显加重,而稍大剂量的尼古丁可引起震颤和痉挛。重度吸烟者吸入更多尼古丁后,会出现短暂的呼吸增强和血压升高。一些实验和临床实践表明,大量吸烟可以降低食欲等本能欲望,这是由于烟雾对胃液分泌的直接作用以及在口腔黏膜和味蕾上的反映所致。中度吸烟者的饥饿挛缩也可被尼古丁抑制,但胃的消化运动不受影响。尼古丁可以刺激肠胃蠕动。
目前大多数研究认为尼古丁与癌症无关。然而,有些人认为尼古丁是烟草和主流烟气中N-亚硝胺的前体,如N-亚硝基二氢吡啶(NNN)。
卷烟在吸食时,烟丝中的尼古丁一部分完全转移到主流烟气中(约15%),一部分转移到侧流烟气中(约30%),一部分沉积在烟蒂中(约18%),一部分发生在热解合成反应中(约30%),产物为3-甲基和4-甲基。
尼古丁是一种非常活跃的化学物质,在人体内代谢很快。尼古丁的代谢产物“可天宁”很容易从尿液中检测出来,在人体器官或各种组织中尚未发现尼古丁的蓄积。即使有,量也必须小到仪器检测不到或者可以忽略。从尼古丁的分子结构来看,它非常不稳定,在中性或碱性条件下可以发生各种变化。在人体的新陈代谢中,主要的中间体是可替宁,它几乎无毒,不会像尼古丁一样刺激血压。
目前每根过滤嘴香烟燃烧后释放的尼古丁量一般在1mg左右,每根低尼古丁香烟释放的尼古丁量可低至0.2mg,如此低的剂量不会对人体健康造成影响。
尼古丁最初被认为是烟草中一种独特的化学成分。最近的研究发现,一些植物,尤其是茄科植物,也能合成尼古丁,许多科学论文报道尼古丁存在于食物和饮料中。美国密歇根州的研究人员在成熟的西红柿、土豆和花椰菜中发现了可测量的尼古丁含量,但在茶和自来水中却没有。
(2)烟气中的可疑致癌物和促癌物质
多环芳烃多环芳烃是烟草在高温缺氧条件下不完全燃烧的产物。各种有机化合物热解产生的有机碎片通过复杂的聚合过程形成各种多环芳烃。香烟烟雾中有100多种多环芳烃。卷烟烟气中已鉴定出约30种具有致癌性的多环芳烃,其中3,4-苯并[a]芘最为典型,其致癌性最高,其次是二苯并[a,h]蒽、苯并[b]荧蒽等多环芳烃。
多环芳烃为接触致癌物,但每100支卷烟焦油中3,4-苯并[a]芘的含量约为2 ~ 3 μ g,低于卷烟烟气中的致癌阈值(最低致癌性)。
当然,并不是所有的多环芳烃都是致癌物或辅助致癌物。例如,芘和甲苯没有致癌活性。降低卷烟烟气中多环芳烃的方法包括选择烟草品种和大幅度改变卷烟烟丝的成分,如使用烟梗、再造烟叶、膨胀烟丝和烟丝。改变卷烟纸和过滤嘴成分的自然多孔性也能显著减少焦油、尼古丁和多环芳烃。
N-亚硝胺目前,世界上已发现300多种N-亚硝胺对40种动物有致癌作用,只有少数存在于烟草中。由于烟草含有较多的含氮有机化合物和硝酸盐,因此烟气中的N-亚硝胺较多,其中一种胺前体是烟草特有的N-亚硝胺(TSNA)。一些研究认为,烟草中的烟碱和假木贼碱可能是胺类物质的前体。N-亚硝基甲基尼古丁(NNN)和4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)是在烟草加工、香烟燃烧或吸入烟雾的瞬间由尼古丁产生的。都是很强的动物致癌物,诱发小鼠,大鼠,叙利亚金田。研究表明,在体外代谢活动中,NNK可以甲基化活体动物和人体组织中的DNA(脱氧核糖核酸),这一点已通过从各种组织中分离7-甲基鸟嘌呤和O6-甲基鸟嘌呤得到证明。分子生物学家认为,细胞传递密码中携带O6-甲基鸟嘌呤是对DNA的一种化学损伤,可能致癌。
N-亚硝基二乙醇胺(NDELA)是一种在烟草和香烟烟雾中发现的非挥发性亚硝胺,由二乙醇胺衍生而来,以马来酰肼的形式用作烟草生长的芽抑制剂。烟草产品中最丰富的胺是叔胺尼古丁。
烟草中有几种不挥发的N-亚硝胺氨基酸,包括N-亚硝基脯氨酸和亚硝基-2-哌啶酸,但这类亚硝胺酸在烟气中是不存在的,它们的脱羧作用会导致烟气中挥发性N-亚硝胺的形成。
目前,降低烟气中挥发性N-亚硝胺最有效的方法是用醋酸纤维过滤器进行选择性拦截,可拦截80%以上的上述化合物。
有研究认为,烟草中的硝酸盐含量是形成烟气中N-亚硝胺和氮氧化物的重要因素,因此降低硝酸盐含量也是降低烟气中N-亚硝胺和氮氧化物的有效方法。
实际上,新产生的烟气只含有一氧化氮和微量的一氧化二氮,没有二氧化氮。随着烟气的老化,二氧化氮迅速形成,被空气稀释的烟气中一半的一氧化氮在几分钟内被氧化成二氧化氮。氮氧化物是卷烟吸食时形成N-亚硝胺的主要前体物之一,吸食后还能促进体内亚硝胺的合成。
酚类烟气焦油的酸性成分中有辅助致癌物,其中以邻苯二酚和烷基邻苯二酚最为重要,可促癌,与多环芳烃结合时可增加多环芳烃的致癌性。
对烟草的系统研究表明,烟气中儿茶酚的主要前体是纤维素、葡萄糖、果糖、绿原酸、果胶、淀粉和半纤维素。过滤器不能像挥发性酚那样选择性地减少儿茶酚。使用重组烟草可以降低卷烟烟气中的儿茶酚。研究表明,完全由重组烟草制成的卷烟烟气中的儿茶酚比由相同烟叶的纯烟丝制成的卷烟烟气中的儿茶酚少约50%。增加卷烟烟丝中的硝酸盐含量是显著降低儿茶酚的手段,但硝酸盐的增加会增加另一种致癌促进剂——N-亚硝胺的量。
苯卷烟烟气中的芳烃是烟丝燃烧时形成的,其中苯是最简单的,可能来自烟草中含芳环的成分,如木质素、多酚和一些氨基酸,也可能来自不挥发物质。它们的片段倾向于形成具有良好热稳定性的芳环系统。
国际癌症研究机构认为,苯可能是一种致癌物质,因为它增加了在高苯含量环境中工作的工人患白血病和淋巴瘤的机会,但吸烟并不会增加患这种肿瘤的风险。
使用穿孔过滤器可以选择性地降低主流烟气中的苯含量。
氯代烃烟叶中少量的氯(< 1.0%)似乎可以提高烟叶的燃烧性,而大量的氯则降低燃烧性。烟气中氯代烃的含量受烟草中氯含量的影响。氯甲烷和氯乙烯已在气相中鉴定出来。氯甲烷是疑似致癌物,而氯乙烯的毒性则相对明确。长期在高浓度氯乙烯中工作的工人,容易诱发肝血管瘤。
(3)、一氧化碳可导致组织缺氧
一氧化碳(CO)是烟气中的有害物质之一。在香烟燃烧区的中心,如果氧气供应不足,更容易形成一氧化碳。一氧化碳与心血管疾病和缺氧中毒有关,严重时可引起器质性病变。一支香烟能产生0.3 ~ 0.4毫克的一氧化碳。一氧化碳被吸入肺部后,迅速进入血液,与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白。一氧化碳和血红蛋白的亲和力比氧气和血红蛋白的亲和力大得多(比氧气高200倍),比氧气和血红蛋白的解离慢得多。所以一氧化碳一旦吸入,就与氧气竞争与血红蛋白结合,而碳血红蛋白一旦形成,就不容易分离,从而使血液正常的携氧功能受到阻碍,造成体内缺氧,导致缺氧,从而使组织细胞缺氧。一氧化碳浓度高时,还可与细胞色素氧化酶的铁结合,抑制组织和细胞的呼吸过程,阻碍氧的利用。
主流烟气中一氧化碳的含量很少,不足以对人体造成明显的伤害。主流烟气中碳氧化物的释放受烟草的物理状态、滤嘴的孔隙率、卷烟纸和卷烟纸添加剂的影响很大。主流香烟烟雾中的一氧化碳含量已经通过使用穿孔过滤器或具有纵向空气槽的过滤器来稀释烟雾而被选择性地降低。
(4)烟气中纤毛的有毒物质
氰化氢氰化氢是烟气中毒性最大的物质,也是几种呼吸酶非常活跃的抑制剂。在肝脏中,氰化氢迅速代谢为硫氰酸盐,吸烟者唾液、血液和尿液中硫氰酸盐的浓度常被用作烟气吸入量和不同吸入深度的指标。烟气中的氰化氢主要来源于烟草中的蛋白质和氨基酸,尤其是甘氨酸、脯氨酸和氨基二羧酸。此外,烟草中的硝酸盐也能促进氰化氢的形成。
含有活性炭的滤嘴、穿孔滤嘴或具有纵向空气槽的滤嘴可以选择性地降低香烟烟雾中氰化氢的浓度。
挥发性醛酮烟气气相中的一些醛酮是烟草成分直接转移的结果,这些化合物是通过烟草中的非酶褐变反应形成的。在卷烟吸食过程中,烟草中羰基化合物与含氮化合物之间的非酶促褐变反应更加强烈,挥发性醛酮类物质在产物中占有很大比例。目前在气相中至少发现了20种醛和6种酮,其中以甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛、糠醛和丙酮的含量最高。一些挥发性羰基化合物,尤其是甲醛、丙烯醛和巴豆醛,是呼吸道纤毛中的毒素。当与氰化氢一起吸入时,它们会抑制肺部排泄物的清除,从而可能导致肺部疾病。据悉,甲醛还会诱发鼻癌。含有活性炭的滤嘴可以选择性地去除卷烟烟气中的部分挥发性醛酮类物质,从而大大降低整体烟气对呼吸道纤毛的毒性,穿孔滤嘴也可以去除卷烟烟气中的挥发性醛类物质。
(4)烟气中的放射性物质
烟气中的放射性物质来自烟草生长中施用的磷肥。磷肥中含有铀,经过一系列衰变后变成铅-210和钋-210,其放射性物质被烟草上的绒毛吸收。当含有放射性同位素的烟草燃烧时,绒毛变得不可溶,并被吸入肺组织。在香烟中也发现了α射线。但这些物质在烟气中的含量极小,不能对人体构成危害。
会导致细胞损伤的自由基
一支燃烧的香烟就像一个小型化工厂,可以产生成千上万种化合物,包括焦油和尼古丁,还含有大量的自由基。最近的研究发现,香烟烟雾中分布的大量自由基可以直接或间接攻击细胞的遗传物质,起到一定的诱发和促进癌症的作用。自由基又称游离基,一般是指化合物分子中的价键在光、热、高能辐射或体内代谢的作用下,均匀分裂成含有不成对价电子的原子、原子团、分子或离子,习惯上称为孤电子系统,如Cl、R、RO等。,还包括一些中性分子,如NO自由基和NO2自由基。因为这些物质有不成对的电子,化学性质比较活泼,容易与其他物质发生反应,从而获得或失去一个电子,成为稳定的结构。一般来说,自由基体积越大,电荷分散度越高,性质越稳定;相反,那些体积更小、重量更轻的自由基,化学性质更活跃。
烟雾中含有自由基。每吸入一次烟气,自由基含量达到106。自由基大多是由相关稳定化合物的均裂产生的。吸烟时产生的一些自由基经剑桥滤纸过滤后,可富集在焦油中,称为烟气颗粒自由基。烟气的气相也含有大量的自由基,与烟气中的颗粒自由基不同,它们体积小,重量轻,稳定性差。发现烟气中气相自由基的主要成分是烷烃自由基(R)和烷氧基自由基(RO),其中烷氧基自由基约占60% ~ 70%。这些自由基是流动过程中吸烟燃烧形成的气流形成的。