從生活化學看，所謂毒物是指干擾或擾亂人體中化學反應系統的物質。雖然對生命來說，"物無美惡，過則為災"，意思是毒性與劑量有關。但仍可根據毒物的性能和危害程度將毒物分為不同的類型。
基本介紹
- 中文名：毒物與化學
- 英文名：Toxicology and chemistry
常見毒物危害,菸草化學,
常見毒物危害
一、毒物的類型
毒物種類極多，分類也很複雜。按作用機制可分為化學毒物與生物毒物兩類，前者如亞砒酸、有機磷農藥，後者如各種有毒黴菌、病毒；按毒物性能可分為：①腐蝕性毒物。如強酸、強鹼、強氧化劑等，它們可迅速破壞生理組織、酶官能團變性或失效，常見的有硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、光氣（碳醯氯）、氯氣、臭氧等；②代謝性毒物。如一氧化碳、氫氰酸、氟乙酸等可影響代謝過程；③神經性毒物。它們影響電信號沿神經纖維的傳遞過程，使傳遞失誤或改變，如有機磷農藥均屬此類，可麻痹中樞及骨髓系統。大麻等致幻物可破壞人的判斷力；④誘變性毒物。改變遺傳基因和染色體，引起子代異常、病變或致畸，如可的松等；⑤致癌物。如多環芳烴、石棉、灰塵等。
二、天然食物中的毒物
1． 食油
食油的毒性來自原油或加工過程。
（1）原油。致毒的食油有：
①生棉籽油。系將生棉籽直接榨出而得，內常含棉酚、棉酚紫、棉酚綠等毒物，通常不能用加熱法除去。主症狀為頭暈、乏力、心慌等，影響生育（棉酚為男性避孕藥）。主要可通過改進加工方法來降低毒性。榨油前先將棉籽蒸炒，然後將油鹼洗、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惡唑烷硫酮，具有令人噁心的臭味。因該毒物揮發性較大，在烹調時將油熱至冒煙即可除去。
（2）陳油。指高溫下用過的或長期存放的油。
①多次高溫加熱的油
其中維生素和必需脂肪酸被破壞，營養價值大降。由於長時間加熱，其中的不飽和脂肪酸通過氧化發生聚合，生成各種聚合體。其中二聚體可被人體吸收，並有較強毒性。動物試驗表明：餵食這類油後生長停滯、肝臟腫大、胃潰瘍，還出現各種癌變。因此，在烹調時應儘量避免過高溫度，禁止反覆加熱。不吃（至少少吃）街頭攤販的油炸食品。
②存放過久的油
其中的不飽和脂肪酸（在玉米、棉籽、紅花、大豆和向日葵油中甚豐）與空氣、光、金屬接觸後，被氧化成有毒的過氧化物，會破壞維E。不飽和成分的雙鍵斷裂後形成低分子量的醇、醛、酮等物質，有異味和較大刺激。即使是豬油、牛油等主含飽和酸的動物油，久存後亦會水解生成甘油和游離脂肪酸，進一步降解成小分子化合物，產生臭味和毒性，通稱 "變哈"或酸敗。為防止酸敗，不宜將油久存。貯存前應充分除去其中的水分，密封容器。用深棕色瓶裝油放在冰櫃中。還可加些抗氧劑如香蘭素、丁香、花椒等以延緩酸敗。
2．蔬菜及水果
有的蔬菜或水果也含有特殊毒素。
（1）蔬菜類。靠一般烹調仍不能去毒的有：
①四季豆。又稱芸豆或芸扁豆，豆莢外皮中的皂素和籽實中的植物血球凝集素均有毒，前者對消化黏膜有強刺激性，後者有凝血作用，產生胸悶、麻木等症狀。烹調時需煮較長時間，使原來的生綠色消失，食用時無生味感，毒素方可完全破壞。切忌生吃、涼拌等。
②發芽土豆。發綠的皮層及芽中含有龍葵素（茄鹼），可破壞人體紅血球而致毒，產生呼吸困難、心臟麻木等症狀。去毒辦法是將芽及發芽部位一起挖去，再用水浸泡半小時以上，炒煮時再適當加醋。
③鮮黃花菜。含秋水仙鹼。此鹼本身無毒，但在體內可被氧化成具有強毒的氧化二秋水仙鹼，侵犯血液循環系統。去毒辦法是先用開水燙鮮菜，再放入清水中浸泡2～3小時，即可去鹼。乾黃花菜無害，可放心食用，因為通過蒸煮曬制，秋水仙鹼已被破壞。
（2）水果
①荔枝。荔枝中葡萄糖含量高達66%，有豐富的維A、B、C及游離胺基酸，是一種很受歡迎的營養食品，但過食會出現乏力、昏迷等症，中醫稱為"荔枝病"，西醫稱為"低血糖"。因其中含α－次甲基環丙基甘氨酸，有降低血糖的作用。
②柿子。因柿中含丹寧較多，有強收斂性，刺激胃壁造成胃液分泌減少。空腹過量食用或與酸性食物及白酒等同食，易得"柿石"，又稱"胃柿石"，妨礙消化，致胃痛。柿子不宜與蛋白質等同食。
③桃仁、杏仁。含苦杏仁酸，在體內水解轉化成劇毒的氫氰酸，使人痙攣甚至死亡。宜炒熟後少量食用。
3．其它食物
①含毒的花蜜。如杜鵑紅、山月桂、夾竹桃等的花蜜中含有化學結構與毛地黃相似的物質，會引起心律不齊、食欲不振和嘔吐。應充分蒸煮去毒。
②蘑菇。可食用者有300多種，毒蘑菇的主要毒素有原漿毒（使人體大部分器官發生細胞變性）、神經毒（痙攣、昏厥）、胃腸毒（胃腸劇痛）和溶血（溶血性貧血）四類。毒蘑菇主要特點有：蘑冠色澤艷麗或呈粘土色，表面粘脆，蘑柄上有環，多生長於腐物或糞土上，碎後變色明顯，煮時可使銀器、大蒜或米飯變黑。可利用這些特徵加以識別。
③生魚。淡水魚（如鯉魚）大都含有破壞硫胺（維B1）的酶稱為硫胺素酶，如生吃易得硫胺缺乏症（腳氣病或心力衰竭）而突然死亡，通過較長時間加熱可破壞這種酶，並保留原有硫胺。
④河豚魚。其內臟和皮膚中尤其是卵巢和肝中存在河豚毒素，是一種神經性毒劑，不僅可毒死貓、狗、豬等動物，也會毒死人。我國東南沿海每年都有中毒者。克服辦法是將鮮魚先去皮和內臟後再烹製。
⑤熏魚、燻肉。即通常我國南方用稻草熏制的臘魚、臘肉，通常含黃麴黴素和亞硝基化合物兩類毒物，有致癌性。黃麴黴素耐熱性強，在280℃以上才分解，油溶性好。由於鹽中常含有硝酸鹽，受熱時在還原劑作用下生成亞硝酸鹽，然後轉化成亞硝胺。
三、其它毒物
主要指食物保存、烹調失當引起的致病物。
（1）黴菌毒素。會引起黴菌病，極為古老。主要有：
①黃麴黴毒素。是一類存在於霉變穀物中的黴素，中毒症狀是肝損傷、肝癌及兒童急性腦炎。人或動物黴菌中毒，迄今尚無藥可治。預防和處理的主要措施是：在乾燥條件下保存穀物（濕度應低於18.5%）及易霉變的含油種籽如花生、葵子（濕度應低於9%）等；紫外線輻射、有機酸（乙酸及丙酸混合物或丙酸）作用於穀物、氨氣處理棉籽可使毒素失活。
②丹毒。指存在於麥角中的紫花麥角菌中毒。該毒素分布於各種黑麥、小麥、大麥中，主症狀為全身癢、麻木，長期吃麥角者會痙攣、發炎，最終手腳變黑、萎縮並脫落。通常麥角是一種防止失血、治偏頭痛的藥物，但食用含量超過0.3%即會中毒。預防辦法是穀物加工前應篩去麥角。當出現有關症狀後套用無麥角飲食調治。
（2）有害的細菌。各種食物的腐朽如肉、蛋、牛奶、魚、蔬菜的變質、酸臭均由於細菌的作用，當吃進大量活的有毒細菌或細菌毒素時，就會產生食物中毒。一般症狀為嘔吐、腹瀉，重者昏厥、致命。主要有：
①肉毒。毒素為肉毒梭菌，廣泛存在於土壤中。如在烹調中未被殺死，則可在厭氧條件下產生如A型肉毒那樣的強毒素，毒性為眼鏡蛇毒素的1萬倍，為馬錢子鹼或氰化物的幾百萬倍。食用未充分煮熟的家制罐裝肉和菜豆、玉米等蔬菜等會引起此類中毒。預防辦法是充分煮烹，不食用產生氣體、變色、變稠的食物，扔掉變凸的罐頭；治療辦法是催吐，適當服抗毒素。
②屍毒。肉類腐敗後生成的生物鹼之總稱，主要有腐敗牛肉所含的神經鹼、魚肉的組織毒素，以及腐肉胺、酪胺和屍毒素等。屍毒是動物死後其肌肉自行消化變軟，細菌不斷繁殖，使其蛋白質分解而成。應禁食各種腐肉。
③大腸桿菌。是腸道最主要的細菌群落，由人的糞便排出，通過蒼蠅和手傳到食物和食具上，又未經消毒傳染而致病。在旅遊業高度發達的今天，被稱為"旅遊者疾病"。其特點是嚴重水性腹瀉（稱為旅遊者痢疾）。食物烹製要充分消毒，食具套用酒處理。可用合成的止瀉寧或磺胺類藥物治療。
④葡萄球菌。這是最普遍的致毒細菌，因為很多健康人都是這類帶菌者，涉及的食品範圍極其廣泛。其症狀是嚴重嘔吐、腹瀉，由於有脫水性而造成不支，通常在食入後數分鐘至致小時發作。應飲大量水並催吐。
菸草化學
我國是世界上最大的菸草消費大國。據調查，12億人中估計有3.2億菸民（占世界吸菸人的1/4），其中男性3億，女性2000萬。我國菸草製品中最大的種類是捲菸，即紙菸、香菸。另外還有雪茄菸、皮絲煙、斗菸絲、鼻煙和嚼煙等幾種。據調查，吸菸者中有89.1%的人吸香菸。文化程度越高，吸香菸或帶過濾嘴香菸的比例也越高。
眾所周知，吸菸有害健康！據報導，全球每年因吸菸死亡的人竟達300萬！吸菸為什麼有害健康，必須從菸草的化學組成、性質及其變化情況來考察。
一、菸草的化學成分
菸草的化學成分極為複雜，若按化學組成分類，可分為：
1．碳水化合物
菸草中碳水化合物約占50%。按分子結構含基本單位糖分子數的不同，可分為單糖、雙糖和多糖。我國烤菸菸葉含有相當豐富的單糖，一般含量在10～25%。單糖含量是菸葉質量的重要標誌，通常品質好的烤菸菸葉含有較多單糖。菸葉中只含少量雙糖，但含相當數量的多糖，如澱粉、纖維素等。
2．含氮化合物
菸葉中含有許多含氮化合物，主要有：蛋白質、胺基酸和醯胺化合物、菸草生物鹼。
蛋白質是菸草植物體的主要營養物之一。菸葉中一般含蛋白質5～15%，隨蛋白質含量增加菸葉等級下降。蛋白質燃燒後會產生臭氧，因此，菸葉中含蛋白質過多就使煙氣質量低劣。菸草中含胺基酸、醯胺等雖然不多，但經燃燒以及菸葉加工過程都產生氨，對吸食的品質影響很大。
菸葉中另一種含氮化合物為菸草生物鹼。各種菸草含菸草生物鹼量差別很大，低的只含0.5%以下，高的可達10%以上。菸草生物鹼的存在，是菸草有別於其他植物的主要標誌。菸草生物鹼中，菸鹼（即尼古丁，Nicotine）約占95%以上。
我國捲菸用菸葉一般含菸鹼2%以下，含量超過3%的很少見。菸草生物鹼及其鹽類具有強烈的水化作用，能在呈酸性反應條件下隨水蒸氣揮發出來。這樣揮發出的游離態菸鹼量雖不多，但對菸葉吸食品質影響很大，易使成品吸味辛辣、嗆喉。菸草之所以能成為人類最普遍之嗜好品，主要是由於它含有菸鹼。當吸食菸草時，部分菸鹼進入煙氣，被人體器官吸收，吸入適量會使人感到興奮。但菸鹼毒性較大。吸入過量會引起頭痛、嘔吐等中毒症狀。菸鹼對心臟也有毒害。吸菸者的機能雖然逐漸習慣於這種毒性刺激，但仍然可能會引起慢性中毒。
3．有機酸
菸葉中含有不少酸性物質，含量較多的有機酸是檸檬酸，其次是蘋果酸和草酸。有機酸可以增加煙氣酸性，醇化煙氣，使煙味甜潤舒適。一部分有機酸與菸鹼結合成可溶性鈉、鉀鹽存在於細胞液中，或以鈣鹽形式沉積於細胞中。
4．苷及多酚
菸葉中含有一種由單糖與酚類組成的化合物，稱之為苷。它們是組成菸葉色素和樹脂物質的成分。苷類性質都不安定，易被催化分解。當菸葉成熟之後，或在乾制、發酵過程中，由於酶催化的結果，菸葉中的苷類物質發生強烈水解。苷類物質的分解產物往往具有令人快慰的香氣。因此，苷類物質被認為是產生煙芳香氣味的重要物質之一。
5．脂肪、揮髮油和樹脂物
菸葉一般含2～7%的脂肪，通常上等菸葉含脂肪較多。菸葉中還含有具芳香特性的揮髮油及樹脂物。上等菸葉表面均有香氣，這是因為它們含有較多的揮髮油。通常，樹脂物不具香味，但是經燃燒被氧化分解後，大多能產生特殊的芳香氣味。因此，樹脂物也被認為是產生菸草吸食芳香的重要物質之一。
6．灰分元素
菸葉中含灰分元素約10%。灰分元素對菸葉的吸食品質並無直接關係。但是因為某些元素對菸葉燃燒特性有影響，故間接地影響菸葉吸食品質。例如：菸葉中含鉀適量時，其燃燒性、保火力均較好，灰色也好；菸葉中含鎂量高時，菸葉的灰色變得灰暗；如果鎂含量適中，則既能保持菸灰完整、又不易散落。灰分中氯元素含量與菸葉的燃燒性質至關重要。當氯元素含量超過3%時，會導致菸葉燃燒性質變壞，引起熄火。
二、菸草在燃吸過程中的變化
菸草製品在燃吸過程中，靠近火中心的溫度可高達800～900℃，由於燃燒而發生乾餾作用和氧化分解等化學作用，使菸草中的各種化學成分都發生了不同程度的變化。有的成分被破壞，有的則又合成了新物質。其中各主要成分的變化大致如下：
菸草生物鹼：它在燃燒過程中除了一部分經乾餾作用進入煙氣之外，其中大部分（60%以上）則受氧化分解為亞硝胺、菸酸、吡啶、吡啉、吡咯、胺以及二氧化碳等物質。
蛋白質：高分子含氮化合物經燃燒產生強烈氧化作用後，分解為一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氰氫酸、氨、簡單胺化物和脂肪等化合物。
糖和植物酸：糖和有機酸經氧化作用生成一氧化碳、二氧化碳、揮發酸、酚的衍生物、烯烴、醇、醛和酮等物質。
樹脂物、多酚和苷類：經氧化後生成揮發性芳香油、醛、酮、醇和酸類物質。
以上物質均進入煙氣中，故菸草製品經燃燒後所產生的煙氣，化學成分更為複雜。據檢測，一支香菸燃燒後可產生4000多種化學成分，其中氣態物質占煙氣總量的92%，顆粒狀物質占8%。氣態物質中主要是氮氣（58%）和氧氣（12%），其餘為一氧化碳（3.5%）、二氧化碳（13%）、一氧化氮、二氧化氮、氨、揮發性N－亞硝胺、氰化氫、揮發性碳水化合物以及揮發性烯烴、醇、醛、酮和菸鹼等類物質。顆粒狀物質中包括菸草生物鹼、焦油和水分以及70多種金屬和放射性元素。焦油是不揮發性N－亞硝胺、芳香族胺、鏈烯、苯、萘、多環芳烴、N－雜環烴、酚、羧酸等物質總的濃縮物。在數千種煙氣組分中，被認為對人體健康最有害的是焦油、菸鹼、一氧化碳、醛類等物質。
三、煙霧中的有害物質
1．焦油
煙氣中焦油是威脅人體健康的罪魁禍首，煙焦油中的多環芳烴是致癌物質。其中具有強力致癌作用的苯並芘是其代表。致癌物質改變細胞的遺傳結構，使正常細胞變為癌細胞。苯並芘在煙氣中的含量大約為2～122μg/1000支。若以每千支100μg計算。日吸菸20支，年吸入苯並芘700μg，此劑量僅次於煤焦爐前的空氣污染量，而大於一般城市空氣中的含量。
煙焦油中的酚類及其衍生物則是一種促癌物質。促癌物質本身雖不能改變細胞的遺傳結構，但能刺激被激發的細胞，導致癌瘤發展。兩階段發癌說認為：第一階段，正常細胞在致癌物質作用下成為潛在癌細胞；第二階段，潛在癌細胞在促癌物質作用下發展成癌瘤。因此，煙焦油被認為是誘發各種癌症的首要因素。
2．放射性物質
菸草中的放射性物質也是吸菸者肺癌發病率增加的因素之一。捲菸中最有害的放射性物質是210Po，它放出的α射線能把原子轉變成離子，後者很容易損害活細胞的基因，或是殺死它們，或者把它們轉變為癌細胞。據估計，一個吸菸者一天平均接觸了比非吸菸者多約30倍210Po的放射劑量。每天吸一包半捲菸的人，全年肺臟接受的放射劑量相當於其皮膚接觸了約300次胸部X線照射。有人認為，吸菸者肺癌的半數是由放射性物質引起的。
3．尼古丁(菸鹼)
尼古丁是菸草的特徵性物質。它在人體內的作用十分複雜。吸菸時，尼古丁很快被吸入血，僅7.5秒即可到達大腦，其作用快於靜脈注射。尼古丁主要作用於大腦而影響全身。它可刺激交感神經節、副交感神經節和腎上腺，使心肌和其他組織釋放出強的刺激物--兒茶酚胺，從而使心率加速，血壓升高，排血時加大，心臟負荷加重，促使冠心病發作。尼古丁還可使胃平滑肌收縮而引起胃痛。有人認為，長期吸菸的人發生慢性氣管炎、心悸、脈搏不整、冠心病、血管硬化、消化不良、震顫、視覺障礙等都與尼古丁有關。
醫學界還認為，尼古丁最大的危害在於其成癮性，其作用相當於鴉片中的嗎啡和古柯鹼。菸民對菸草產生需求願望的決定因素是尼古丁。尼古丁在人體內無累積性，不會長久停留人體中，吸菸後2小時，尼古丁通過呼吸和汗腺絕大數量即被排除，故它進入血液後只停留幾小時。但長期吸菸，身體會習慣於血液記憶體在一定濃度尼古丁的狀態。當血液中尼古丁下降時，便會渴望要求尼古丁濃度恢復原來的水平，於是得再吸一支，所以加強了吸菸願望，形成菸癮，從而增加其危害性。
4．一氧化碳
一氧化碳是菸草不完全燃燒的產物，一支捲菸煙霧中一氧化碳的含量約為1～5%。煙氣中一氧化碳經吸入肺內，與血液中的血紅蛋白迅速結合，形成碳氧血紅蛋白（CO對血紅蛋白的親和力比O2大250倍），削弱血紅蛋白與氧的結合，使血液攜氧能力降低，減少心臟所能利用氧的數量，從而加快心跳，甚至帶來心臟功能的衰竭。一氧化碳與尼古丁協同作用，危害吸菸者的心血管系統，對冠心病、心絞痛、心肌梗塞、缺血性心血管病、腦血管病以及血栓性閉塞性脈管炎都有直接影響，由此造成的死亡率是十分驚人的。與不吸菸者相比，冠心病要高5～10倍，猝死病高3～5倍，心肌梗塞高20倍，大動脈瘤高5～7倍。
5．醛類
主要是甲醛和丙烯醛。甲醛是一種無色有強烈刺激性的氣體，對呼吸道黏膜有刺激作用，長期慢性刺激可引進黏膜充血，誘發呼吸道炎症。丙烯醛可破壞支氣管黏膜上的纖毛，促進黏液腺分泌更多的黏液，從而帶來呼吸困難，發展成慢性支氣管炎和肺氣腫。一旦得了感冒，就有得肺心病、甚至有死亡的危險。且氣管、支氣管的黏膜上皮細胞為了對付長期不斷的刺激，還會發生一定的改變，病理學上稱作"化生"，這很可能就是向肺癌方向邁出的第一步。
四、對青少年的危害
經調查，我國3億多菸民中15歲以上的人總的吸菸率達33.88%。其中男性高達61%，有3/4是男性中青年，目前有向女性及低齡化方向發展的趨勢。吸菸對青少年的危害性更大。青少年正處於迅速生長發育的階段，身體各系統、各器官還未成熟或正趨於成熟，因而對有毒有害物質比成人更容易吸收，受的毒害也更深。醫學研究證明，菸草中的有害物質對呼吸器官的天然防病機能有很大的破壞作用。在青春期，大支氣管比較直，煙塵中的有害物質，容易長驅直入地進入細支氣管及肺泡，麻痹呼吸道黏膜上的纖毛，使纖毛失去排除異物的能力和抑制肺內巨噬細胞對異物的吞噬能力。結果，呼吸道的防禦力量被削弱，各種疾病也會接踵而來。吸菸對青少年中樞神經系統損害也比較明顯。調查證實，吸菸可使學生記憶力和嗅覺靈敏性降低，課堂聽課注意力不能持久，理解力差，成績明顯低於不吸菸的學生。而且長期吸菸會引起視力下降，視野缺損。嚴重者可引起視神經萎縮，最終將導致失明。醫學上稱?quot;煙中毒視神經病變"。女青年吸菸會使月經初潮推遲、月經紊亂、發生痛經。還可引起子宮頸增生不良和子宮頸癌。吸菸開始越早，各種疾病發病的年齡也隨之提早，而且發病率更高。例如15歲以前吸菸的，就比成人發病率高17倍，以後的死亡率也就越高。
菸草及煙氣中有害物質的毒害作用，現在已逐漸為人們所認識，世界上幾乎所有國家都意識到吸菸對健康帶來和危害。許多國家的政府都通過立法措施控制有害物質在捲菸中的含量。這包括開展從菸草中脫除有害物質的研究，生產過濾咀捲菸以減低煙氣中焦油及尼古丁的含量，減少一氧化碳的可能產生量，以維護人類健康。但是目前一般醋酸纖維過濾咀捲菸的過濾效率只有59%，加活性碳後效率也只有66%。因此，採用帶過濾咀的方法尚不能根除致病危險，所以捲菸生產正面臨劃時代變革。開發安全捲菸應該引進足夠的重視。若能研製出既能防病又能治病的保健捲菸，將是對人類健康很可貴的貢獻。
