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重點提要
■菸草中累積了低濃度的釙210，這是一種來自肥料的天然放射性同位素。
■香菸中的釙經吸菸者吸入後，會沉積在肺部形成「熱點」，引發癌症，每年導致全球數萬名癮君子死亡。
■菸草業者早在幾十年前就知道如何清除香菸裡的釙，卻密而不宣，且未採取任何行動。
■美國食品及藥物管理局（FDA）現在已經可以管制菸草，並開始有法源，可強制菸商去除菸草中的釙。
2006年11月，前蘇聯KGB特務李維寧科（Alexander Litvinenko）在英國倫敦的一家醫院中過世，事件宛如冷戰時期的暗殺行動。儘管李維寧科的死充滿著陰謀色彩，但殺死他的毒素，一種稱為釙210的罕見放射性同位素，其實比許多人所想像的還要普遍：全世界的人一年要抽掉將近六兆根香菸，每個人的肺臟都吸進了少量的釙210。一天抽一包半香菸的人，在吞雲吐霧之間，每年就累積了相當於300次胸部X光檢查的輻射劑量。
釙可能不是香菸中最主要的致癌物質，但單是在美國，就可能導致成千上萬人死亡，不過這種因釙造成的死亡，是可以藉由簡單的措施來避免的。菸商早在50年前就知道香菸中含有釙，我搜尋菸商的內部文件，發現菸商甚至已經制定出能夠大幅降低香菸中這種放射性同位素濃度的程序，但大菸商卻刻意什麼事也不做，將研究保密至今，所以現在的香菸仍然與半世紀前一樣，含有高量的釙。
這種情況可能將有所改變。2009年6月，美國總統歐巴馬正式簽署了「預防家庭吸菸與菸草管制法案」，首度將菸草納入食品及藥物管理局（FDA）的管轄範圍，使FDA能規範香菸中的某些成份。強制菸草商去除香菸中的釙，將是開始降低香菸危害最直接的方式之一。
發現肺中的熱點
科學家是在非常偶然的情況下，發現釙210會進入吸菸者的肺部。1960年代早期，科學家及一般大眾都相當關注輻射對健康的影響，特別是輻射塵。當時，美國哈佛大學公共衛生學院的放射化學家韓特（Vilma R. Hunt）與她的同事正致力於發展能測量極低劑量鐳與釙的技術，這兩種元素是由居禮夫婦於1898年發現的。韓特回憶道，1964年的某一天，她在實驗室裡左顧右盼，偶然定睛在某位同事的菸灰上，一時興起，決定以她的新技術來測試菸灰。
看到結果時她非常驚訝，裡面竟然沒有任何釙的跡象。低濃度放射性同位素在環境中非常普遍，是自然背景輻射的來源，在韓特測試過的所有有機物質當中，包括植物，從來沒有發生過含有鐳、卻測不到釙的情況。但是在香菸燃燒的溫度之下，釙會變成蒸氣，因此，她突然意會到：消失的釙必定是與煙霧一起飄走了！這表示吸菸者將直接把釙吸進肺裡。
韓特與她在哈佛的同事拉德福（Edward P. Radford）直接測量香菸煙霧中的釙，並將結果發表在《科學》期刊。不久，哈佛的其他團隊也研究了香菸及吸菸者肺部的釙。1965年，放射生物學家兼醫生李特（John B. Little）檢查了吸菸者的肺部組織是否含有釙。這項任務並不容易，從吸菸者的活體組織取樣，侵入性太高，因此他不得不從屍體採樣。他表示：「問題是，肺部黏膜內襯在人死後兩、三個小時便會壞死。」他必須在人死後盡速取樣，因此經常不分晝夜急忙衝進醫院。李特發現吸入的釙會聚積在肺部的一些特定部位，因為我們吸入的空氣會進入支氣管、小支氣管與肺泡，這些放射性同位素沉積在分岔點，形成放射性「熱點」，射出α粒子。
接下來的10年間，科學家繼續研究香菸煙霧中的釙，並研究這種放射性同位素如何進入菸草，藉此了解在香菸製程的哪個階段最可能有效去除釙。釙210是鉛210的衰變產物，拉德福與韓特在1964年發表的那篇論文中曾推測，菸草中的釙可能來自兩種途徑：可能是大氣中自然存在的氡222衰變後的同位素，包括鉛210，落在葉子上；或是土壤中的鉛210被植物的根部吸收。結果證明，兩種管道都是。
美國農業部的研究人員也開始研究肥料中釙的問題，農業部與原子能委員會在1966年進行了一項試驗，測試兩種不同類型的肥料，包括市售的「過磷酸鈣」，以及由純磷酸鈣混合特製而成的肥料，兩者的差距相當顯著，市售肥料的鐳226含量是特製混合肥料的13倍，所種植的菸葉釙含量也高出7倍。美國國家大氣研究中心的馬特爾（Edward Martell）在1974年再度研究這個課題，他認為土壤中若有含鈾量高的磷酸鈣肥料，會釋出氡222到周圍空氣中，使其濃度高於正常值。氡衰變為鉛210，然後會落在菸草上，黏在菸葉表面成千上萬根稱為「毛狀體」（trichome）的細毛上。
如同哈佛大學的研究團隊，馬特爾也相當擔心釙210會累積在肺部特定部位。一般認為，暴露在氡的衰變產物（稱為「子體同位素」）的輻射之下，是鈾礦礦工罹癌風險較高的主因。因此他推測吸菸者因為長期暴露在低劑量卻集中於一處的釙210之下，可能也是他們發生肺癌的首要原因，而且或許也導致其他癌症。
以這些礦工的例子來說，風險並非來自某段時間的高劑量接觸，而是長期持續暴露在低劑量下。癮君子每哈一次香菸，就積存一些釙，因此，儘管每根香菸的釙210劑量並不高，經常暴露加上終生長期吸菸，讓吸菸者處於癌症的風險之下。1974年，李特與同在哈佛大學的科學家歐圖爾（William O仮oole）將釙強行注入倉鼠的氣管中，證實了這個假設：暴露頻率最高的組別，即使是不引起組織發炎的低劑量，還是有94%的倉鼠出現肺部腫瘤。
當然，從那時開始，科學家也發現香菸中還有許多其他同樣強效的致癌成份。現在大多數專家可能會說，香菸中的致癌物質主要是多環芳香族碳氫化合物及亞硝胺等，不過依據輻射暴露風險的保守估計，吸菸引起的肺癌案例中，可能約有2%得歸咎於釙210，單是在美國，每年就導致成千上萬人死亡。此外，一些專家指出，輻射損傷及其他致癌物質的作用，可能有彼此加成的效果。對大菸商來說，釙的風險非常高，有必要進行廣泛的研究。
【完整內容請見《科學人》2011年第108期2月號】
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