致癌芳香烃

致癌芳香烃——多环芳香烃
摘要
芳香烃，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。

油漆工作中使用的溶剂都含有苯或苯的同系物，因此从事上述职业的人群要加强防范，避免苯中毒。

人若长期接触或吸入稠环芳烃如萘（俗称卫生球，过去用来驱蚊防霉）等则会致癌。

许多稠环芳烃是强烈的致癌物质，如苯并芘等。

秸秆、树叶等物质不完全燃烧形成的烟雾中含有较多的稠环芳烃，我国有些省市已经禁止焚烧树叶和秸秆。

香烟的烟雾中也存在多种稠环芳烃。

针对现社会对芳香化合物的广泛使用本文特开展对致癌芳香烃的讨论
关键词
多环芳香烃致癌机理预防
正文
致癌多环芳香烃
多环芳香烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAH）分子中含有两个或两个以上苯环结构的化合物，是最早被认识的化学致癌物。

早在1775年英国外科医生Pott就提出打扫烟囱的童工，成年后多发阴囊癌，其原因就是燃煤烟尘颗粒穿过衣服擦入阴囊皮肤所致，实际上就是煤炱中的多环芳香烃所致。

多环芳香烃也是最早在动物实验中获得成功的化学致癌物。

1915年日本学者Yamagiwa 和Ichikawa,用煤焦油中的多环芳香烃所致。

在五十年代以前多环芳香烃曾被认为是最主要的致癌因素，五十年代后各种不同类型的致癌物中之一类。

但从总的来说，它在致癌物中仍然有很重要的地位，因为至今它仍然是数量最多的一类致癌物，而且分布极广。

空气、土壤、水体及植物中都有其存在，甚至在深达地层下五十米的石灰石中也分离出了3，4-苯并芘。

在自然界，它主要存在于煤、石油、焦油和沥青中，也可以由含碳氢元素的化合物不完全燃烧产生。

汽车、飞机及各种机动车辆所排出的废气中和香烟的烟雾中均含有多种致癌性多环芳香烃。

露天焚烧（失火、烧荒）可以产生多种多环芳香烃致癌物。

烟熏、烘烤及焙焦的食品均可受到多环芳香烃的污染。

致癌性多环芳香的类别
目前已发现的致癌性多环芳香烃及其致癌性的衍生物已达400多种。

按其化学结构基本上可分成苯环和杂环两类。

苯环类多环芳香烃
苯是单环芳香烃，它是多环芳香烃的母体。

过去一直认为苯无致癌作用，近年来通过动物实验和临床观察，发现苯能抑制造血系统，长期接触高浓度的苯可引起白血病。

1965年报道，由苯引起的急性与慢性白血病已达60例。

三环芳香烃
二环芳香烃不致癌，三环以上的多环芳香烃才有致癌性。

三环芳香烃的两异构体蒽和菲都无致癌性。

但它们的某些甲基衍生物有致癌性。

例如，9，10-二甲基蒽、1,2,9,10-四甲基菲等都有致癌性。

菲的环戊基衍生物有不少具有较强的致癌性，特别是15H-环戊并（a）菲的二甲基及三甲基衍生物具有强烈的致癌性。

四环芳香烃有六个异构体，实验证明只有3，4-苯并菲有中等强度的致癌性，1，2-苯并蒽和屈有极弱的致癌性。

它们的甲基衍生物中2-甲基-3，4-苯并菲是强致癌物。

1，2-苯并蒽的许多甲基、烷基及多种其他取代基的衍生物都有一定的致癌性，如9，10-二甲基-1，2-苯并蒽是目前已知致癌性多环芳香烃中作用最快、活性最大的皮肤致癌物之一。

屈可能是致癌活性较弱的致癌物，但它的衍生物中3-甲基屈及5-甲基屈具有强烈致癌作用。

五环芳香烃
五环芳香烃有十五个异构体，其中五个有致癌性。

3，4-苯并芘为特强致癌物，1，2，5，6-
二苯并蒽为强致癌物，1，2，3，4-二苯并菲为中强致癌物，1，2，7，8-二苯并蒽和1，2，5，6-二苯并菲为弱致癌物。

六环芳香烃
六环芳香烃的异构体比五环芳香烃的更多，但进行过致癌实验的仅十多种。

其中3，4，8，9-二苯并芘是强致癌物，1，2，3，4-二苯并芘致癌性很强，3，4，9，10-二苯并芘及1，2，3，4-二苯并芘的7-甲基衍生物也有明显致癌作用，其余六环芳香烃无致癌作用或仅有弱的致癌性。

多环芳香烃的致癌机理
近几十年来对多环芳烃致癌机理的研究主要集中在两大块。

一是多环芳烃的
结构与其致癌性之间的关系另一块是多环芳烃进入生物机体后与机体内各种酶的作用经过代谢活化而产生致癌效应。

对于前者目前影响较大的有K 区理论弯曲理论双区理论及光致毒效
应。

1.K 区理论
四十年代Pullman 等人在Schmidt 的工作基础上提出了著名的K 区理论
这一理论是基于量子力学研究而得出的。

该理论认为多环芳烃包含两个区这两个区就是致癌效应的关键所在。

一个相当于菲的910-键即中菲键被称为K 区另一个相当于蔥的910-碳被称为L 区具体形态如下图所示
K 区及L 区是多环芳烃参与化学反应的主要反应中心Pullman 等学者认为
K 区是发生癌症反应的关键区域而L 区对致癌反应起拮抗作用。

也就是说当PHAs 含有活性K 区时易与细胞内DNA 和RNA 等物质结合而引起致癌作
用而若同时含有活性较高的L 区时则致癌作用可能会随之消失。

该理论很好的解释了一些多环芳烃的致癌机制。

但后续的试验资料表明该理论并不适用于所有的多环芳烃。

2.弯曲理论
七十年代以来随着多环芳烃生物代谢试验资料的大量积累人们意识到角
环的环氧化物是在与生物大分子作用过程中的重要中间体。

因此Jerina 提出了
“弯曲理论”Jerina认为弯区的角环在代谢活化过程中对致癌反应起着关键性
作用其最终致癌形式为弯区环氧化物因而完区正碳离子稳定性越高致癌性就越强。

3.双区理论
1979 年我国戴乾圜提出了双官能亲电理论即双区理论他认为致癌性能
的充分必要条件是存在两个活性区域。

包括角环次角环及活性K 区若活性区域大于等于两个则是多余的只会协助脱毒区域L 区及等价K 区其加速氧化脱毒的作用。

4.光致毒效应
越来越多的研究表明多环芳烃的真正毒害作用不在于结构的直接致癌性
而在于它们暴露于太阳光中紫外光辐射时的光致毒效应。

PHAs 的光致毒效应被
定义为紫外光的照射对多环芳烃毒性所具有的显著性的影响。

有实验表明PHAs 吸收紫外光能后被激发成单线态及三线态分子被激发分子的能量可通过不同途径而损失其中一种途径被称为激发的PHAs 分子能将能量传给氧气从而产生出反应能力极强的单线态氧它能破换生物膜。

另一种是PHAs 的光致毒作用进行一些列反应后得到有毒的光降解产
物引起基因突变等从而对微生物及人体产生毒害作用。

又可以分为两类一类是PHAs 进入生物机体后,其中间活性代谢产物与DNA 共价结合形成加合物
另一类是其在体内生物转化时形成大量活性氧照成氧化性DNA 损伤。

从这个
机理来看不同种类的多环芳烃化合物之所以致癌性不同是由于在吸收紫外光能后激发的程度不同成为激发态的PHAs 分子数量不同所导致的。

那么
从我们应该根源着手减少激发态的分子数量。

另外由于多环芳烃进入有机体后可能会产生一系列的中间产物研究这些中间产物的形成过程切断它们的形成条件,也会成为一个有用的防治措施。

多环芳烃的防治
多环芳烃的防治措施可分为两个方面，一个是制定具体的排放标准，用政策法规来限制多环芳烃的排放，另一个是采用生物或化学的方法来处理已
经造成污染的多环芳烃．
为了减少多环芳烃在环境中的污染，各国都开始制定严格的排放标准．如美国职业安全和保健局
规定在工人接触 8h的空气中，煤焦油和沥青的含量不得超过 0．2 g，rn3．德国对烟熏制品要求苯并
[a]芘含量不超过 1pg／kg．我国生活饮用水标准规定苯并[a]芘不得超过 0．01 g，L，废水面不超过
30t,．g／L，地面水不超过 0．0025tg／L．并且在食品、农药、化妆品、废气排放量等各方
面各国也都规定了禁用或限制使用条例．针对我国的国情，还可以制定一些具体的减少多环芳烃排放的方案．如在大城市生活区采用集中供热，消除小煤炉取暖，逐步实现家庭煤气化．在工业区尽量使用燃油代替燃煤，或使用煤用型煤．推行煤炭洗涤加工，用静电除尘或袋式除尘器取代旋风除尘器．发展清洁能源，改变发动机的燃
料，如用天然气来代替汽油等，另外给发动机车辆安
装催化净化系统是控制大气中多环芳烃污染的有效措施之一．
对于多环芳烃已经造成的污染，则可以采用生
物及化学的方法来处理．如可以用微生物降解法降解低分子量的多环芳烃 (如白腐菌等菌类)，但它们的降解常常不彻底，对多环芳烃的降解净化能力是有限的，因此可以用含有较高有机质含量的沉积物 (如沼泽沉积物 )来吸附多环芳烃；还可以利用物理化学及生物强化技术加快多环芳烃的生物利用速度，如加入表面活性剂，共代谢物及硝酸根等含氧酸根(在厌氧条件下 )来加快多环芳烃的降解速度，从而实现对多环芳烃的净化，特别让研究工作者欣慰的是这一方法有望应用于实际工程操作中，综上所述，由于利用生物及化学的方法来减少多环芳烃的污染的工作多处于研究阶段，在工程上的应用甚少，所以多环芳烃的净化实用新技术有待进一步开发．
参考文献
1蓝白蓝网
2 首都师范大学学报（自然科学版）24卷第三期岳敏谷学新朱若华苏文斌
3人民卫生出版社- 1980年出版
4 《天然环境中多环芳香烃的迁移转化极其对生态环境的影响》赵云英马永安。