自由基与环境污染

16．1．1　自由基与环境污染

在地球外层空间存在着一层臭氧（O₃）层，它对保护地球上生物免受过量紫外线和宇宙射线的攻击是很重要的。但臭氧如存在于下层大气中，则对人类是有害的，因为它有毒性。臭氧的产生有自然的和人为的两种原因。如大气中闪电时会产生一定量的O₃，植物释放至空气中的萜类经光化学反应也会形成O₃。人为形成的O₃和氮的化合物主要来源于空气污染。汽车所排出的废气中除氮化物外，还有各种碳氢化合物，它们经阳光中紫外线照射可发生光化学反应而形成有毒的光化学烟雾，其中主要是O₃、过氧乙酰硝酸酯、醛类等，对人类危害极大。

（1）O₃和氮的氧化物的毒性。O₃是氧化性空气污染物中最毒的组分。O₃和NO₂是膜脂类过氧化作用的强催化剂。由于动物尤其是人的肺是吸收这些毒气首当其冲的通道，因而最易受到损害。O₃和二氧化氮对肺的作用虽不同，但都能破坏肺细胞并使体液进入细胞内，造成肺气肿。

O₃对生物的毒性是普遍的，除攻击细胞膜外还攻击RNA和DNA。如用O₃水溶液处理鸡胚胎或人的细胞会引起染色体畸变。又如把斑豆叶子浸在0．35ppm^[1]的O₃中20～30min，就会使叶绿体中RNA的含量显著下降。

（2）除草剂。在市场上有两种非选择性除草剂百草枯（paraquat，商品名）和杀草快（diquat，商品名）都是联吡啶（bipyridyl）化合物。联吡啶杀虫剂是英国发明的，可大量合成，是一种极有价值的农药，对广范围的植物具有毒性。百草枯和杀草快除草效果可大大地被光照所加速，因为这两种除草剂对植物的毒害是由于它们能和分子氧作用产生，从而产生H₂O₂以破坏叶绿体。

百草枯和杀草快对人和动物的主要致死效应是损伤肺、小肠和皮肤。当人和动物吸收百草枯后，开始时肺部肿胀，接着肺出血以及气体交换受阻，最后窒息而死亡。杀草快也影响肺，但肺并不是它的主要靶组织，它主要攻击小肠，受害小肠会变得肿胀，并停止正常的蠕动。故这类除草剂已在许多国家被禁止使用。

由于除草剂在作用过程中会产生大量的，而后形成H₂O₂，故对叶绿体造成伤害。另外，由于叶绿体不含过氧化氢酶，因而H₂O₂只能靠维生素C－谷胱甘肽循环来对付。

（3）吸烟。吸烟不但污染环境，而且对吸烟者自身健康有害，因为无论在香烟的烟气中还是在烟油中均含有高浓度的自由基。例如在吸烟时每一口烟气中就含有超过10⁹个自由基。

香烟烟油中自由基寿命较长，相反在烟气中寿命较短。烟气中主要为烷氧基自由基（RO·），当氧气透过香烟纸进入烟气流时，烷氧自由基会转变成过氧自由基（ROO·）。所有的各种过氧自由基都可很快地与NO起反应而转化成短寿命的烷氧基自由基，并且NO在烟气中的浓度是很高的。

上面在环境污染中我们列举了三种实例，从中不难看出人类健康与环境的关系是何等密切。只有采取积极行动，人类才能有效防止因环境污染引起的病理状态。