在流泪、窒息和粘液涌出之前，催泪瓦斯会灼烧。它会在眼睛、皮肤、肺部和口腔——或任何接触到的地方引起剧烈的疼痛。“它可能是压倒性的和使人丧失能力的。你可能被迫闭上眼睛，无法睁开，”杜克大学的麻醉学家斯文-埃里克·乔特说。然后是咳嗽、恶心和呕吐。是什么原因导致这些化学物质对人体产生如此破坏性的影响？
乔特研究催泪瓦斯已经十多年了，但他认为催泪瓦斯不是这种武器的最佳术语。首先，他从技术角度指出，它们不是气体；它们是粉末，像细雾一样在空气中飘散。“我认为催泪瓦斯是一种疼痛气体，”他说。“因为它直接激活疼痛感应受体。” 像沙林毒气这样的武器会导致肌肉麻痹，从而导致窒息。这些武器旨在杀死，而催泪瓦斯的目的是通过最大的痛苦来驱散人群。具体而言，所有催泪瓦斯剂都会激活两种疼痛受体之一，TRPA1 或 TRPV1，并且可以根据它们激活的受体分为两大类。
第一类，TRPA1 激活剂，包括称为 2-氯苯亚甲基丙二腈或 CS 气体的化学物质。这是美国执法部门使用的试剂之一，并且根据美国海关与边境保护局发言人的说法，是 CBP 官员周日在美国南部边境向男人、女人和儿童人群发射的物质。“许多孩子晕倒了。我的女儿也被击中了。那里还有孕妇和许多老年人，”一位目击者周一在《华盛顿邮报》的摄像机前说。
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这些试剂是含氯化合物，以细颗粒形式吹入空气中。“它们实际上是通过燃烧分散的，并沉积在皮肤或衣服上，并且可以持续一段时间，”乔特说。“它们与人体上的生物分子和蛋白质发生化学反应，”这会导致严重的灼烧感。
乔特说，这些试剂很少致命，但在不当使用的情况下，例如将罐子直接射入人群并造成头部或身体伤害，或射入人们无法逃脱的封闭空间，也曾发生过死亡事件。乔特说，儿童特别容易受到这些试剂的伤害，因为他们太小了。“他们个子矮小，地面附近浓度较高。他们的身体表面和肺部也较小，因此受伤的可能性更高，”他说。
CS 气体是最常见的 TRPA1 激活剂，但人权医师组织医生、加州大学伯克利分校公共卫生科学家罗希尼·哈尔说，最近，执法部门已开始使用一种更新的化合物。“越来越多地，出现了一种更高级的版本，称为 CS2 或有时称为 CX，”她说。“它们[含有硅]，因此它们可以在环境中持续更长时间，并且不会分解得那么快。” 结果是一种更具危害性的催泪瓦斯，可能会在几天内继续影响某个区域。
还有两种其他用于防暴的 TRPA1 激活剂：CR 气体（二苯并氮杂）和 CN 气体（氯乙酰苯，也用于熊喷雾）。乔特说，两者都比 CS 气体更有效。在阿拉伯之春抗议活动期间，据报道，CN 和 CR 气体与 CS 气体一起使用，有时会造成灾难性后果。“在阿拉伯之春抗议活动中，据报道，许多接触过催泪瓦斯的孕妇流产，”乔特说。“可能是由于休克和压力以及化学物质暴露。”
第二类催泪瓦斯剂是辣椒喷雾，它们会激活 TRPV1 疼痛受体。这些主要来源于辣椒素，辣椒中的辛辣化合物。此类中常用的化合物有两种：OC 气体，一种浓缩的天然辣椒素溶液；以及 PAVA，一种合成辣椒素混合物，也由美国海关与边境保护局使用。“这种物质引起的化学或过敏反应较少，但它也是一种油，因此更难去除，并且可以持续更长时间，”哈尔说。“如果直接射入某人的眼睛，也可能导致角膜擦伤。”
哈尔说，任何类型的催泪瓦斯的长期影响尚不为人所知，特别是如果它们与不频繁和短暂的暴露有关。然而，哈尔研究了巴勒斯坦西岸艾达和德希舍营地的居民，那里的人们报告了慢性呼吸困难、皮疹和疼痛，居民将这些归因于每周的催泪瓦斯暴露。“并且有证据表明[催泪瓦斯]会造成情绪创伤，这将产生长期影响，”哈尔说。
鉴于受伤或损害的风险，哈尔说，几乎没有任何情况下使用催泪瓦斯来控制人群是合理的。“我可以看到极少数离散的情况，可能确实需要催泪瓦斯来保护公共安全，”她说。“我们现在越来越多地看到的是，催泪瓦斯引起恐慌、混乱和混乱。由于使用了催泪瓦斯，发生了大规模踩踏死亡事件。” 2015 年，警方在埃及的一个足球场发射催泪瓦斯，以平息喧闹的足球迷。二十五人死于窒息或踩踏。
类似的加剧情况让乔特怀疑催泪瓦斯是否有用。“我在 1980 年代和 1990 年代的德国看到——催泪瓦斯的使用升级了局势，”他说。1986 年 5 月，在柏林克罗伊茨贝格社区的五一节示威活动中，抗议者用燃烧弹回应催泪瓦斯手榴弹。 “我认为[催泪瓦斯]会引起悲伤、困惑并增加攻击性，”乔特说。“而且它们显然不像我们想象的那么安全。”