2006年11月，前克格勃特工亚历山大·利特维年科在伦敦一家医院去世，这起事件具有冷战时期暗杀的所有特征。尽管围绕利特维年科之死存在阴谋，但杀死他的毒药，一种名为钋210的稀有放射性同位素，比我们许多人意识到的更为普遍：全世界每年吸烟近六万亿支，每支烟都会向肺部输送少量钋210。一口接一口，对于每天抽一包半烟的人来说，这种毒药累积起来相当于每年接受300次胸部X光检查的辐射剂量。
虽然钋可能不是香烟烟雾中的主要致癌物，但它可能仍然在美国每年造成数千人死亡。而钋的独特之处在于，这些死亡本可以通过简单的措施来避免。烟草业近50年来一直知道香烟中含有钋。通过搜索烟草业的内部文件，我发现制造商甚至设计出了一些工艺，可以大幅降低香烟烟雾中同位素的浓度。但是，大型烟草公司有意识地决定不采取任何行动，并对其研究保密。因此，如今的香烟与半个世纪前一样，仍然含有大量的钋。
然而，情况可能即将发生改变。2009年6月，巴拉克·奥巴马总统签署了《家庭吸烟预防和烟草控制法案》成为法律。该法案首次将烟草置于食品和药物管理局的管辖之下，允许该机构监管香烟的某些成分。强制行业最终从香烟烟雾中去除钋，将是开始降低香烟致命性的最直接方法之一。
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钋210进入吸烟者肺部的第一个线索几乎是偶然出现的。在20世纪60年代上半叶，辐射对健康的影响，特别是放射性尘埃的影响，非常受科学家以及大多数其他人的关注。当时，哈佛大学公共卫生学院的放射化学家维尔玛·R·亨特和她的同事们正在开发一种技术，用于测量极低水平的镭和钋，这两种元素是皮埃尔和玛丽·居里夫妇在1898年发现的。正如亨特回忆的那样，1964年的一天，她的目光在实验室里漫游，当它停留在她一位同事的烟灰上时。一时兴起，她决定用她的新技术测试烟灰。
当她看到结果时，她惊讶地发现没有钋的迹象。痕量浓度的放射性同位素在环境中很常见，并构成了天然辐射背景。亨特研究过的其他有机材料，包括植物，在存在镭的情况下，钋的测试结果均为阴性。但在阴燃烟草的温度下，钋会变成蒸汽。因此，她突然意识到，消失的钋一定随着烟雾升腾了！这意味着吸烟者会直接将其吸入肺部。
亨特与她的哈佛同事爱德华·P·拉德福德在《科学》杂志上发表了这一发现，其中包含对香烟烟雾中钋的直接测量结果。很快，哈佛大学的其他人在香烟和吸烟者的肺部中研究钋。1965年，放射生物学家和医生约翰·B·利特尔检查了吸烟者的肺组织，寻找钋的迹象。这项任务并不容易。从活着的吸烟者身上获取组织样本会过于侵入性，因此他不得不对遗体进行研究。“问题是，人在死后两到三个小时内，肺部的粘膜衬里就会腐烂，”他说。他必须在死后不久提取出来，这需要他在白天和晚上的任何时候都冲到医院。利特尔得以证明钋确实会在肺部的特定区域积聚。由于我们的气道分支成支气管、细支气管和肺泡的方式，放射性同位素会在分叉点沉降和聚集。在那里，它们形成放射性“热点”，发射α粒子。
在接下来的10年中，科学家们继续研究香烟烟雾中的钋，以及放射性同位素如何进入烟草植物本身——以及因此在香烟制造过程的哪个阶段可以最有效地去除它。钋210是铅210的衰变产物；在他们1964年的论文中，拉德福德和亨特推测了两种可能性：要么是天然大气氡222的子同位素，包括铅210，沉降在叶子上，要么是施肥土壤中的铅210通过植物的根部吸收。事实证明，两者都是正确的。
美国农业部的研究人员开始研究肥料中的钋问题。美国农业部和原子能委员会在1966年进行的一项实验测试了两种不同的肥料，一种是商业“过磷酸钙”肥料，另一种是用化学纯磷酸钙制成的特殊混合物。差异是显著的。商业肥料中的镭226含量约为特殊混合物的13倍，导致叶片中的钋含量几乎高出7倍。科罗拉多州博尔德国家大气研究中心的爱德华·马特尔在1974年重新审视了这个问题。马特尔认为，含有富铀磷酸盐肥料的土壤会将氡222释放到周围大气中，使其浓度高于正常水平。然后氡会衰变成铅210，铅210会沉积在生长的植物上，粘附在覆盖烟叶的数千根被称为毛状体的细小绒毛上。
与哈佛小组一样，马特尔也关注钋210在肺部特定区域的积聚。长期以来，人们普遍认为，暴露于氡“子体”的辐射是铀矿工患癌风险升高的主要原因。因此，他推断，由于吸烟者长期暴露于低浓度剂量，钋210很可能是他们患肺癌的主要原因，甚至可能——正如他后来提出的——也是其他类型癌症的原因。
与矿工的情况一样，危险并非来自任何给定时间的高剂量，而是来自长期持续暴露于小剂量。吸烟者每吸一口烟都会积累钋；因此，与终生吸烟相关的高暴露风险会使吸烟者面临患癌风险，尽管每支香烟的钋210剂量相对较低。1974年，在将钋强行注入仓鼠的气管后，利特尔和他的哈佛同事威廉·奥图尔得以证实这一假设：最高暴露组中有94%的仓鼠患上了肺肿瘤，而剂量如此之小，以至于它们的组织没有显示出炎症。
当然，此后，香烟烟雾的其他成分也被发现是强效致癌物，如今大多数专家可能会说，主要的致癌物是多环芳烃和亚硝胺等化学物质。尽管如此，基于辐射暴露风险的保守估计表明，钋210可能是导致2%的吸烟引起的肺癌的原因，因此仅在美国每年就导致数千人死亡。此外，一些专家指出，辐射损伤和其他致癌物的影响可能会相互加剧。对于大型烟草公司来说，钋似乎足够危险，需要进行广泛的研究。
“没有商业优势”
与外部科学家不同，行业科学家从未公开或发表他们关于钋的研究。但在20世纪90年代，美国46个州对该行业提起的历史性诉讼迫使制造商承认吸烟是危险且会上瘾的，并导致数百万份内部文件的公开。数千份文件显示，烟草业长期以来一直在广泛讨论钋，甚至一直讨论到最高层。
拉德福德和亨特的原始论文发表于1964年1月11日外科医生总署就吸烟风险发布里程碑式警告的几天后。内部备忘录显示，在这两项声明发布之后，烟草制造商担心，如果他们对钋的了解曝光，他们可能会遭受公共关系灾难。意识到这种风险，该行业很快开始投入大量人力物力，制定关于钋的内部研究计划，这些计划都是秘密进行的。
菲利普·莫里斯公司在20世纪70年代末和80年代初发布的大量文件显示，科学家和高管们曾辩论公司是否应该发表自己的研究成果。这场辩论发生在外部科学出版物的平静期——在行业之外，人们对烟草中钋的兴趣是断断续续的——烟草商们对打破这种平静持谨慎态度。
例如，1977年，菲利普·莫里斯公司的科学家们完成了一篇题为《烟草和烟雾冷凝物中天然存在的氡222子体》的论文草稿，作者希望将其提交给《科学》杂志。产品开发主管在1978年给另一位菲利普·莫里斯公司科学家的备忘录中强调，他对发表这份手稿持谨慎态度。那位科学家回应说：“它有可能唤醒沉睡的巨人，”他写道。“这个话题正在酝酿，我怀疑我们是否应该提供事实。”菲利普·莫里斯公司的法律部门担心的是，尽管数字不同，但所提供的手稿基本上与已发表的研究结果一致：烟草中含有钋，而且它是有害的。到7月中旬，根据法律部门的建议，该手稿被拒绝批准发表。
然而，烟草制造商继续监测外部关于该主题的研究，并探索解决钋问题的潜在方案。该行业就各种减少香烟烟雾中钋含量的方法的缺点和优点进行了辩论，其中包括在烟草中添加与铅和钋反应的材料，以防止它们转移到烟雾中，以及开发一种可以阻挡钋蒸汽的过滤器。
根据马特尔在20世纪70年代的研究，另一个直接的选择是用稀释的过氧化氢溶液简单地清洗烟叶。然而，其他想法包括使用铀238子同位素含量有限的肥料，以及从干燥的烟叶中去除收集铅的毛状体。“我们甚至尝试对烟草植物进行基因改造，”菲利普·莫里斯公司前应用研究主管威廉·A·法罗内说，他后来成为揭露该行业 практики 的举报人，现在担任FDA的顾问。1975年，美国农业部科学家T·C·佐估计，30%到50%的钋可以很容易地从肥料中去除，而清洗可以再消除25%。再加上过滤器的作用，烟草中的钋含量几乎可以完全消除。但正如R.J.雷诺兹公司的一份备忘录所说，“去除这些物质没有任何商业优势。”
然而，正如历史上经常发生的那样，该行业拒绝面对问题只会延误问题。在《家庭吸烟预防和烟草控制法案》于2009年6月通过后，美国癌症协会称赞该法案要求烟草业披露“其产品中的毒物”。这项立法为挑战和迫使烟草业对其多年的研究结果采取行动提供了首次机会。
钋将是第一个从烟草中禁止的“毒物”的绝佳选择。它是一种单一的同位素，而不是烟雾的复杂成分。其他毒物——如焦油或一氧化碳——难以从烟雾中去除，但钋并非如此。该行业四十年的研究可以为FDA在取得具体成果方面提供先发优势。此外，一些可以降低烟雾中钋浓度的相同步骤——如清洗烟叶——也可能有助于去除铅、砷和镉等有毒金属。这正是FDA现在有权强制执行的那种监管和变革。
世界卫生组织已明确表示，吸烟是最可避免的死亡原因。据估计，全世界每年有130万人死于肺癌，其中90%是由于吸烟。如果通过该行业已知的方法减少钋的含量，本可以避免数千人死亡。该行业的律师有意识地选择不对其自身科学家调查的结果采取行动。但却是顾客不得不忍受——并死于——这一决定。