催泪瓦斯、胡椒喷雾与新冠疫情

前段时间，因明尼苏达州非洲裔乔治•弗洛伊德死亡而引发的抗议、示威以及暴乱事件在美国多地出现，引起了全世界的关注。

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美国各地的警察为驱赶抗议人群，广泛使用了催泪瓦斯和胡椒喷雾等防暴剂(Riot control agent)。在美国新冠疫情大蔓延的背景下，这引发了人们对防暴剂可能加剧冠状病毒传播的担忧。美国化学会旗下C&EN 对此做了专题报道。

催泪瓦斯亦称催泪弹，在第二次世界大战时就曾经被使用，现广泛应用于防暴用途，是防暴剂的一种。目前国内外手持式喷射自卫器所用的防暴剂主要有氯代苯乙酮(CN)、邻氯苯亚甲基丙二腈(CS)、辣椒素(OC)、胡椒素等几类。邻氯苯亚甲基丙二腈(CS，2-chlorobenzalmalononitrile)因其毒性小，效力强，现已逐步取代了旧的催泪瓦斯化学品氯代苯乙酮。

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OC则是一种从辣椒植物中提取的油性提取物，辣椒喷雾剂的主要活性成分。武器制造商将其乳化在水和丙二醇中，或溶解在有机溶剂中制成胡椒喷雾。OC提取物主要由辣椒素组成，辣椒素是一种使辛辣食物具有辣味的化合物。OC胡椒喷雾的辣度为2,000,000 辣度单位。相比之下，在美国很受欢迎的辣酱Sriracha的辣度在1000-2500辣度单位。

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当胡椒喷雾剂被吸入或被眼睛或鼻子的粘膜吸收后，其中的辣椒素等物质就会作用于神经细胞中的疼痛感受器TRPV1。TRPV1是这些神经细胞上的一个阳离子通道，在痛觉的产生和传递过程中发挥着重要作用。当辣椒素和其他相关分子激活TRPV1后会促进促炎性神经肽的分泌，产生的神经冲动通过中央纤维传递到脊髓，从而产生痛觉。

在这次美国暴乱现场，找到了许多PepperBall公司生产的樱桃大小的“胡椒球”。该公司的网站声称，这种型号的小球含有2.5克的刺激性粉末，这些粉末由CS、OC或其他化学刺激物组成。PepperBall公司拥有一系列专利技术，当小球受到撞击后，可迅速爆裂并释放出大量的粉尘烟雾以驱散人群。

PepperBall公司生产的“胡椒球”。图片来源：C&EN [1]

美国Blum Scientific Services公司创始人、化学武器专家Marc Michael Blum接受采访时谈到，在没有任何医疗护理的情况下，胡椒喷雾和催泪瓦斯的作用往往在30分钟内消失。无可否认的是胡椒喷雾会刺激肺部炎症，这对有呼吸问题的人来说可能是危险的。

这些化学物质的作用是刺激眼睛、鼻子和喉咙的黏膜。它们会让人咳嗽、打喷嚏，并会让人在试图改善呼吸时摘下口罩。虽然目前还没有专门针对催泪瓦斯和COVID-19的研究。但几年前，美国军方的Joseph Hout曾对6723名暴露于防暴剂的士兵进行了一项研究。结果发现，士兵被诊断出急性呼吸系统疾病和防暴剂接触之间存在联系。

Joseph Hout认为，防暴剂的使用增加了人们呼吸道粘膜的损伤，这将增加抗议人群感染新冠病毒的可能性。更有医学家指出，那些赶来帮助被防暴剂伤害的人可能与已经感染病毒的人有密切接触，这些人正在咳嗽感染性颗粒。此外，那些尚未感染的人可能会因为呼吸道受到刺激而面临更大的患病危险。

至于事件背后的种族矛盾，以及美国政府在新冠疫情中的种种表现，本君也不想过多评论，是非曲直自有公论。只是再唠叨一句，各位还在实验室的朋友，我知道你们已经默默地画出了上面那两个物质的合成路线，但是请不要违规合成。

参考资料：

1. Tear gas and pepper spray: What protesters need to know https://cen.acs.org/policy/chemical-weapons/Tear-gas-and-pepper-spray-What-protesters-need-to-know/98/web/2020/06

2. Can tear gas and pepper spray increase virus spread?https://medicalxpress.com/news/2020-06-gas-pepper-virus.html

3. o-Chlorobenzylidene Malononitrile (CS Riot Control Agent) Associated Acute Respiratory Illnesses in a U.S. Army Basic Combat Training Cohort. Military Medicine, 2014, 179, 793–798, DOI: 10.7205/MILMED-D-13-00514

https://academic.oup.com/milmed/article/179/7/793/4259353