氧苯酮

本Valsler

欢迎回到化学元素暑假结束后，她神清气爽地回来了。说到假日活动，本周卡特里娜Krämer一直在考虑一种紫外线吸收防晒霜成分，这种成分在一些国家被禁止，被指责为破坏珊瑚礁。

卡特里娜克莱默

2020年8月16日是打破记录的一天——尽管你不应该为此感到太兴奋。当地时间下午3点41分，美国加州死亡谷国家公园的自动气象站记录到54.4摄氏度的温度(对于那些更倾向于华氏标度的人来说是129.9摄氏度)。如果得到证实这将是本世纪有记录的最高气温，超过了2016年在科威特创下的53.9摄氏度的最高气温。有报道称，20世纪初的气温更高，但它们存在争议，因为20世纪20年代的测量设备根本不像现在这样。

虽然这只是一个单独的孤立事件，但人为造成的气候变化是一个不可避免的科学事实。随着天气事件变得越来越极端——今年6月17日，西伯利亚北极地区首次出现了100华氏度(38°C)的高温——北半球的夏季将出现更多的高温天气。这通常意味着人们涌向海滩，通常会花更多的时间在户外。这就意味着要涂防晒霜。

几个世纪以来，人们就知道有可能避免皮肤在阳光下晒得焦脆。东南亚沿海地区的Sama-Bajau人，传统上大部分时间都在海上度过，他们发明了一种用水草、大米和香料制成的防晒粉。大多数商店出售的商用防晒霜都是基于上世纪三四十年代的发明。

这一切都始于1938年，一个瑞士化学学生弗朗茨Greiter攀登了瑞士和奥地利边境附近海拔3000米的皮兹布因山。这是一个万里无云的日子，闪闪发光的白色雪原加强了他的阳光照射——除了站在山顶上的满足感之外，格瑞特也从这一天被太阳晒伤了。作为一名忠实的滑雪者和登山家，他以前曾被晒伤过，但这是最严重的一次。

格瑞特决定利用他的化学训练来防止将来发生类似的烧伤。他的妻子是一位受过专业培训的美容师，两人一起开发了一种名为“冰川霜”的产品，最终于1946年上市，由Piz Buin公司销售(该公司至今仍在销售防晒霜)。目前还不清楚这种早期配方中含有什么成分，但当格雷特纳在20世纪60年代引入SPF(防晒系数)的概念时，人们发现他的冰川霜的防晒系数只有2。

虽然早期的配方与今天种类繁多的轻质、不油腻、保湿、防水防晒霜大不相同，但它们都含有减轻紫外线对皮肤的有害影响的成分，紫外线不仅会导致灼伤，还会增加患皮肤癌的风险。氧化锌或二氧化钛等无机颗粒可以反射或散射紫外线，还有有机化合物主要通过吸收光线起作用。其中之一是氧苯酮。

淡黄色固体是最广泛使用的有机UVA过滤器之一。它主要吸收长波射线，但也吸收中波中波紫外线，将有害辐射转化为少量的热量来消散。在美国，氧苯酮在20世纪80年代被批准用于化妆品。尽管关于它的安全性一直存在一些争论，但没有证据表明在皮肤上涂抹含氧苯酮的防晒霜是有害的。

然而，这种化合物在环境科学界引起了很多争论，甚至在一些国家被完全禁止。原因是氧苯酮对珊瑚的影响，特别是它与珊瑚白化的联系。

珊瑚与藻类共生，藻类为珊瑚提供高达90%的能量。但当珊瑚因暴露在升高的温度或某些化学物质中而感到压力时，它们会驱逐这些藻类。它们的颜色会褪色——这就是为什么它被称为漂白——它们开始挨饿，大多数最终死亡。白化对珊瑚礁是一个巨大的威胁。2016年，世界上最大的珊瑚礁系统，澳大利亚的大堡礁，经历了一次巨大的白化事件，导致30 - 50%的珊瑚死亡。

第一项研究将珊瑚白化与氧苯酮联系起来。研究人员将珊瑚碎片放入装满水的塑料袋中，并在塑料袋中加入几种防晒成分中的一种。用氧苯酮处理过的珊瑚比没有处理过的珊瑚更容易受到病毒感染，从而导致漂白。科学家们描绘了一幅暗淡的图景，他们估计“世界上多达10%的珊瑚礁受到防晒霜引起的珊瑚白化的潜在威胁”。

另一项研究《氧苯酮对珊瑚的有害影响》于2015年出版。迄今为止，它已被引用超过100次，仍然是该领域最具影响力的研究。以色列和美国的一个研究小组在实验室研究中发现，氧苯酮不仅对珊瑚细胞有毒，还会扰乱珊瑚幼虫阶段的发育。最后，研究人员在夏威夷和维尔京群岛的几个地方取样，检测到氧苯酮的浓度从几微克到每升超过一毫克不等。他们总结道:“氧苯酮对珊瑚礁的保护构成了威胁，并威胁到珊瑚礁对气候变化的恢复能力。”

基于这些研究和许多其他研究，几个国家和地区政府决定全面禁止氧苯酮和其他一些所谓的珊瑚礁有毒防晒霜成分。太平洋小岛国帕劳是最受欢迎的这是第一个颁布此类禁令的国家今年一月。虽然这并不能阻止游客将有毒的防晒霜带入帕劳，但任何在帕劳销售含有氧苯酮和其他9种成分的产品的人都可能被罚款1000美元。夏威夷也是即将禁止从2021年开始使用氧苯酮防晒霜。

但并非所有人都欢迎这项禁令。的美国个人护理产品委员会首席科学家称这是“善意的，但被误导了”他说，这样做可能对环境几乎没有好处，同时还会减少人们使用防癌防晒霜的机会。市场上70%的防晒霜都含有氧苯酮．

将氧苯酮与珊瑚白化联系起来的研究也引起了研究界内部的批评因为是基于实验室的，没有反映现实世界的情况。一些人认为，将责任归咎于单一的化合物，可能会忽视珊瑚礁面临的真正威胁:农业径流、污水、过度捕捞，尤其是全球变暖。

就目前而言，这个问题仍然是一个有争议的问题。也许真相介于两者之间，就像一个荷兰科学家团队所说的那样这是几个月前发表的一项研究得出的结论．他们的研究结果表明，氧苯酮会降低珊瑚对水温上升的防御能力，“雪上加霜”。

为了取代氧苯酮，科学家们现在正从大自然中寻找秘诀和窍门。海藻和蓝藻经常暴露在大量的太阳辐射下，但与其他生物不同的是，它们逃跑和寻找阴凉地点的能力非常有限。相反，它们会产生一种类似真菌菌素的氨基酸，叫做shinorine，它能吸收与氧苯酮相同范围的紫外线辐射。它已经被用于一些商业防晒霜中。但是从这种化合物中提取的红藻生长极其缓慢，这就是为什么shinorine没有引起更广泛的兴趣。

佛罗里达的一个团队进行的研究-另一个美国州一直在讨论氧苯酮禁令-正试图通过将产生光碱生物的基因移植到快速生长的蓝藻中来解决这一困境。这意味着不用一年，只需两周就能生产出可收获的紫丁香碱。这项技术是否会减少货架上的含氧苯防晒霜还有待观察。在拯救珊瑚礁方面，禁止和替换防晒霜化学物质可能只是冰山一角。

本Valsler

卡特里娜Krämer含氧苯酮。

希望长期听众会发现下周的嘉宾很熟悉——之前的主持人元素中的化学Meera Senthilingam最近刚刚出版了一本书:《疫情和流行病——与麻疹和冠状病毒等感染作斗争》。我邀请她回来谈谈一些有助于扭转传染病趋势的化合物……

米拉Senthilingam

耐药结核病的治疗非常艰苦。它可能持续数年，可能需要每天注射，价格昂贵，可用的药物选择往往有限。最重要的是，它并不总是有效。

这就是为什么在过去十年中，当一种新药问世时，结核病患者和专家都兴高采烈——这是40年来第一种被批准用于治疗结核病的药物。

本Valsler

所以下周和我们的老朋友Meera一起服用抗结核药物贝达喹啉。在那之前，联系任何你想了解更多的化合物电子邮件chemistryworld@rsc.org或推特@chemistryworld．我是本·瓦尔斯勒，感谢收看。