Дым от табака: состав, образование и опасность для здоровья. Неполное сгорание табака создает аэрозоль с тысячами химических веществ. Подробности здесь!
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Аэрозоль, образующийся при неполном сгорании табака.
Aerosol produced by the incomplete combustion of tobacco
Табачный дым – это сажистый аэрозоль, образующийся в результате неполного сгорания табака при курении сигарет и других табачных изделий. Температура в горящей сигарете колеблется от примерно 400 °C между затяжками до примерно 900 °C во время затяжки. В процессе горения сигаретного табака (который сам по себе является сложной смесью) образуются тысячи химических веществ в результате сгорания, дистилляции, пиролиза и пиросинтеза. Табачный дым используется как фумигант и для ингаляций.
Tobacco smoke is a sooty aerosol produced by the incomplete combustion of tobacco during the smoking of cigarettes and other tobacco products. Temperatures in burning cigarettes range from about 400 °C between puffs to about 900 °C during a puff. During the burning of the cigarette tobacco (itself a complex mixture), thousands of chemical substances are generated by combustion, distillation, pyrolysis and pyrosynthesis. Tobacco smoke is used as a fumigant and inhalant.
Состав
Частицы в табачном дыме представляют собой жидкие аэрозольные капли (около 20% воды) со средним аэродинамическим диаметром (MMAD), который составляет менее одного микрометра (и, следовательно, достаточно "легко проникает в легкие" для человека). Капли присутствуют в высоких концентрациях (по некоторым оценкам, до 1010 капель на см³). Табачный дым можно разделить на твердую фазу (улавливаемую на стекловолоконном фильтре и обозначаемую как "TPM" – общая масса твердых частиц) и газообразно-паровую фазу (проходящую через такой фильтр). "Смола" определяется математически путем вычитания веса никотина и воды из TPM. Однако некоторые компоненты табачного дыма (например, цианистый водород, формальдегид, феноантрен и пирен) не укладываются в эту достаточно произвольную классификацию, поскольку они распределены между твердой, жидкой и газообразной фазами. В период с 1933 по конец 1940-х годов выход смолы из средней сигареты колебался от 33 до 49 мг, а никотина – от менее чем 1 до 3 мг. В 1960-х и 1970-х годах средний выход смолы из сигарет в Западной Европе и США составлял около 16 мг, а никотина – 1,5 мг на сигарету. В настоящее время средние показатели ниже. Это достигается различными способами, включая использование отобранных сортов табака, изменения в агротехнике и технологиях сушки, использование реконструированных листов (переработанные отходы табачных листьев), добавление табачных стеблей, уменьшение количества табака, необходимого для наполнения сигареты, путем его расширения (например, как воздушный рис) для увеличения его "наполнительной способности", а также использование фильтров и оберточной бумаги с высокой пористостью. Разработка сигарет с пониженным содержанием смолы и никотина часто приводит к продуктам, лишенным вкусовых компонентов, к которым привык курильщик. Чтобы такие продукты оставались приемлемыми для потребителя, производители восстанавливают аромат или добавляют ароматизаторы.
The particles in tobacco smoke are liquid aerosol droplets (about 20% water), with a mass median aerodynamic diameter (MMAD) that is submicrometer (and thus, fairly "lung respirable" by humans). The droplets are present in high concentrations (some estimates are as high as 1010 droplets per cm3). Tobacco smoke may be grouped into a particulate phase (trapped on a glass fiber pad, and termed "TPM" (total particulate matter)) and a gas/vapor phase (which passes through such a glass fiber pad). "Tar" is mathematically determined by subtracting the weight of the nicotine and water from the TPM. However, several components of tobacco smoke (e. g., hydrogen cyanide, formaldehyde, phenanthrene, and pyrene) do not fit neatly into this rather arbitrary classification, because they are distributed among the solid, liquid and gaseous phases. Between 1933 and the late 1940s, the yields from an average cigarette varied from 33 to 49 mg "tar" and from less than 1 to 3 mg nicotine. In the 1960s and 1970s, the average yield from cigarettes in Western Europe and the USA was around 16 mg tar and 1.5 mg nicotine per cigarette. Current average levels are lower. This has been achieved in a variety of ways including use of selected strains of tobacco plant, changes in agricultural and curing procedures, use of reconstituted sheets (reprocessed tobacco leaf wastes), incorporation of tobacco stalks, reduction of the amount of tobacco needed to fill a cigarette by expanding it (like puffed wheat) to increase its "filling power", and by the use of filters and high porosity wrapping papers. The development of lower "tar" and nicotine cigarettes has tended to yield products that lacked the taste components to which the smoker had become accustomed. In order to keep such products acceptable to the consumer, the manufacturers reconstitute aroma or flavor.
Туморогенные агенты
Канцерогенные вещества в табаке и табачном дыме Соединения В обработанном табаке, на грамм В основном дыме, на сигарету Оценка IARC доказательств канцерогенности На лабораторных животных У людей Полициклические ароматические углеводороды Бенз(а)антрацен 20–70 нг достаточно Бензо(b)флуорантен 4–22 нг достаточно Бензо(j)флуорантен 6–21 нг достаточно Бензо(k)флуорантен 6–12 нг достаточно Бенз(а)пирен 0.1–90 нг 20–40 нг достаточно вероятно Хризен 40–60 нг достаточно Дибенз(a,h)антрацен 4 нг достаточно Дибензо(a,i)пирен 1.7–3.2 нг достаточно Дибензо(a,l)пирен присутствует достаточно Индено(1,2,3 c,d)пирен 4–20 нг достаточно 5 Метилхризен 0.6 нг достаточно Азаарены Хинолин 1–2 мкг Дибенз(a,h)акридин 0.1 нг достаточно Дибенз(a,j)акридин 3–10 нг достаточно 7H Дибензо(c,g)карбазол 0.7 нг достаточно N Нитрозамины N Нитрозодиметиламин 0–215 нг 0.1–180 нг достаточно N Нитрозоэтилметиламин 3–13 нг достаточно N Нитрозодиэтиламин 0–25 нг достаточно N Нитрозонорникотин 0.3–89 мкг 0.12–3.7 мкг достаточно 4 (Метилнитрозоамино) 1 (3 пиридил) 1 бутанон 0.2–7 мкг 0.08–0.77 мкг достаточно N Нитрозоанабазин 0.01–1.9 мкг 0.14–4.6 мкг ограничено N Нитрозоморфолин 0–690 нг достаточно Ароматические амины 2 Толуидин 30–200 нг достаточно недостаточно 2 Нафтиламин 1–22 нг достаточно достаточно 4 Аминобифенил 2–5 нг достаточно достаточно Альдегиды Формальдегид 1.6–7.4 мкг 70–100 мкг достаточно Ацетальдегид 1.4–7.4 мкг 18–1400 мкг достаточно Кротоновый альдегид 0.2–2.4 мкг 10–20 мкг Различные органические соединения Бензол 12–48 мкг достаточно достаточно Акрилонитрил 3.2–15 мкг достаточно ограничено 1,1 Диметилгидразин 60–147 мкг достаточно 2 Нитропропан 0.73–1.21 мкг достаточно Этилкарбамат 310–375 нг 20–38 нг достаточно Винилхлорид 1–16 нг достаточно достаточно Неорганические соединения Гидразин 14–51 нг 24–43 нг достаточно недостаточно Мышьяк 500–900 нг 40–120 нг недостаточно достаточно Никель 2000–6000 нг 0–600 нг достаточно ограничено Хром 1000–2000 нг 4–70 нг достаточно достаточно Кадмий 1300–1600 нг 41–62 нг достаточно ограничено Свинец 8–10 мкг 35–85 нг достаточно недостаточно Полоний 210 0.2–1.2 пКи 0.03–1.0 пКи достаточно достаточно
+ Tumorigenic agents in tobacco and tobacco smoke Compounds In processed tobacco, per gram In mainstream smoke, per cigarette IARC evaluation of evidence of carcinogenicity In laboratory animals In humans Polycyclic aromatic hydrocarbons Benz(a)anthracene 20–70 ng sufficient Benzo(b)fluoranthene 4–22 ng sufficient Benzo(j)fluoranthene 6–21 ng sufficient Benzo(k)fluoranthene 6–12 ng sufficient Benzo(a)pyrene 0.1–90 ng 20–40 ng sufficient probable Chrysene 40–60 ng sufficient Dibenz(a,h)anthracene 4 ng sufficient Dibenzo(a,i)pyrene 1.7–3.2 ng sufficient Dibenzo(a,l)pyrene present sufficient Indeno(1,2,3 c,d)pyrene 4–20 ng sufficient 5 Methylchrysene 0.6 ng sufficient Aza arenes Quinoline 1–2 μg Dibenz(a,h)acridine 0.1 ng sufficient Dibenz(a,j)acridine 3–10 ng sufficient 7H Dibenzo(c,g)carbazole 0.7 ng sufficient N Nitrosamines N Nitrosodimethylamine 0–215 ng 0.1–180 ng sufficient N Nitrosoethylmethylamine 3–13 ng sufficient N Nitrosodiethylamine 0–25 ng sufficient N Nitrosonornicotine 0.3–89 μg 0.12–3.7 μg sufficient 4 (Methylnitrosamino) 1 (3 pyridyl) 1 butanone 0.2–7 μg 0.08–0.77 μg sufficient N Nitrosoanabasine 0.01–1.9 μg 0.14–4.6 μg limited N Nitrosomorpholine 0–690 ng sufficient Aromatic amines 2 Toluidine 30–200 ng sufficient inadequate 2 Naphthylamine 1–22 ng sufficient sufficient 4 Aminobiphenyl 2–5 ng sufficient sufficient Aldehydes Formaldehyde 1.6–7.4 μg 70–100 μg sufficient Acetaldehyde 1.4–7.4 μg 18–1400 μg sufficient Crotonaldehyde 0.2–2.4 μg 10–20 μg Miscellaneous organic compounds Benzene 12–48 μg sufficient sufficient Acrylonitrile 3.2–15 μg sufficient limited 1,1 Dimethylhydrazine 60–147 μg sufficient 2 Nitropropane 0.73–1.21 μg sufficient Ethyl carbamate 310–375 ng 20–38 ng sufficient Vinyl chloride 1–16 ng sufficient sufficient Inorganic compounds Hydrazine 14–51 ng 24–43 ng sufficient inadequate Arsenic 500–900 ng 40–120 ng inadequate sufficient Nickel 2000–6000 ng 0–600 ng sufficient limited Chromium 1000–2000 ng 4–70 ng sufficient sufficient Cadmium 1300–1600 ng 41–62 ng sufficient limited Lead 8–10 μg 35–85 ng sufficient inadequate Polonium 210 0.2–1.2 pCi 0.03–1.0 pCi sufficient sufficient
Безопасность
Табачный дым, помимо того, что является раздражающим фактором и значительным загрязнителем воздуха в помещениях, известен как причина рака легких, сердечно-сосудистых заболеваний, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), эмфиземы и других серьезных заболеваний у курильщиков (и у некурящих также). Фактические механизмы, посредством которых курение может вызывать такое количество заболеваний, остаются в значительной степени неизвестными. Было предпринято множество попыток вызвать рак легких у животных, подвергавшихся воздействию табачного дыма путем ингаляции, но они не увенчались успехом. Опухоли удается вызвать только путем сбора "смолы" и многократного нанесения ее на кожу мышей, при этом эти опухоли значительно отличаются от тех, которые наблюдаются у курильщиков. Несмотря на все изменения в конструкции и производстве сигарет с 1960-х годов, использование фильтров и "легких" сигарет не привело к снижению потребления никотина на одну сигарету и не уменьшило заболеваемость раком легких (NCI, 2001; IARC 83, 2004; U.S. Surgeon General, 2004). Переход с годами от сигарет с более высоким к сигаретам с более низким содержанием смол может объяснить изменение патологии рака легких. А именно, доля аденокарцином среди случаев рака легких увеличилась, в то время как доля плоскоклеточного рака снизилась. Считается, что изменение типа опухоли отражает более высокую доставку нитрозаминов сигаретами с более низким содержанием смол и увеличение глубины или объема вдыхания при курении таких сигарет для компенсации более низких концентраций никотина в дыме. В Соединенных Штатах заболеваемость и смертность от рака легких особенно высоки среди афроамериканских мужчин. Рак легких наиболее распространен в развитых странах, особенно в Северной Америке и Европе, и менее распространен в развивающихся странах, особенно в Африке и Южной Америке.
Tobacco smoke, besides being an irritant and significant indoor air pollutant, is known to cause lung cancer, heart disease, chronic obstructive pulmonary disease (COPD), emphysema, and other serious diseases in smokers (and in non smokers as well). The actual mechanisms by which smoking can cause so many diseases remain largely unknown. Many attempts have been made to produce lung cancer in animals exposed to tobacco smoke by the inhalation route, without success. It is only by collecting the "tar" and repeatedly painting this on to mice that tumors are produced, and these tumors are very different from those tumors exhibited by smokers. In spite of all changes in cigarette design and manufacturing since the 1960s, the use of filters and "light" cigarettes has neither decreased the nicotine intake per cigarette, nor has it lowered the incidence of lung cancers (NCI, 2001; IARC 83, 2004; U. S. Surgeon General, 2004). The shift over the years from higher to lower yield cigarettes may explain the change in the pathology of lung cancer. That is, the percentage of lung cancers that are adenocarcinomas has increased, while the percentage of squamous cell cancers has decreased. The change in tumor type is believed to reflect the higher nitrosamine delivery of lower yield cigarettes and the increased depth or volume of inhalation of lower yield cigarettes to compensate for lower level concentrations of nicotine in the smoke. In the United States, lung cancer incidence and mortality rates are particularly high among African American men. Lung cancer tends to be most common in developed countries, particularly in North America and Europe, and less common in developing countries, particularly in Africa and South America.