Tabakrauch - Tobacco smoke
Tabakrauch ist ein rußiges Aerosol, das durch die unvollständige Verbrennung von Tabak beim Rauchen von Zigaretten und anderen Tabakprodukten entsteht. Die Temperaturen beim Brennen von Zigaretten reichen von etwa 400 °C zwischen Zügen bis etwa 900 °C während eines Zugs. Beim Verbrennen des Zigarettentabaks (an sich ein komplexes Gemisch) werden durch Verbrennung, Destillation , Pyrolyse und Pyrosynthese Tausende von chemischen Stoffen erzeugt . Tabakrauch ist als verwendet Begasungsmittel und Inhalat .
Komposition
Die Partikel im Tabakrauch sind flüssige Aerosoltröpfchen (etwa 20 % Wasser) mit einem massenmedianen aerodynamischen Durchmesser (MMAD), der im Submikrometerbereich liegt (und somit für den Menschen ziemlich "lungengängig" ist). Die Tröpfchen liegen in hohen Konzentrationen vor (einige Schätzungen gehen von 10 10 Tröpfchen pro cm 3 aus ). Die meisten Zigaretten enthalten heutzutage einen Zigarettenfilter , der die " Teer "- und Nikotinrauchausbeute durch verschiedene Mechanismen um bis zu 50% reduzieren kann , mit einer noch höheren Entfernungsrate für andere Verbindungsklassen (zB Phenole ).
Tabakrauch kann in eine Partikelphase (auf einem Glasfaserkissen eingeschlossen und als "TPM" (Gesamtpartikel) bezeichnet) und eine Gas-/Dampfphase (die durch ein solches Glasfaserkissen geht) eingeteilt werden. "Tar" wird mathematisch bestimmt, indem das Gewicht des Nikotins und des Wassers vom TPM abgezogen wird. Einige Bestandteile des Tabakrauchs (z. B. Blausäure , Formaldehyd , Phenanthren und Pyren ) passen jedoch nicht genau in diese eher willkürliche Einteilung, da sie auf die feste, flüssige und gasförmige Phase verteilt sind.
Tabakrauch enthält eine Reihe toxikologisch bedeutsamer Chemikalien und Chemikaliengruppen, darunter polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe ( Benzopyren ), tabakspezifische Nitrosamine ( NNK , NNN ), Aldehyde ( Acrolein , Formaldehyd ), Kohlenmonoxid , Blausäure , Stickoxide ( Stickstoffdioxid ), Benzol , Toluol , Phenole ( Phenol , Kresol ), aromatische Amine ( Nikotin , ABP ( 4-Aminobiphenyl )) und Harmala-Alkaloide . Das radioaktive Element Polonium-210 kommt auch im Tabakrauch vor. Die chemische Zusammensetzung des Rauchs hängt von der Zugfrequenz, -intensität, -volumen und -dauer in verschiedenen Phasen des Zigarettenkonsums ab.
Zwischen 1933 und den späten 1940er Jahren variierten die Ausbeuten einer durchschnittlichen Zigarette zwischen 33 und 49 mg "Teer" und zwischen weniger als 1 und 3 mg Nikotin. In den 1960er und 1970er Jahren lag die durchschnittliche Ausbeute an Zigaretten in Westeuropa und den USA bei etwa 16 mg Teer und 1,5 mg Nikotin pro Zigarette. Die aktuellen Durchschnittswerte sind niedriger. Dies wurde auf verschiedene Weise erreicht, einschließlich der Verwendung ausgewählter Tabakpflanzenstämme, Änderungen in landwirtschaftlichen und Behandlungsverfahren, Verwendung von rekonstituierten Blättern (aufbereitete Tabakblattabfälle), Einarbeitung von Tabakstielen, Reduzierung der zum Füllen benötigten Tabakmenge eine Zigarette, indem es (wie gepuffter Weizen ) expandiert wird , um seine "Füllkraft" zu erhöhen, und durch die Verwendung von Filtern und Geschenkpapieren mit hoher Porosität . Die Entwicklung von Zigaretten mit niedrigem "Teer"- und Nikotingehalt hat dazu geführt, Produkte hervorzubringen, denen die Geschmackskomponenten fehlten, an die sich der Raucher gewöhnt hatte. Um solche Produkte für den Verbraucher akzeptabel zu halten, stellen die Hersteller Aroma oder Geschmack wieder her.
Tabak Polyphenole (zB Kaffeesäure , Chlorogensäure , scopoletin , Rutin ) bestimmt den Geschmack und die Qualität des Rauches. Frisch gepökeltes Tabakblatt ist wegen seines stechenden und reizenden Rauchs ungeeignet. Nach der Gärung und Reifung liefert das Blatt einen milden und aromatischen Rauch.
Tumorerzeugende Wirkstoffe
Verbindungen | In verarbeitetem Tabak, pro Gramm | Im Mainstream-Rauch, pro Zigarette | IARC-Bewertung des Nachweises der Karzinogenität | |
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Bei Versuchstieren | In Menschen | |||
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe | ||||
Benz(a)anthracen | 20–70 ng | ausreichend | ||
Benzo(b)fluoranthen | 4–22 ng | ausreichend | ||
Benzo(j)fluoranthen | 6–21 ng | ausreichend | ||
Benzo(k)fluoranthen | 6–12 ng | ausreichend | ||
Benzo(a)pyren | 0,1–90 ng | 20–40 ng | ausreichend | wahrscheinlich |
Chrysen | 40–60 ng | ausreichend | ||
Dibenz(a,h)anthracen | 4 ng | ausreichend | ||
Dibenzo(a,i)pyren | 1,7–3,2 ng | ausreichend | ||
Dibenzo(a,l)pyren | gegenwärtig | ausreichend | ||
Indeno(1,2,3-c,d)pyren | 4–20 ng | ausreichend | ||
5-Methylchrysen | 0,6 ng | ausreichend | ||
Aza-Arene | ||||
Chinolin | 1–2 μg | |||
Dibenz(a,h)acridin | 0,1 ng | ausreichend | ||
Dibenz(a,j)acridin | 3–10 ng | ausreichend | ||
7H-Dibenzo(c,g)carbazol | 0,7 ng | ausreichend | ||
N-Nitrosamine | ||||
N-Nitrosodimethylamin | 0–215 ng | 0,1–180 ng | ausreichend | |
N-Nitrosoethylmethylamin | 3–13 ng | ausreichend | ||
N-Nitrosodiethylamin | 0–25 ng | ausreichend | ||
N-Nitrosonornikotin | 0,3–89 μg | 0,12–3,7 μg | ausreichend | |
4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon | 0,2–7 μg | 0,08–0,77 μg | ausreichend | |
N-Nitrosoanabasin | 0,01–1,9 μg | 0,14–4,6 μg | begrenzt | |
N-Nitrosomorpholin | 0–690 ng | ausreichend | ||
Aromatische Amine | ||||
2-Toluidin | 30–200 ng | ausreichend | unzureichend | |
2-Naphthylamin | 1–22 ng | ausreichend | ausreichend | |
4-Aminobiphenyl | 2–5 ng | ausreichend | ausreichend | |
Aldehyde | ||||
Formaldehyd | 1,6–7,4 μg | 70–100 μg | ausreichend | |
Acetaldehyd | 1,4–7,4 μg | 18–1400 μg | ausreichend | |
Crotonaldehyd | 0,2–2,4 μg | 10–20 μg | ||
Verschiedene organische Verbindungen | ||||
Benzol | 12–48 μg | ausreichend | ausreichend | |
Acrylnitril | 3,2–15 μg | ausreichend | begrenzt | |
1,1-Dimethylhydrazin | 60–147 μg | ausreichend | ||
2-Nitropropan | 0,73–1,21 μg | ausreichend | ||
Ethylcarbamat | 310–375 ng | 20–38 ng | ausreichend | |
Vinylchlorid | 1–16 ng | ausreichend | ausreichend | |
Anorganische Verbindungen | ||||
Hydrazin | 14–51 ng | 24-43 ng | ausreichend | unzureichend |
Arsen | 500–900 ng | 40–120 ng | unzureichend | ausreichend |
Nickel | 2000–6000 ng | 0–600 ng | ausreichend | begrenzt |
Chrom | 1000–2000 ng | 4–70 ng | ausreichend | ausreichend |
Cadmium | 1300–1600 ng | 41–62 ng | ausreichend | begrenzt |
Das Blei | 8–10 μg | 35–85 ng | ausreichend | unzureichend |
Polonium-210 | 0,2–1,2 pCi | 0,03–1,0 pCi | ausreichend | ausreichend |
Sicherheit
Tabakrauch, abgesehen davon , eine Sein reizend und erhebliche Schadstoffinnenraumluft , ist bekannt , dass Ursache Lungenkrebs , Herzkrankheit , chronisch - obstruktive Lungenerkrankung (COPD), Emphysem und andere schwere Krankheiten bei Rauchern (und bei Nichtrauchern als auch). Die tatsächlichen Mechanismen, durch die Rauchen so viele Krankheiten verursachen kann, sind noch weitgehend unbekannt. Es wurden viele Versuche unternommen, Lungenkrebs bei Tieren zu erzeugen, die Tabakrauch auf dem Inhalationsweg ausgesetzt waren, ohne Erfolg. Nur durch das Sammeln des "Teers" und das wiederholte Aufmalen von Mäusen entstehen Tumore, die sich stark von den Tumoren unterscheiden, die bei Rauchern auftreten. Tabakrauch ist mit einem erhöhten Risiko für Atemwegserkrankungen wie Bronchitis , Lungenentzündung und Asthma verbunden . Bei Temperaturen unter 400 ° C erzeugte Tabakrauchaerosole waren im Ames - Assay nicht positiv .
Trotz aller Veränderungen im Design und der Herstellung von Zigaretten seit den 1960er Jahren hat die Verwendung von Filtern und "Light"-Zigaretten weder die Nikotinaufnahme pro Zigarette verringert noch die Inzidenz von Lungenkrebs gesenkt ( NCI , 2001; IARC 83, 2004 ; US-Generalchirurg, 2004). Die Verschiebung im Laufe der Jahre von Zigaretten mit höherer zu niedrigerer Ausbeute könnte die Veränderung in der Pathologie von Lungenkrebs erklären. Das heißt, der Anteil der Lungenkrebse, die Adenokarzinome sind, hat zugenommen, während der Anteil der Plattenepithelkarzinome abgenommen hat. Es wird angenommen, dass die Veränderung des Tumortyps die höhere Nitrosaminabgabe von Zigaretten mit geringerer Ausbeute und die größere Tiefe oder das größere Inhalationsvolumen von Zigaretten mit geringerer Ausbeute widerspiegelt , um niedrigere Nikotinkonzentrationen im Rauch zu kompensieren.
In den Vereinigten Staaten sind die Inzidenz- und Sterblichkeitsraten von Lungenkrebs bei afroamerikanischen Männern besonders hoch. Lungenkrebs tritt am häufigsten in entwickelten Ländern auf, insbesondere in Nordamerika und Europa, und weniger häufig in Entwicklungsländern, insbesondere in Afrika und Südamerika.