Wyniki i dyskusja wyników

Transkrypt

1 Probl ig pidemiol 7 88 (suplement 3 9 Analiza i ocena nara enia czynnych i biernych palaczy na siarkowodór zawarty w dymie dostêpnych w Polsce papierosów Assessment of active and passive smokers' exposure to hydrogen sulfide from tobacco smoke generated from Polish cigarettes JAN CZGA A MACIJ ASZ GNIICZ ANZJ SCZA ILTA ZILIÑSAANC Zak³ad Chemii gólnej i Nieorganicznej atedra Chemii gólnej i Analitycznej ydzia³ Farmaceutyczny Œl¹ski niwersytet Medyczny stêp. Siarkowodór jest siln¹ trucizn¹ dzia³aj¹c¹ na uk³ad oddechowy sercowonaczyniowy i N. Ma³o rozeznanym Ÿród³em œrodowiskowym siarkowodoru jest dym tytoniowy. Cel pracy. Celem pracy by³o oznaczenie zawartoœci siarkowodoru w dymie papierosów dostêpnych w Polsce i ocena nara enia czynnych i biernych palaczy na ten zwi¹zek. Materia³ i metody. Papierosy (5 rodzajów wypalano w symulatorze palenia w standardowych warunkach (IS 338. Zaabsorbowany siarkowodór z g³ównego (GS i bocznego (S strumienia dymu oznaczano metod¹ potencjometryczn¹. cenê nara enia czynnych palaczy przeprowadzono na podstawie zawartoœci siarkowodoru w GS badanych papierosów. Przyjmuj¹c wypalanie papierosów na dobê i uwzglêdniaj¹c dobow¹ wentylacjê p³uc obliczono ekwiwalentne stê enia w powietrzu dostarczaj¹ce w ci¹gu doby tak¹ sam¹ dawkê badanego zwi¹zku jak wypalane papierosy. Stê enie to porównywano ze stê eniem referencyjnym obliczaj¹c indeksy nara enia (IN. przypadku palaczy biernych IN obliczono na podstawie prognozowanego stê enia siarkowodoru w powietrzu pomieszczeñ. Przy prognozowaniu tego stê enia pos³u ono siê zawartoœciami siarkowodoru w GS i S badanych papierosów zak³adaj¹c okreœlone warunki nara enia. yniki. Zawartoœæ siarkowodoru ró ni³a siê w zale noœci od badanych papierosów ( µgpapieros dla GS; µg papieros dla S. Indeksy nara enia obliczone dla palaczy czynnych w zale noœci od badanych papierosów waha³y siê od 545. Symulacja nara enia biernych palaczy wykaza³a e w pomieszczeniu zamkniêtym w uprawdopodobnionych warunkach nara enia (wentylacja 5h kubatura 75m 3 5 palaczy pal¹cych papieros co 3 min 8h nara enia stê enie siarkowodoru mo e kilkukrotnie przekraczaæ stê enie referencyjne. nioski. ym tytoniowy jest istotnym Ÿród³em nara enia na siarkowodór zarówno palaczy czynnych jak i biernych. Introduction. ydrogen sulfide (S is a toxic compound that might influence respiratory system as well as cardiovascular and central nervous systems. Tobacco smoke is one of the environmental sources of the compound. Aim. The aim of the study was to determine levels of hydrogen sulfide in tobacco smoke generated from various cigarettes brands available in Poland. The obtained results were used in order to quantify exposure of active and passive smokers to compound of interest. Materials and methods. 5 brands of cigarettes were smoked with smoking machine using international laboratory standards (IS 338. ydrogen sulfide was absorbed from MS and SS in sodium hydroxide solution (M. Then sulfide ions were determined with ion selective electrode (IS (precision of the method.4% repeatability 3.5%. The obtained results were analyzed using ANVA analysis (Statsoft Poland. In the following step the possible exposure of active and passive smokers to hydrogen sulfide was simulated and assess using environmental criteria. esults. ydrogen sulfide levels in MS varied from 4.98 to 48.57µg cigarette (mean 4.37±9.5 and in SS from 33.5 to 55.3µgcigarette (mean39.33±9.8. The performed simulation proofed that in reallife conditions (75 cu. m room with air ventilation of.5h and 5 persons present inside smoking one cigarettes every 3 minutes exposure of passive smokers to hydrogen sulfide after 8 hours might exceed environmental standards. Conclusion. Tobacco smoke is a significant source of hydrogen sulfite thus active smokers as well as passive ones are exposed to the compound. ey words: hydrogen sulfide exposure cigarette smokers tobacco smoke S³owa kluczowe: siarkowodór nara enie palacze dym papierosowy Probl ig pidemiol 7 88 (supl.3 Adres do korespondencji Address for correspondence Jan Czoga³a Zak³ad Chemii gólnej i Nieorganicznej atedra Chemii gólnej i Analitycznej ydzia³ Farmaceutyczny Œl¹ski niwersytet Medyczny ul. Jagielloñska 4 4 Sosnowiec tel fax janczogala@wp.pl

2 Probl ig pidemiol 7 88 (suplement 3 ykaz skrótów: ZZN papierosy o znacznie obni onej zawartoœci nikotyny ang. VLCN Very Lowered Content of Nicotine (dawniej Super Light ZN papierosy o obni onej zawartoœci nikotyny ang. LCN Lowered Content of Nicotine (dawniej Light ; FF Full Flavour; Menthol papierosy o smaku miêtowym stêp Siarkowodór jest siln¹ trucizn¹ gazow¹ dzia³aj¹c¹ szkodliwie na uk³ad oddechowy sercowonaczyniowy oraz oœrodkowy uk³ad nerwowy. Jednym z ma³o rozeznanych Ÿróde³ œrodowiskowych tego gazu jest dym tytoniowy stanowi¹cy potencjalne zagro enie nie tylko dla palaczy czynnych a tak e dla du ej grupy osób przebywaj¹cych w otoczeniu palacza czyli tzw. palaczy biernych. Podczas palenia tytoniu wyró nia siê g³ówny strumieñ dymu (GS ang. Mainstream Smoke MS i boczny strumieñ dymu (S ang. Sidestream Smoke SS ]. GS powstaje podczas palenia tytoniu w temperaturze 89 C podczas zaci¹gania siê i jest inhalowany przez palaczy czynnych. oczny strumieñ tworzy siê przy temperaturze 55 C w przerwach pomiêdzy zaci¹gniêciami ] i stanowi g³ówne Ÿród³o nara enia dla palaczy biernych. Zarówno GS jak i S pod wzglêdem fizykochemicznym s¹ aerozolem 3] sk³adaj¹cym siê z dwóch faz: fazy ciek³osta³ej: zawiera sk³adniki o temperaturze wrzenia powy ej C oraz wodê (89% wagowych sk³adników dymu tytoniowego fazy gazowoparowej: zawiera sk³adniki zarówno organiczne jak i nieorganiczne które stanowi¹ 9% wagowych sk³adników dymu tytoniowego 3]. Siarkowodór wchodzi w sk³ad fazy parowo gazowej obu rodzajów dymu. yniki badañ zawartoœci S w GS wykonanych przez nielicznych autorów wskazuj¹ e zawartoœæ tego zwi¹zku w GS waha siê od do 9 µgpapieros 45] Cel Celem pracy by³o oznaczenie zawartoœci siarkowodoru w dymie papierosów ró nych rodzajów marek i typów dostêpnych w Polsce oraz okreœlenie stopnia dystrybucji tego zwi¹zku pomiêdzy g³ówny i boczny strumieñ dymu. zyskane wyniki zamierzano wykorzystaæ do oceny nara enia czynnych i biernych palaczy na ten zwi¹zek. Aby zrealizowaæ cel pracy zamierzano: znaczyæ siarkowodór w g³ównym i bocznym strumieniu dymu badanych rodzajów marek i typów papierosów. Na podstawie oznaczonego stê enia siarkowodoru w GS oceniæ stopieñ nara enia palaczy czynnych wprowadzaj¹c odpowiednie indeksy nara enia. Na podstawie oznaczonego stê enia siarkowodoru w GS i S przeprowadziæ symulacjê ekspozycji biernych palaczy na ten zwi¹zek i oceniæ ich nara enie pos³uguj¹c siê podobnymi odpowiednio zmodyfikowanymi indeksami nara enia. Metodyka Materia³em do badañ by³y papierosy czterech marek najczêœciej kupowanych w Polsce w tym wszystkich dostêpnych na rynku typów papierosów: Jan III Sobieski: ZZN ZN Menthol FF (ritish American Tobacco Polska S.A. LM: ZZN ZN Menthol FF (Philip Morris Polska S.A. Malboro: ZZN ZN Menthol FF (Philip Morris Polska S.A. Fajrant: ZN FF (Philip Morris Polska S.A. Popularne (bez filtra (Altadis Polska S.A. gdzie: ZZN papierosy o znacznie obni onej zawartoœci nikotyny ang. VLCN Very Lovered Content of Nicotine (dawniej Super Light ; ZN papierosy o obni onej zawartoœci nikotyny ang. LCNLovered Content of Nicotine (dawniej Light ; FF Full Flavour; Menthol papierosy o smaku miêtowym. Papierosy wypalano w symulatorze palenia w standaryzowanych warunkach IS 338 7] (czas trwania zaci¹gniêcia s. objêtoœæ zaci¹gniêcia 35 ml czêstoœæ zaci¹gniêæ zaci¹gniêcie s. d³ugoœæ pozostawionego niedopa³ka 3 mm powy ej filtra lub dla papierosów bez filtra 8 mm. Siarkowodór by³ absorbowany niezale nie z g³ównego i bocznego strumienia dymu papierosowego w roztworze wodorotlenku sodu ( moldm 3. Papierosy przed doœwiadczeniem poddano kondycjonowaniu przez co najmniej jedn¹ dobê w atmosferze o wzglêdnej wilgotnoœci powietrza % w temperaturze C 8]. Nastêpnie zaabsorbowany S oznaczano opracowan¹ w pracy metod¹ potencjometryczn¹ z zastosowaniem jonoselektywnej elektrody siarczkosrebrowej heterokrystalicznej Ag S35 urosensor (precyzja oznaczenia 4%; powtarzalnoœæ 35%. cenê nara enia czynnych palaczy papierosów prze

3 Probl ig pidemiol 7 88 (suplement 3 prowadzono na podstawie zawartoœci siarkowodoru w GS badanych papierosów. Przyjmuj¹c e palacz wypala papierosów na dobê i uwzglêdniaj¹c œredni¹ dobow¹ wentylacjê p³uc 9] obliczono ekwiwalentne stê enia w powietrzu dostarczaj¹ce w ci¹gu doby tak¹ sam¹ dawkê badanego zwi¹zku jak wypalane papierosy. artoœæ tego stê enia porównywano ze stê eniem referencyjnym obliczaj¹c indeksy nara enia ] (równanie GNV L SF]\ F]\\F *' ':3 5I& gdzie Z GS zawartoœæ substancji toksycznej w GS µg P œrednia dobowa wentylacja p³uc za³o ona liczba papierosów wypalana w ci¹gu doby Aby oceniæ potencjalne nara enie biernych palaczy jakie mo e stanowiæ siarkowodór zawarty w dymie badanych papierosów przeprowadzono odpowiedni¹ symulacjê ] celem okreœlenia œredniego stê enia S w œrodowiskowym dymie papierosowym (równanie. F S] symulacji uwzglêdniono oznaczon¹ iloœæ siarkowodoru w GS i S badanych papierosów zak³adaj¹c odpowiednie warunki nara enia jak: czêstotliwoœæ wypalania papierosów kubaturê pomieszczenia i stopieñ jego wentylacji i czas trwania nara enia. Nastêpnie wyznaczono indeksy nara enia (równanie 3 obliczone na podstawie prognozowanego stê enia S w powietrzu pomieszczeñ i stê enia referencyjnego siarkowodoru. Przy obliczaniu indeksów nara enia uwzglêdniono czas przebywania biernych palaczy w pomieszczeniu zanieczyszczanym dymem tytoniowym. artoœæ indeksu nara enia mo na interpretowaæ jako liczbê wskazuj¹c¹ ile razy nara enie biernego palacza jest wiêksza od granicznego stê enia dopuszczonego w nara eniu œrodowiskowym ]. (równanie 3 GNV ]L gdzie: F G]L\ F]V 5I& ]L F œrednie stê enia S w czasie trwania nara enia Z Z S +( Z GS zawartoœæ substancji toksycznej w powietrzu pochodz¹cej z g³ównego i bocznego strumienia dymu z papierosa µg Z S zawartoœæ substancji toksycznej w S µg Z GS zawartoœæ substancji toksycznej w GS µg wzglêdna retencja substancji toksycznej w uk³adzie oddechowym palacza Vp kubatura pomieszczenia m3] t czas od rozpoczêcia palenia min] T czas pomiêdzy wypaleniem kolejnych porcji papierosów min] P liczba równoczeœnie wypalonych papierosów (w jednej porcji wymiana godzinowa powietrza w pomieszczeniu h] n liczba przedzia³ów czasowych (ntt fc referencyjne stê enie dla ci¹g³ego wziewnego nara enia artoœæ liczbowa fc dla siarkowodoru podawana przez bazê IIS (S PA ] wynosi µg m 3. yniki i dyskusja wyników Zawartoœæ siarkowodoru oznaczon¹ w GS i S badanych papierosów zestawiono w tabeli I. tabeli tej zestawiono tak e wartoœci ekwiwalentnego stê enia siarkowodoru w powietrzu odpowiadaj¹ce wypaleniu papierosów i wyznaczone na jego podstawie indeksy nara enia palaczy czynnych (równanie. Z przedstawionych danych wynika e zawartoœæ siarkowodoru w GS waha³a siê od 498 do 4857 µgpapieros (œrednio 437±95 natomiast w S zmienia³a siê w granicach µgpapieros (œrednio 3933 ±98. Stwierdzono e zawartoœæ S zarówno w GS jak i S ró ni siê w zale noœci od rodzaju i marki papierosów natomiast nie wykazano ró nic w zale noœci od typu papierosów. Indeksy nara enia obliczone dla palaczy czynnych wypalaj¹cych papierosów na dobê w zale noœci od badanych gatunków papierosów waha³y siê od 5 do 45 i wynosi³y œrednio 5±75 a zró nicowanie tych wartoœci by³o (ze wzglêdu na sposób ich obliczania analogiczne jak zró nicowanie zawartoœci siarkowodoru w GS. Przeprowadzaj¹c symulacjê nara enia biernych palaczy na siarkowodór zawarty w œrodowiskowym dymie tytoniowym powsta³ym w wyniku wypalenia okreœlonych rodzajów papierosów przyjêto nastêpuj¹ce parametry: kubatura pomieszczenia (7 m 3 liczba wypalanych jednorazowo papierosów 5 (liczba

4 Probl ig pidemiol 7 88 (suplement 3 Tabela I. Zawartoœæ siarkowodoru w GS i S badanych rodzajów papierosów µg i wyliczone indeksy nara enia palaczy czynnych Table I. Levels of hydrogen sulfide in MS and SS of examined cigarettes µgcig] and calculated exposure indexes odzaj papierosów Zawartoœæ w GS Zawartoœæ w S Stê enie w powietrzu Indeks nara enia Cigarette brand MS levels SS levels Air concentration xposure index Jan III Sobieski ZZN 555 ± 553 ± 7 4 ± 9 3 ± 85 Jan III Sobieski ZN 83 ± ± ± 8 73 ± 4 Jan III Sobieski Menthol 333 ± 8 44 ± ± 7 53 ± 8 Jan III Sobieski FF 397 ± ± 3 ± ± 3 LM ZZN 498 ± ± 8 49 ± 7 5 ± 8 LM ZN 97 ± 7 34 ± ± 89 ± 5 LM Menthol 75 ± ± 84 ± 5 4 ± 7 L&M FF 85 ± ± 347 ± 9 73 ± 35 Marlboro ZZN 49 ± ± 8 34 ± 4 7 ± MarlboroZN 93 ± ± ± 8 59 ± 9 Marlboro Menthol 948 ± 7 37 ± ± 9 ± 9 Marlboro FF 3± 3 34 ± ± 5 ± Fajrant ZN 4857 ± ± 7 89 ± 4 45 ± 3 Fajrant FF 3 ± ± 35 5 ± 39 5 ± Popularne 4 ± ± ± 3 7 ± Œrednio Mean 437 ± ± ± 5 5 ± 75 palaczy równa 5 czêstoœæ palenia (co 3 min. czas nara enia (8 h wzglêdna retencja (7. Symulacjê przeprowadzono w dwóch wariantach: dla s³abej wentylacji (5 h] oraz dla dobrej wentylacji ( h]. yniki œredniego stê enia prognozowanego przy wypalaniu badanych papierosów w takich warunkach przedstawiono w tabeli II. artoœci wyliczonych indeksów nara enia palaczy biernych przedstawiono w postaci diagramu na rycinie. Na podstawie przeprowadzonych analiz symulacji stwierdzono e w pomieszczeniu zamkniêtym w uprawdopodobnionych warunkach (wentylacja 5h objêtoœæ pomieszczenia 75 m 3 5 palaczy pal¹ L V N G áz\fm yc.. iagram wartoœci indeksu nara enia biernych palaczy wyznaczony w wyniku przeprowadzonej symulacji yc.. xposure indexes for passive smokers estimated according to performed simulation 'Z\FM M M X S 3 L G cych papieros co 3 min. po 8 godzinach nara enie œrodowiskowe biernych palaczy na S mo e kilkukrotnie przekraczaæ wartoœci dopuszczalne. ykorzystanie stê eñ referencyjnych ] stosowanych w ocenie nara enia œrodowiskowego do oceny nara enia czynnych i biernych palaczy na siarkowodór wydaje siê byæ uzasadnione charakterem tego nara enia. Palacze czynni stanowi¹ w Polsce oko³o 3% populacji w której wystêpuj¹ grupy podwy szonego ryzyka jak osoby ze schorzeniami sercowonaczyniowymi uk³adu oddechowego immunologicznego itp. osoby w wieku m³odym i podesz³ym. Palenie papierosów trwa zwykle do koñca ycia palacza prawie przez ca³¹ dobê bez przerw weekendowych i urlopowych. Zastosowania kryteriów nara enia œrodowiskowego w odniesieniu do oceny nara enia biernych palaczy wydaje siê bezdyskusyjne gdy synonimem biernego palenia jest nara enie na œrodowiskowy dym tytoniowy (TS ang. nvironmental Tobacco Smoke. ierni palacze stanowi¹ a % populacji ] reprezentowanej przez wszystkie grupy spo³eczne jak i wiekowe a wœród nich niemowlêta dzieci kobiety w ci¹ y a tak e osoby w podesz³ym wieku i chore na wymienione uprzednio schorzenia. zyskane w pracy wyniki stê eñ S w GS mieszcz¹ siê w granicach podawanych przez niektórych autorów 45] natomiast nie odnotowano w dostêpnym piœmiennictwie danych o stê eniach S w S lub w TS Poza wczeœniejszymi pracami autorów ] tylko w jednej pracy odgmana i Greena 5] zastosowano podobn¹ do opisanej metodykê oceny nara enia palaczy czynnych. Indeks nara enia palaczy czyn

5 Probl ig pidemiol 7 88 (suplement 3 Tabela II. artoœci prognozowanego œredniego stê enia S w pomieszczeniu zamkniêtym obliczone na podstawie przeprowadzonej symulacji nara enia biernych palaczy na dym badanych papierosów Table II. Mean indoor air concentration of hydrogen sulfide calculated according to performed simulation of passive smokers' exposure to tobacco smoke Œrednie stê enie Mean concentration µgm 3 ] odzaj papierosów s³aba wentylacja dobra wentylacja poor ventilation satisfactory ventilation 5 h ] h ] Jan III Sobieski ZZN 4 83 Jan III Sobieski ZN 577 Jan III Sobieski Menthol 3 5 Jan III Sobieski FF 39 5 LM ZZN LM ZN LM Menthol LM FF Marlboro ZZN Marlboro ZN 97 5 Marlboro Menthol Marlboro FF Fajrant ZN 9 9 Fajrant FF Popularne Œrednia Mean 4 3 nych na S wyliczony przez autorów tej pracy przeprowadzonej na papierosach referencyjnych 4F by³ wy szy ni wartoœci tych indeksów w przedstawionej pracy i wynosi³ 9 z uwagi na wiêksz¹ zawartoœæ S w GS papierosów referencyjnych w stosunku do zawartoœci w papierosach badanych w pracy. anych tych nie mo na tak e bezpoœrednio porównywaæ z uwagi na nieco odmienn¹ wartoœæ dobowej wentylacji p³uc 9] przyjêt¹ przy wyliczaniu tego indeksu. nioski. Zawartoœæ S w GS badanych papierosów mieœci siê w granicach podawanych przez innych autorów i zale na jest od rodzaju i marki badanych papierosów ale nie zale y od ich typu. Zró nicowanie zawartoœci S w poszczególnych rodzajach papierosów nie jest jednak du e (437 ± 95 µgpapieros. Zawartoœæ siarkowodoru w S jest równie s³abo zró nicowana (3933 ± 98 µgpapieros.. Nara enie palaczy czynnych na siarkowodór zawarty w dymie palonych przez nich papierosów oko³o trzydziestokrotnie przekracza nara enie przyjmowane za bezpieczne w nara eniu œrodowiskowym. Tym samym siarkowodór jawi siê jako jeden z wa niejszych toksycznych nierakotwórczych sk³adników dymu papierosowego. 3. Przeprowadzona symulacja nara enia biernych palaczy na S zawarty w dymie badanych rodzajów papierosów wskazuje e przy s³abej wentylacji w pomieszczeniu zamkniêtym w realnych warunkach (V75m 3 5 palaczy palenie co 3 min. czas przebywania biernych palaczy to 8h nara enie œrodowiskowe na S mo e kilkukrotnie przekraczaæ wartoœci dopuszczalne. wielkoœci indeksu nara enia zgodnie z oczekiwaniem decyduje przede wszystkim zawartoœæ siarkowodoru w S. Piœmiennictwo eferences. Florek Piekoszowski. Toksykologiczne aspekty palenia tytoniu. Pol Med odz 4; (3: Florek. Sk³ad chemiczny i kancerogenny dymu tytoniowego. Alkohol Nark 999; 3: offman offman I layoumy. The less harmful cigarette: a controversial issue. A tribute to rnst L. ynder. Chem es Toxicol ; 4: offmann offmann I. The changing cigarette J Toxicol nviron ealth 997; 5: odgman A Green Ch. Toxic Chemicals in cigarette mainstreamhazard and hoopla. eitr Tbakforsch Int 3; : Li G Polk J Meazell L A atchett. IS Analysis of ydrogen Sulfide in Cigarette Smoke. J Chem duc ; 77: International rganization for Standarization. outine analytical cigarettesmoking machine. efinitions and standard conditions. IS 338. Genewa 99. (evised dition. 8. International Standard rganization. Tobacco and tobacco products Atmospheres for conditioning and testing; IS 34. Genewa Layton. Metabolically consistent breathing rates for use in doseassessmets. ealth Phys 993; 4: 33.. IIS. ydrogen sulfide (CASN Integrated isk Information System online] S nvironmental Protection Agency (PA; httpcfpub.epa.goviris. dostêp: maj 7. Goniewicz M Czoga³a J. xposure of active and passive smokers to aromatic amines present in tobacco smoke. Toxicol Mech Method 5; 5: Czoga³a J. cena toksycznoœci czynnego i biernego palenia papierosów w kategoriach nara enia œrodowiskowego. :] Materia³y kongresowe V rajowego ongresu kologicznego komed Tarnów 98 9 listopada 98: egradacja Œrodowiska Przyrodniczego a Zdrowie Cz³owieka referat SI : 4