Загрязнение воздуха является самым серьезным экологическим риском для здоровья человека и одной из основных предотвратимых причин смерти и заболеваний в мире. По оценкам экспертов ООН, в 2016 году загрязнение воздуха стало причиной около 6,5 млн случаев преждевременной смерти во всем мире. Если не будут приняты решительные действия, к 2050 году это число может увеличиться более чем на 50%. Основные источники загрязнения атмосферы — промышленные предприятия, транспорт, угольные электростанции. Свой отрицательный вклад вносит и курение табака.
Фото: Влад Некрасов, Коммерсантъ
Фото: Влад Некрасов, Коммерсантъ
Решению проблемы загрязнения воздуха могут способствовать результаты исследования «Комплексная оценка качества воздуха при использовании электрической системы нагревания табака 2.2 в условиях имитации помещений», опубликованного в июле 2021 года в междисциплинарном научном журнале Atmosphere. Его подготовила группа исследователей из «ФМИ Исследования и разработки» и «Филип Моррис Продактс С.А.» (Невшатель, Швейцария) под руководством доктора наук Майи Митовой.
Для России подобные исследования в области поиска решений по минимизации риска здоровью человека от табакокурения являются актуальными с точки зрения Федерального закона №15-ФЗ от 23 февраля 2013 года «Об охране здоровья граждан от воздействия окружающего табачного дыма и последствий потребления табака» и утвержденной правительством РФ в 2019 году Концепции осуществления государственной политики противодействия потреблению табака и иной никотинсодержащей продукции на период до 2035 года и дальнейшую перспективу.
Согласно данным, приведенным в работе Алана Роджмана и Томаса Перфетти The Chemical Components of Tobacco Smoke, в табачном дыме содержится более 6 тыс. химических веществ. Многие из них вредны для здоровья, и порядка 40 являются канцерогенами. Эти вредные вещества содержатся как непосредственно в табачном дыме, так и в воздухе, выдыхаемом курильщиком. Кроме запретов на курение в закрытых помещениях, действующих во многих странах, есть и другой способ решения проблемы загрязнения воздуха табачным дымом.
В последние годы на рынке появились продукты, которые представляют собой потенциально менее вредную альтернативу продолжению курения сигарет, в том числе электрическая система нагревания табака (ЭСНТ, производимая компанией «Филип Моррис Интернэшнл»).
Существуют научные исследования, показывающие, что при использовании ЭСНТ выделяется значительно меньше вредных и потенциально вредных компонентов (ВПВК), чем при курении сигарет. Это объясняется механизмом образования аэрозоля, который выделяется системами нагревания табака, в основе которого лежит нагревание ниже температур, необходимых как для горения табака, так и для высокотемпературного пиролиза.
Так, например, в 2020 году в рецензируемом научном журнале Risk Analysis была опубликована статья группы ученых из Национального института общественного здоровья и окружающей среды Нидерландов и из Школы наук о Земле и окружающей среде Университета Сент-Эндрюс (Шотландия, Великобритания), в которой сравнивалась канцерогенность ЭСНТ и обычных сигарет. Исследователи использовали метод, основанный на изменении кумулятивного выделения (ИКВ) соединений, выделяемых двумя рассматриваемыми продуктами. В первую очередь обращалось внимание на восемь канцерогенов. Вывод авторов статьи: при использовании ЭСНТ вместо сигарет ИКВ в 10–25 раз ниже.
Говоря о потенциально пониженном риске для здоровья, нужно помнить не только о курильщиках, но и о некурящих. И в этом аспекте вопрос качества воздуха выходит на первый план.
Новая статья в журнале Atmosphere содержит наиболее полный комплексный анализ влияния использования электрически нагреваемой бездымной продукции на качество воздуха в помещении. В ходе исследования для всесторонней оценки воздействия электронных систем нагревания табака на качество воздуха анализировались соединения из списка ВПВК, составленного Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (Food and Drug Administration, FDA), из приоритетного перечня токсичных веществ ВОЗ, а также соединения, влияющие на качество воздуха, и маркеры, специфические для продукта.
Эксперименты проводились при трех условиях вентиляции — с кратностью воздухообмена, характерной для жилых помещений («Жилая категория III», 0,5 ч−1) и для двух категорий общественных мест («Магазин», 2,4 ч−1 и «Ресторан», 4,3 ч−1).
Кратность воздухообмена — это определение объемного расхода воздуха к внутреннему объему помещения в единицу времени, выраженная в часах в минус первой степени (ч−11). Проще говоря, эта величина показывает, сколько раз в течение одного часа воздух в помещении полностью заменяется на новый.
Условия всех трех сценариев («Жилая категория», «Магазин», «Ресторан») были воссозданы в помещении с контролируемым микроклиматом и отдельным входом, оборудованным воздушным шлюзом. В рамках исследования выполнялось сравнение аэрозоля, выделяемого в окружающую среду и образующегося при использовании ЭСНТ, с фоновыми показателями качества воздуха. Плотность заполнения помещения людьми была установлена уровне 6 кв. м на одного человека, что соответствовало присутствию трех добровольных участников. Участники должны были отвечать следующим требованиям: возраст от 21 года до 65 лет, здоровые, без симптомов каких-либо заболеваний, не принимали никаких лекарств, не были беременны и не кормили грудью.
Исследователи определяли концентрации в воздухе 31 летучего соединения, а также концентрации 30 компонентов парогазовой фазы и 36 компонентов дисперсной фазы аэрозоля, выделяемого в окружающую среду.
Эксперименты показали, что во время использования ЭСНТ в помещении увеличивались уровни содержания в воздухе никотина, ацетальдегида, глицерина и ментола (в случае использования продукции с ментолом) по сравнению с фоновыми уровнями, что приводило к увеличению значений общего содержания летучих органических соединений (ОСЛОС). Также наблюдалось временное увеличение количества ультрамелких частиц при одновременном использовании двух или более табачных стиков или при коротком интервале между сеансами использования, при этом значения концентрации почти сразу возвращались к уровням, близким к фоновым. Это связано с тем, что при использовании ЭСНТ образуется аэрозоль из жидких капель, которые быстро испаряются. Уровни никотина, ацетальдегида, глицерина и ОСЛОС измерялись в нижнем диапазоне значений в микрограммах на 1 куб. м и были ниже существующих нормативных пределов. При сравнении уровней компонентов, попадающих в воздух при использовании ЭСНТ в помещении, с уровнями компонентов, выделяемых от продуктов сгорания и повседневной деятельности, было выявлено значительно меньшее воздействие ЭСНТ на качество воздуха внутри помещений.
Ни один из компонентов, связанных с использованием ЭСНТ внутри помещений, не превысил предельно допустимые концентрации,
Увеличение интенсивности вентиляции с 0,5 ч−1 до 4,3 ч−1 приводило к снижению концентраций ацетальдегида, ОСЛОС, ультрамелких частиц и глицерина, хотя и в очень незначительной степени в последнем случае.
В приводимой таблице кроме результатов, полученных группой исследователей под руководством доктора Майи Митовой, присутствуют также данные похожих, но менее масштабных исследований прошлых лет – для сравнения.
С выводами, содержащимися в статье швейцарских исследователей, совпадают выводы, основанные на результатах похожего исследования, проведенного отечественными учеными. В 2018 году исследователи из ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» в Санкт-Петербурге опубликовали результаты проведенной научно-исследовательской работы «Изучение изменений состава воздуха закрытых помещений при различных способах потребления табака или никотина».
Исследование было направлено на поиск решений по минимизации риска здоровью человека от табакокурения, в том числе здоровья тех, кто вынужденно вдыхает сигаретный дым. С этой целью изучалось изменение состава воздуха в закрытых помещениях при различных способах потребления табака и никотина для оценки риска здоровью человека на основании гигиенических и санитарно-химических исследований и экспертиз.
В ходе исследования были выполнены: серия из 12 экспериментов по потреблению табака или никотина различными способами в закрытом помещении, анализ компонентного состава воздуха, сравнительный анализ динамики загрязнения воздуха помещения, представлены сводные статистически обработанные данные, оценка риска здоровью, проведен расчет валовых выделений химических веществ, поступающих в воздушную среду, проведены расчеты необходимого уровня воздухообмена помещений, предназначенных для потребления табака или никотина.
Сравнивались три категории продуктов — обычные сигареты, электронные системы доставки никотина и электрические системы нагревания табака — в плане их воздействия на воздух в замкнутом невентилируемом помещении. Выяснилось, что интенсивность и характер загрязнения воздуха сильно зависят от способа потребления табака или никотина. Наиболее значительное загрязнение воздуха вредными компонентами отмечается при курении сигарет, в то время как при использовании электронных систем доставки никотина (ЭСДН) и ЭСНТ уровень их выделения гораздо меньше. В ходе экспериментов были измерены концентрации в воздухе десяти органических веществ, четырех неорганических газов, двух видов взвешенных веществ), а также произведен нецелевой скрининг пробы воздуха неизвестного состава (115 летучих органических веществ и элементов). Оценка острого риска для здоровья от вдыхания воздуха закрытого помещения, загрязненного продуктами курения сигарет, показала, что неприемлемые значения риска в эксперименте достигаются уже через полтора часа и обусловлены концентрациями ацетальдегида, формальдегида, оксида углерода и взвешенными частицами, превышающими допустимую величину более чем в 1,5–2 раза. При потреблении ЭСДН и ЭСНТ превышений приемлемого острого риска не было обнаружено в течение всех четырех с половиной часов эксперимента, несмотря на его проведение в невентилируемом помещении.
Исследователи установили, что минимизация риска для здоровья в закрытых помещениях, в которых употребляется табачная или никотинсодержащая продукция, возможна за счет организации достаточного воздухообмена. Данный показатель зависит от объема помещения, вида продукции и интенсивности ее потребления и может учитываться при организации специально выделенных мест для курения и потребления никотинсодержащей продукции при наличии технической возможности их разделения в зависимости от вида потребляемой продукции, поскольку минимально необходимый уровень вентиляции помещений для ЭСДН и ЭСНТ, обеспечивающий минимальный риск здоровью, значительно (более чем в десять раз) ниже, чем в случае курения сигарет.
Авторы исследования в журнале Atmosphere приходят к логично обоснованному выводу: «Недавний обзор имеющихся данных о нагреваемых табачных продуктах показал, что по сравнению с сигаретами эти продукты могут потенциально нести сниженный риск развития хронических заболеваний, связанных с курением и воздействием вторичного сигаретного дыма».