Сигаретный фильтр
Сигаретный фильтр , также известный как наконечник фильтра , является компонентом сигареты вместе с сигаретной бумагой , капсулами и клеями. Фильтры были представлены в начале 1950-х годов. [3]
Фильтры могут быть изготовлены из пластикового волокна ацетата целлюлозы , бумаги или активированного угля (либо в виде полостного фильтра, либо встроены в пластиковые волокна ацетата целлюлозы). макропористые фенолформальдегидные смолы и асбест . Используются также [4] [5] Пластиковый фильтр из ацетата целлюлозы и бумага изменяют фазу твердых частиц дыма путем удержания частиц ( фильтрация ), а мелкодисперсный уголь модифицирует газовую фазу ( адсорбция ). [6]
Фильтры предназначены для снижения вреда, причиняемого курением , за счет уменьшения количества вредных химических веществ, вдыхаемых курильщиками. Хотя лабораторные тесты показывают снижение содержания « смол » и никотина в сигаретном дыме, фильтры неэффективны при удалении газов с низкой молекулярной массой, таких как окись углерода . [7] Большинство из этих измеренных сокращений [ который? ] возникают только при выкуривании сигареты на курительной машине; при курении человеком соединения попадают в легкие независимо от того, используется ли фильтр. [2]
Большинство сигарет фабричного производства оснащены фильтром; те, кто скручивает свои собственные, могут купить их в табачном киоске. [2]
История
[ редактировать ]В 1925 году венгерский изобретатель Борис Айваз запатентовал процесс изготовления сигаретного фильтра из гофрированной бумаги . [8]
Компания Molins Machine Co Ltd с 1935 года. [9] Британская компания начала разработку машины для производства сигарет с фильтром с наконечником. Он считался специальным изделием до 1954 года, когда производители представили его более широко после волны спекулятивных заявлений врачей и исследователей относительно возможной связи между заболеваниями легких и курением. Поскольку сигареты с фильтром считались более безопасными, к 1960-м годам они доминировали на рынке. Производство сигарет с фильтром выросло с 0,5 процента в 1950 году до 87,7 процента к 1975 году. [10]
В период с 1930-х по 1950-е годы большая часть сигарет была 70 millimetres (2+3⁄4 in) long. The modern cigarette market includes mainly filter cigarettes that are 80, 85, 100 или 120 миллиметров ( 3 + 1 ⁄ 8 , 3 + 3 ⁄ 8 , 3 + 7 ⁄ 8 или 4 + 3 ⁄ 4 дюйма). [11]
Сигаретные фильтры изначально изготавливались из пробки и использовались для предотвращения попадания табачных хлопьев на язык курильщика. Многие из них до сих пор имеют узор, напоминающий пробку. [1]
Производство
[ редактировать ]Курящие сигареты придают большое значение визуальному осмотру фильтрующего материала в сигаретах с фильтром после курения сигарет. Обычно проводится визуальное сравнение до и после курения, и если материал наконечника фильтра после курения потемнел, наконечник автоматически считается эффективным. Хотя использование такого материала, меняющего цвет, вероятно, окажет незначительное влияние или вообще не повлияет на фактическую эффективность материала наконечника фильтра, преимущества в рекламе и продажах очевидны.
— Клод Тиг, изобретатель меняющего цвет фильтра. [2]
Сигаретные фильтры обычно изготавливаются из пластикового ацетата целлюлозы волокна . [3] но иногда также из бумаги или активированного угля (либо в качестве полостного фильтра, либо в виде ацетата целлюлозы).
Ацетат целлюлозы получают путем этерификации отбеленного хлопка или древесной массы кислотой уксусной . Из трех гидроксильных групп целлюлозы, доступных для этерификации, от двух до трех этерифицируют путем регулирования количества кислоты (степень замещения (СЗ) 2,35-2,55). Эфир скручивается в волокна и формируется в пучки, называемые фильтрующим жгутом . Ароматизаторы ( ментол ), подсластители , смягчители ( триацетин ), антипирены ( вольфрамат натрия ), бьющиеся капсулы, выделяющие ароматизаторы по требованию, и добавки, окрашивающие табачный дым. [ нужна ссылка ] можно добавлять в сигаретные фильтры. [12] [13] Пятью крупнейшими производителями фильтровального жгута являются Celanese и Eastman Chemicals в США, Cerdia в Германии, Daicel и Mitsubishi Rayon в Японии.
крахмальные клеи или клеи на эмульсионной основе Для склеивания швов сигарет используют . Для фильтрующих швов используются клеи -расплавы и эмульсии. Для приклеивания фильтров к сигаретам используются клеи на основе эмульсии. [14] Бумага для кончиков может быть покрыта поливиниловым спиртом . [15]
Изменение цвета
[ редактировать ]Табачная промышленность пришла к выводу, что иллюзия фильтрации важнее самой фильтрации. pH используемого ацетата целлюлозы изменяется, так что его цвет становится темнее под воздействием дыма (это было изобретено в 1953 году Клодом Тигом, работавшим в табачной компании RJ Reynolds ). [16] Промышленность хотела, чтобы фильтры считались эффективными по маркетинговым причинам, несмотря на то, что они не делают сигареты менее вредными для здоровья . [3] [ не удалось пройти проверку ]
Риски для здоровья
[ редактировать ]Эта статья нуждается в более надежных медицинских ссылках для проверки или слишком сильно полагается на первоисточники , а именно: устаревшие источники, не отражающие баланс доказательств. ( сентябрь 2018 г. ) |
В 1970-х годах эпидемиологические данные, касающиеся рака, связанного с табакокурением, и данные по ишемической болезни сердца указывали на снижение риска этих заболеваний среди курильщиков с фильтром. [17] Между 1970 и 1980 годами некоторые исследования показали снижение риска рака легких на 20-50% у тех, кто долгое время курил сигареты с фильтром, по сравнению с курильщиками сигарет без фильтра (IARC, 1986), но более поздние исследования показали аналогичный риск рака легких. у курильщиков сигарет с фильтром и без фильтра. [18] Снижение риска зависит от различных аспектов, таких как пол или то, занимается ли человек спортом, место проведения исследования, возраст человека, а также от того, когда рассматривались только исследования, дающие как нескорректированные, так и скорректированные оценки. Независимо от того, скорректированы ли оценки относительного риска с учетом потребления сигарет, не имеет решающего значения для вывода о явном преимуществе сигарет с фильтром и снижения содержания смол. [19]
Различные дополнительные сигаретные фильтры («Water Pik», «Venturi», «David Ross») продаются как устройства для прекращения курения или снижения содержания смол. Идея состоит в том, что фильтры снижают уровень смол и никотина, позволяя курильщику отучиться от сигарет. [20]
Легкие сигареты
[ редактировать ]Табачная промышленность снизила содержание смол и никотина в сигаретном дыме с 1960-х годов. Это было достигнуто различными способами, включая использование отобранных штаммов табачного растения, изменение методов ведения сельского хозяйства и обработки, использование восстановленных листов (переработанных отходов табачного листа), включение табачных стеблей, сокращение количества табака, необходимого для наполняйте сигарету, расширяя ее (как воздушную пшеницу), чтобы увеличить ее «наполняющую способность», а также используя фильтры и оберточную бумагу с высокой пористостью. Однако так же, как любитель пива склонен выпивать больший объем пива, чем вина или спиртных напитков, многие курильщики склонны обратно пропорционально изменять свой стиль курения в зависимости от крепости выкуриваемой сигареты. В отличие от стандартизированной затяжки курительных машин, на которой основано определение содержания смол и никотина, когда курильщик переключается на сигарету с низким содержанием смол и никотина, он выкуривает больше сигарет, делает больше затяжек и глубже вдыхает. И наоборот, при курении сигарет с высоким содержанием смол и никотина существует тенденция курить и меньше вдыхать. [21]
Несмотря на изменения в дизайне и производстве сигарет за последние пятьдесят лет, использование фильтров и «легких» сигарет не уменьшило потребление никотина на сигарету и не снизило заболеваемость раком легких ( NCI , 2001; IARC 83, 2004; Главный хирург США, 2004). [22] Переход с течением времени от сигарет с более высоким к более низким выходом может объяснить изменение патологии рака легких . То есть процент случаев рака легких, являющихся аденокарциномой , увеличился, а процент плоскоклеточного рака снизился. Считается, что изменение типа опухоли отражает более высокую доставку нитрозаминов сигаретами с более низким выходом и увеличение глубины или объема вдыхания сигарет с более низким выходом, чтобы компенсировать более низкие концентрации никотина в дыме. [23]
Безопасность
[ редактировать ]Ацетат целлюлозы – нетоксичный, без запаха, вкуса и слабогорючий пластик. Он устойчив к слабым кислотам и в значительной степени стабилен к минеральным и жирным маслам, а также нефти. Выкуренные (т.е. использованные/выброшенные) окурки содержат 5–7 мг (~ 0,08–0,11 г) никотина (около 25% от общего содержания никотина в сигарете). Ацетат целлюлозы гидрофильен и удерживает водорастворимые компоненты дыма (многие из которых оказывают раздражающее действие, в том числе кислоты, щелочи, альдегиды и фенолы), пропуская при этом липофильные ароматические соединения.
Напрасно тратить
[ редактировать ]Окурки являются самым засоряемым антропогенным (техногенным) отходом в мире. Ежегодно во всем мире выкуривается около 5,6 триллиона сигарет. [24] По оценкам, из них ежегодно 4,5 триллиона сигаретных окурков становятся мусором. [25] Пластиковый ацетат целлюлозы в окурках постепенно биоразлагается, проходя стадию микропластика . [26] Разрушение выброшенных окурков во многом зависит от условий окружающей среды. В обзорной статье 2021 года цитируется эксперимент, в котором 45-50% массы ацетата целлюлозы полностью разложился до CO 2 после 55 дней контролируемого компостирования, а также другой эксперимент, в котором незначительная деградация имела место через 12 недель компоста в пилотном масштабе. [27] [28] [29]
Во время курения пластиковые волокна ацетата целлюлозы и ободочная бумага поглощают широкий спектр химических веществ, присутствующих в табачном дыме. После того как окурки выбрасываются, они могут выделять в окружающую среду токсины, включая никотин, мышьяк, полициклические ароматические углеводороды и тяжелые металлы. [30] Было доказано, что окурки сигарет и сигаретный табак в окурках токсичны для водных организмов, таких как морской плавун ( Atherinops affinis ) и пресноводный толстоголовый гольян ( Pimephales promelas ). [31]
Атмосферная влага, желудочная кислота , свет и ферменты гидролизуют ацетат целлюлозы до уксусной кислоты и целлюлозы . Целлюлоза может быть дополнительно гидролизована до целлобиозы или глюкозы в кислой среде. Люди не могут переваривать целлюлозу и выделять волокна с фекалиями, потому что, в отличие от жвачных животных, кроликов , грызунов , термитов , а также некоторых бактерий и грибов, у них отсутствуют целлюлолитические ферменты, такие как целлюлаза . [ нужна ссылка ]
Многие правительства ввели жесткие штрафы за мусор в сигаретных фильтрах; например, штат Вашингтон налагает штраф в размере 1025 долларов США за засорение сигаретных фильтров. [32] Другой вариант — разработка более совершенных биоразлагаемых фильтров. Большая часть этой работы в значительной степени опирается на исследования вторичного механизма фотодеградации. Однако сделать продукт биоразлагаемым означает сделать его уязвимым к влажности и теплу, что не подходит для фильтров, предназначенных для горячего и влажного дыма. [16] Следующий вариант – использование сигаретных пачек с отделением для выбрасываемых окурков, введение денежных залогов на фильтрах, увеличение доступности сигаретных емкостей , расширение просвещения населения. Другие предложили вообще запретить продажу сигарет с фильтром из-за их негативного воздействия на окружающую среду. [24]
Недавние исследования были направлены на поиск способов использования отходов фильтров для разработки других продуктов. Одна исследовательская группа в Южной Корее разработала одностадийный процесс, который превращает ацетат целлюлозы из выброшенных сигаретных фильтров в высокопроизводительный материал для электродов суперконденсатора. Эти материалы продемонстрировали превосходные характеристики по сравнению с коммерчески доступными углеродными, графеновыми и углеродными нанотрубками . [33]
Другая группа исследователей предложила добавлять внутрь фильтров таблетки пищевой кислоты. Будучи достаточно влажными, таблетки выделяют кислоту, которая ускоряет разложение примерно до двух недель, вместо использования триацетата целлюлозы и, кроме того, сигаретного дыма, который является довольно кислым. [34]
Фильтрация с активированным углем
[ редактировать ]Сигаретный фильтр может включать в себя систему фильтрации с активированным углем. Вместо ацетатных или картонных фильтров он состоит из двух керамических колпачков с обеих сторон, содержащих активированный уголь, который снижает содержание смол и других токсинов в дыме. [35]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Кеннеди, Пэган (6 июля 2012 г.). «Кто сделал этот сигаретный фильтр?» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 4 сентября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с д Харрис, Брэдфорд (1 мая 2011 г.). «Неразрешимая проблема сигаретного фильтра » . Контроль над табаком . 20 (Приложение 1): –10–i16. дои : 10.1136/tc.2010.040113 . eISSN 1468-3318 . ISSN 0964-4563 . ПМК 3088411 . ПМИД 21504917 .
- ^ Jump up to: а б с Монография 13: Риски, связанные с курением сигарет с низким содержанием смол, содержание смол и никотина измеряется машинным способом . Национальный институт рака (отчет). Министерство здравоохранения и социальных служб США . 2001.
- ^ Франсуа де Дардель; Томас В. Арден (2007), «Ионообменники», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–74, doi : 10.1002/14356007.a14_393 , ISBN 978-3527306732
- ^ Сеймур С. Чиссик (2007), «Асбест», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–18, doi : 10.1002/14356007.a03_151 , ISBN 978-3527306732
- ^ TC Tso (2007), «Табак», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–26, doi : 10.1002/14356007.a27_123 , ISBN 978-3527306732
- ^ Роберт Капп (2005), «Табачный дым», Энциклопедия токсикологии , том. 4 (2-е изд.), Elsevier, стр. 200–202, ISBN. 978-0-12-745354-5
- ^ «История фильтров» . табаказия.com. Архивировано из оригинала 24 августа 2003 года . Проверено 18 мая 2008 г.
- ^ «Сигарета с наконечником с фильтром» (PDF) .
- ^ Леонард М. Шуман (1977), «Модели поведения при курении», Мюррей Э. Джарвик; Джозеф В. Каллен; Эллен Р. Гриц; Томас М. Фогт; Луи Джолион Уэст (ред.), Исследование поведения при курении (PDF) , Исследовательская монография NIDA, том. 17, стр. 36–65, заархивировано из оригинала (PDF) 23 июля 2015 г. , получено 21 октября 2015 г.
- ^ Линн Т. Козловски (1983), «Физические показатели фактического содержания смол и никотина в сигаретах», у Джона Грабовски; Кэтрин С. Белл (ред.), Измерение при анализе и лечении курения (PDF) , Исследовательская монография NIDA, том. 48, Министерство здравоохранения и социальных служб США, стр. 50–61, PMID 6443144 , заархивировано из оригинала (PDF) 17 октября 2016 г. , получено 29 марта 2016 г.
- ^ Ральф Кристоф; Бернд Шмидт; Удо Штайнбернер; Вольфганг Дилла; Реетта Каринен (2007), «Глицерин», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–16, doi : 10.1002/14356007.a12_477.pub2 , ISBN 978-3527306732
- ^ Эрик Ласснер; Вольф-Дитер Шуберт; Эберхард Людериц; Ханс Уве Вольф (2007), «Вольфрам, вольфрамовые сплавы и вольфрамовые соединения», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–37, doi : 10.1002/14356007.a27_229 , ISBN 978-3527306732
- ^ Вернер Халлер; Герман Онуссейт; Герхард Геренц; Вернер Грубер; Ричард Д. Рич; Гюнтер Хенке; Лотар Тиле; Хорст Хоффманн; Дитер Даусманн; Риза-Нур Озелли; Удо Виндхёвель; Ганс Петер Саттлер; Вольфганг Дирихс; Гюнтер Таубер; Майкл Хиртхаммер; Кристоф Мац; Мэтью Холлоуэй; Дэвид Мелоди; Эрнст-Ульрих Руст; Ансгар ван Халтерен (2007), «Клеи», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–70, doi : 10.1002/14356007.a01_221 , ISBN 978-3527306732
- ^ Ф. Л. Мартен (2002), «Полимеры винилового спирта», Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера (5-е изд.), Wiley, стр. 26, номер домена : 10.1002/0471238961.2209142513011820.a01.pub2 , ISBN 0471238961
- ^ Jump up to: а б Роберт Н. Проктор (2012). Золотой Холокост: истоки сигаретной катастрофы и аргументы в пользу ее отмены . Беркли: Издательство Калифорнийского университета . ISBN 9780520270169 .
- ^ Эрнст Л. Виндер (1977), «Взаимосвязь курения с другими переменными и профилактическими подходами», в Мюррее Э. Джарвике; Джозеф В. Каллен; Эллен Р. Гриц; Томас М. Фогт; Луи Джолион Уэст (ред.), Исследование поведения при курении (PDF) , Исследовательская монография NIDA, том. 17, стр. 67–95, PMID 417264 , заархивировано из оригинала (PDF) 23 июля 2015 г. , получено 21 октября 2015 г.
- ^ К. Ротвелл; и др. (1999), Влияние на здоровье взаимодействия между употреблением табака и воздействием других агентов , Критерии гигиены окружающей среды , Всемирная организация здравоохранения.
- ^ Ли, Питер Н.; Сандерс, Эдвард (1 декабря 2004 г.). «Сводит ли увеличение потребления сигарет на нет какое-либо снижение риска рака легких, связанное с сигаретами с низким содержанием смол с фильтром?» . Ингаляционная токсикология . 16 (13): 817–833. Бибкод : 2004InhTx..16..817L . дои : 10.1080/08958370490490185 . ISSN 0895-8378 . ПМИД 15513814 . S2CID 22468291 .
- ^ Джером Л. Шварц (1977), «Лекарство от курения: способы избавиться от нездоровой привычки», Мюррей Э. Джарвик; Джозеф В. Каллен; Эллен Р. Гриц; Томас М. Фогт; Луи Джолион Уэст (ред.), Исследование поведения при курении (PDF) , Исследовательская монография NIDA, том. 17, стр. 308–336, заархивировано из оригинала (PDF) 23 июля 2015 г. , получено 21 октября 2015 г.
- ^ Майкл А.Х. Рассел (1977), «Проблемы курения: обзор», Мюррей Э. Джарвик; Джозеф В. Каллен; Эллен Р. Гриц; Томас М. Фогт; Луи Джолион Уэст (ред.), Исследование поведения при курении (PDF) , Исследовательская монография NIDA, том. 17, стр. 13–34, заархивировано из оригинала (PDF) 23 июля 2015 г. , получено 21 октября 2015 г.
- ^ Энтони Дж. Альберг; Джонатан М. Самет (2010), «Эпидемиология рака легких», Роберт Дж. Мейсон; В. Кортни Броддус; Томас Р. Мартин; Талмадж Э. Кинг-младший; Дин Э. Шрауфнагель; Джон Ф. Мюррей; Джей А. Надель (ред.), Учебник Мюррея и Наделя по респираторной медицине , том. 1 (5-е изд.), Сондерс, ISBN 978-1-4160-4710-0
- ^ Нил Л. Беновиц; Пол Дж. Брунетта (2010), «Опасности курения и отказ от курения», Роберт Дж. Мейсон; В. Кортни Броддус; Томас Р. Мартин; Талмадж Э. Кинг-младший; Дин Э. Шрауфнагель; Джон Ф. Мюррей; Джей А. Надель (ред.), Учебник Мюррея и Наделя по респираторной медицине , том. 1 (5-е изд.), Сондерс, ISBN 978-1-4160-4710-0
- ^ Jump up to: а б Новотный Т.Е., Лам К., Смит Э. и др. (2009). «Окурки и аргументы в пользу экологической политики в отношении опасных сигаретных отходов» . Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения . 6 (5): 1691–705. дои : 10.3390/ijerph6051691 . ПМК 2697937 . ПМИД 19543415 .
- ^ «В мире выбрасывается 4,5 триллиона сигаретных окурков в год. Можем ли мы остановить это?» . Хьюстонская хроника . 12 мая 2010 года . Проверено 16 сентября 2014 г.
- ^ Фредерик Бодри (3 июля 2019 г.). «Являются ли окурки биоразлагаемыми?» . TreeHugger.com . Проверено 31 августа 2022 г.
- ^ Ядав, Ниша; Хаккарайнен, Минна (2021). «Разлагается или нет? Ацетат целлюлозы как модель сложного взаимодействия между структурой, окружающей средой и разложением» . Хемосфера . 265 : 128731. Бибкод : 2021Chmsp.26528731Y . doi : 10.1016/j.chemSphere.2020.128731 . ПМИД 33127118 .
- ^ Канту, Аарон (12 февраля 2014 г.). «Новые «зеленые» окурки разлагаются в течение нескольких дней и даже могут прорасти в траву. Компания Greenbutts производит новый фильтр для решения наиболее распространенной проблемы с мусором» . АльтерНет .
- ^ Чамас, Али (2020). «Скорость разложения пластмасс в окружающей среде» . ACS Устойчивая химия и инженерия . 8 (9): 3494–3511. doi : 10.1021/acssuschemeng.9b06635 .
- ^ Мориваки, Хироши; Китадзима, Сиори; Катахира, Кенши (2009). «Отходы на обочинах дорог, отходы «пои-сутэ»: их распространение и потенциал вымывания загрязняющих веществ в окружающую среду» . Управление отходами . 29 (3): 1192–1197. Бибкод : 2009WaMan..29.1192M . дои : 10.1016/j.wasman.2008.08.017 . hdl : 10091/3192 . ПМИД 18851907 .
- ^ Слотер Э., Герсберг Р.М., Ватанабэ К., Рудольф Дж., Странский С., Новотный Т.Э. (2011). «Токсичность окурков и их химических компонентов для морских и пресноводных рыб» . Контроль над табаком . 20 (Приложение_1): 25–29. дои : 10.1136/tc.2010.040170 . ПМК 3088407 . ПМИД 21504921 .
- ^ «Аварии, пожары: Цена за мусор превышает штрафы» . Вашингтон: Департамент экологии штата Вашингтон. 1 июня 2004 г. Архивировано из оригинала 17 октября 2016 г. Проверено 19 сентября 2016 г.
- ^ Минзаэ Л., Гиль-Пё К., Хён Д.С., Сумин П., Чонхоп Ю (2014). «Приготовление материала для хранения энергии, полученного из использованного сигаретного фильтра, для электрода суперконденсатора» . Нанотехнологии . 25 (34): 34. Бибкод : 2014Nanot..25H5601L . дои : 10.1088/0957-4484/25/34/345601 . ПМИД 25092115 . S2CID 8692351 .
- ^ «Больше никаких задниц: биоразлагаемые фильтры — шаг к решению проблемы мусора» . Новости гигиены окружающей среды. 14 августа 2012 года. Архивировано из оригинала 29 ноября 2014 года . Проверено 23 ноября 2014 г.
- ^ Гоэл, Р.; Битцер, ЗТ; Рейли, С.М.; Бхангу, Г.; Трушин Н.; Элиас, Р.Дж.; Фулдс, Дж.; Маскат, Дж.; Ричи-младший, JP (2018). «Влияние древесного угля в сигаретных фильтрах на свободные радикалы в дыме» . Химические исследования в токсикологии . 31 (8): 745–751. doi : 10.1021/acs.chemrestox.8b00092 . ПМК 6471497 . ПМИД 29979036 .