VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Опасность за туманом
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Мода всегда меняется, как и пристрастия людей. Прогресс не останавливается, лишь подогревая и совершенствуя моду. Вчера это могли быть сигареты, а сегодня уже нечто вроде и такое же, но совсем иное–вейп.
Вейп - общее название группы приборов для курения: электронных сигарет или «модов». Сегодня многие даже несовершеннолетние могут спокойной купить вейп и жижу для его заправки. Даже сигареты для них менее доступны.
Но что такое вейп и чем же он отличается от обычных сигарет? Сегодня мы постараемся ответить на этот вопрос и показать вам наш эксперимент по фильтрации сигаретного дыма и “безопасного” пара.
История
Первое упоминание о патенте электронного испарителя относятся к 1927 году. Джозеф Робинсон планировал использовать своё изобретение в медицине. По его задумке лечащие вещества должны были попадать в организм человека путём вдыхания пара от специального медицинского раствора. Судя по чертежам, его устройство не сильно отличалось от того, что мы имеем сейчас. Разве что назначение сильно разнится.
Влияние на организм
Как мы уже поняли, изначально электронные сигареты предназначались либо для ингаляции и вдыхания целебных растворов, либо для избавления от курения. Но множество людей начинают “парить”, ни разу в жизни не пробовав сигареты, тем более не были зависимы от них.
Многие оправдываются тем, что это лишь пар, который никак не вредит здоровью и вызывает только эстетическое наслаждение. Часто парят только ароматическими жижами без никотина.
Остается главный вопрос — насколько электронные сигареты безвредны или, наоборот, опасны? Единого мнения нет.
Не нужно при этом иметь специального образования, чтобы понимать: при вдыхании пара электронной сигареты человек получает все тот же никотин.
С точки зрения наркологии все не так радужно: человек все равно продолжает потреблять психоактивное вещество, вызывающее зависимость: электронные сигареты лишь замещают табак, но не избавляют от привычки.
Наибольшую же роль играет страх перед неизведанным. Влияние электронных сигарет на организм в долгосрочной перспективе изучено не до конца. С этим соглашаются и эксперты-вейперы. «Лучше парить, чем курить, но разумнее ничего этого не делать. В любом случае это приносит вред здоровью, но еще пока неясно какой.
Отдельный предмет для споров — влияние на организм пропиленгликоля и глицерина, из которых на 99% состоят заправки электронных сигарет. Вроде бы они абсолютно безвредны — мы каждый день их употребляем с пищей, зубной пастой, наносим на кожу вместе с гелем для душа и кремом для лица. Но до конца не изучено влияние нагрева глицерина и пропиленгликоля на образование токсинов. Оказывается, эти вещества действительно могут выделять опасные канцерогены. Но, скорее всего, напряжение для этого должно быть намного выше, чем в электронных сигаретах.
При вдыхании чистого воздуха показатели колеблются около 100 единиц на 1 кубический миллиметр; при парении электронных сигарет — 200–400 единиц на 1 кубический миллиметр; при курении табака — 1000–2000 единиц на 1 кубический миллиметр. То есть для дыхательных путей полезнее всего дышать чистым воздухом, что очевидно, но электронные сигареты намного ближе к чистому воздуху, чем табачный дым. Благодаря высокой температуре и влажной среде пара, никотин, кстати, лучше проникает в кровь через легкие засчет уменьшения размера частиц.
Что же до обычных, безтабачных “жиж”? Вот состав жижи АмФри
Вот состав жидкости от АмФрии:
* Алкалоид табака (никотин 0,024- 0,18mg одном картридже)
* Дистилированная Вода (2)
* Ваниль (2)
* Этиловый спирт (10)
* Ментол (1,2)
* Глицерин(2)
* Розовое болгарское масло (1,5)
* Антиоксидант (Оксидпропанол -76,9)
* Эссенции табака, натуральные ароматические и вкусовые компоненты.
Жидкость для электронных сигарет I'mFree прошла тест на безопасность в США. Отчет безопасности SGS № GZFDO081102224FD от 17.12.2008
Взято с сайта АмФрии.
Самое интересное вещество из этого списка – пропиленгликоль, не так ли?
Пропиленглико́ль — бесцветная вязкая жидкость со слабым характерным запахом, сладковатым вкусом, обладающая гигроскопическими свойствами. Гигроскопи́чность (от др.-греч. ὑγρός — влажный и σκοπέω — наблюдаю) — способность некоторых веществ поглощать водяные пары из воздуха. Особая пищевая добавка, которая конкретно в подобной жидкости играет роль своеобразного растворителя. Благодаря ему никотину гораздо проще попадать в органы дыхания
А вот и характеристика побочных эффектов курения обычной, даже безникотиновой жижи:
1) Сухость или боль в горле
Пропиленгликоль (PG) является увлажнителем, и когда мы его вдыхаем, он покрывает заднюю часть горла, содействуя испарению воды, которая обычно смачивает слизистую. Иногда после пробуждения вы можете обнаружить боль в горле. Помочь может следующее: выпивайте стакан воды перед сном, полощите горло жидкостью для полоскания рта, пейте достаточно воды в течение всего дня, сосите леденцы и потребляйте жидкости с медом, чтобы удерживать влагу во рту и горле.
2) Высыпание прыщей
Многие отмечают, что при отказе от курения сигарет в пользу вейпинга, у них внезапно появляются прыщи на лице. Это связано с реакцией организма на вывод токсинов, такие же симптомы возникают при обычном отказе от сигарет.
3) Икота
Икота – распространенное явление среди курильщиков и тех, кто использует табак как-то иначе. Это результат поглощения никотина. Икота очень распространена среди любителей жевательного табака. В среде любителей трубок и сигар это не такое частое явление, т.к. они не глотают и не втягивают в себя дым.
Если вы втягиваете дым прямо в легкие или держите его во рту, а затем вдыхаете, часть его попадает в желудок, а часть – в легкие. Та малая часть никотина, что попадает в желудок, и является причиной икоты.
4) Головные боли, тошнота и вялость
Это общие синдромы отказа от никотина. Если вы потребляете более низкие дозы никотина, чем потребляли при курении аналоговых сигарет, вы можете испытать эти симптомы никотиновой абстиненции. Обычно они длятся от нескольких дней до недели.
5) Мышечные боли и судороги
У некоторых людей возникают боли в мышцах. Пропиленгликоль, содержащийся в большинстве жидкостей и картриджей, превращается в молочную кислоту (она так же вырабатывается в организме естественным образом во время тренировок), которая должна быть выведена из организма. Увеличение ежедневной нормы выпиваемой воды обычно решает эту проблему. Таких жалоб обычно не поступает от людей, использующих жидкости на основе глицерина (VG).
6) Ночная потливость
Небольшое число людей жалуется на ночную потливость, большинство из них подчеркивает, что имеет индивидуальную непереносимость или аллергию на пропиленгликоль.
Бывают коммерческие жидкости, содержащие лишь глицерин, но в конечном итоге эти люди предпочитаю готовить жидкости сами.
7) Диарея
Это еще один симптом, распространенный среди тех, кто страдает непереносимостью пропиленгликоля. Проблема решается просто – переходом на жидкости на основе глицерина.
8) Кашель
Это типичная проблема курильщиков. Его сила и продолжительность будут зависеть от того, насколько много обычных сигарет вы курили раньше и сколько курите даже теперь, перейдя на вейпинг. Даже просто бросая курить, без вейпинга, люди обнаруживают, что посредством кашля тело начинает очищаться от различных токсинов, потребляемых ранее, таких, например, как смолы.
При вейпинге некоторые начинают кашлять через неделю или две, другие – сразу, как только начинают вейпить. Продолжительность может варьироваться, но у большинства утренний кашель, типичный для курильщиков, исчезает в течение первой недели, кое у кого может продолжаться до месяца.
9) Язвы в ротовой полости
Многие прошли через это. Язвы в ротовой полости – общее явление для всех, бросивших курить, они затрагивают двух из пяти. Никотин, потребляемый через рот, может усугубить положение. Так, люди, использующие никотиновые жвачки, жалуются на боль во рту. После использования электронной сигареты, выпейте что-нибудь, чтобы прополоскать рот. Это не позволит никотину остаться во рту и поражать ткани, вызывая боль.
10) Учащенный пульс, головокружение, невнятная речь
Это общие симптомы никотиновой передозировки. Иногда вейперы переоценивают количество никотина в аналоговых сигаретах и недооценивают его количество в е-жидкостях, особенно в начале.
Учащенный пульс – явление более распространенное, невнятная речь встречается реже, но все это обычно последствия передозировки никотина.
Постарайтесь снизить содержание никотина в ваших жидкостях или картриджах или просто уменьшить частоту вейпинга.
Тем не менее, некоторые люди испытывают такие же проблемы даже при малых дозах никотина, но отмечают, что замена PG на VG решает проблему.
11) Изжога
Есть люди, жалующиеся на изжогу. Нет информации о том, почему это происходит. Однако ясно, что эти симптомы возникают обычно через несколько недель после начала вейпинга и исчезают примерно через месяц. Возможно, это так же симптом перестройки организма.
Глицерин – еще один компонент для электронных сигарет. Он улучшает консистенцию жидкости и придаёт ей приятный вкус. Вообще, глицерин добавляется во многие повседневные продукты и мы с ним сталкиваемся достаточно часто, так что компонент это привычный.
Глицерин – что он может?
Нарушить функционирование почек (самая распространенная «страшилка», которая действительно имеет место при совершенно бесконтрольном потреблении продукта);
Спровоцировать аллергические реакции (поскольку в обычных табачных изделиях он содержится в мизерных количествах, переход на электронные, где его концентрация более высока, может поспособствовать развитию аллергии);
Раздражать верхние дыхательные пути (иногда глицерин способен становиться катализатором для отека слизистых, из которого произрастают назальные, носоглоточные, и даже легочные обструкции, то есть, хронические риниты, тонзиллиты и бронхиты);
Создавать идеальную питательную среду для бактерии (доказано, что курящие люди вообще находятся в группе риска по развитию респираторных заболеваний, однако если вы курите именно электронные сигареты, вероятность постоянно рецидивирующих патологий ЛОР-органов у вас возрастает еще больше, и именно из-за глицерина);
Расстраивать деятельность сердечно-сосудистой системы (глицерин способен сужать сосуды, как и никотин; а поскольку они содержатся в жидкости для электронных сигарет в комбинации, нарушение кровообращения при ее курении более чем возможно).
Также глицерин может негативно сказываться на обонянии и остроте вкусовых ощущений. Хотя те, кто перешел с обычного табака на «электронку», единодушно заверяют в обратном.
Фигурирование растительного глицерина в электронных сигаретах – фактор постоянный, ведь именно на его основе изготавливаются соответствующие жидкости.
В обычных сигаретах вещество также присутствует, однако, как уже говорилось, в мизерных дозировках. По словам ученых вейп способствует проявлению трех страшнейших элементов:
акролеина, формальдегида, мелкодисперсного пара.
Первые два элемента появляются путем разложения пропиленгликоля и глицерина — обязательных компонентов вейпа. Данные вещества относятся к разряду токсических. Они способны оказать негативное влияние на нервную систему, вызвать слезотечение, кашель, ведь раздражают слизистые глаз и дыхательных путей. Вот такое, казалось бы, легкое невинное курение может привести к серьезным недугам.
Что касается пара, то особенно перегретая жидкость может повлиять на качество данного компонента. А именно, он может стать прогорклым на вкус, также негативно повлиять на слизистые оболочки, вызвав сильное раздражение, ощущение сухости в горле, першение. Постоянное воздействие пара может привести даже к раковой опухоли горла и гортани. Поэтому вред от вейпа и без никотина вполне возможен.
Был однажды проведен опыт врачами Крымского федерального университета им. В. И. Вернадского, доказывающий вред вейпа.
36 крыс-испытателей были поровну разделены на 2 группы: первая ежедневно помещалась в специальную камеру, где распыляли безникотиновую жидкость для вейпа, вторую группу "курить" не заставляли, чтобы сравнить показатели.
Авторы исследования учли объём жидкости, который вейперы ежедневно используют для электронной сигареты — 2 мл. В пересчёте на массу крысы (примерно 200 грам) получилось 0,005 мл жидкости. Именно этот объём распыляли в затравочной камере в течение 4-минутного перекура.
Крыс выводили из эксперимента постепенно группами из 6 особей на 7-е, 30-е и 60-е сутки. Это делалось для максимальной аналогии с людьми: есть заядлые вейперы, кто-то курит не так часто, а кто-то всего несколько раз на протяжении короткого времени.
Крысы заканчивали испытание, с этим же заканчивалась их жизнь. Животных усыпляли, доставали лёгкие и сравнивали с лёгкими крыс из контрольной группы, которые жили без парения.
У крыс-вейперов обнаружились воспаления в бронхах, жидкость в лёгких и отёк межальвеольных перегородок (пузырёк, которым заканчивается лёгкое). При этом на 7-е сутки у крыс опытной группы обнаружилась дыхательная недостаточность. По сравнению с контрольной группой показатели были хуже на 34%. На 60-й день эксперимента результат ухудшился до 39%.
— На основании полученных результатов можно констатировать, что ингаляция аэрозоля безникотиновой жидкости для электронных сигарет оказывает негативное влияние на лёгкие крыс, — заключили авторы исследования.
Но ответ на вопрос «вреден ли глицерин в электронной сигарете» не может быть однозначным – нельзя утверждать, что именно он несет потенциальные опасности и вред для здоровья. Нельзя забывать о других ингредиентах состава, которые также влияют на организм не лучшим образом. Потому глицерин здесь не столько вреден сам по себе, сколько способен усиливать вред других компонентов.
Основная часть
Прочитав ряд статей, посвященных вейпу, нас заинтересовало, насколько распространено данное новое течение в нашей школе. Мы решили провести статистическое исследование, кто использует вейп.
По собранными нами данными с помощью анонимного опроса было выяснено, что из 156 учеников нашей школы с 5 по 11 класс 112 людей не пробовали электронные сигареты, а 44 – да.
Из нашей диаграммы можно сделать вывод, что большая часть учеников ведут здоровый образ жизни.
Экспериментальная часть
Недавно мы заинтересовались воссоздать вдыхание сигаретного дыма и пара от вейпинга. Для этого мы создали довольно простую конструкцию, которая представляет из себя трубку, соединенную со шприцом, в котором находится кусок ваты – наш фильтр, не совсем точный, но аналог легких.
Мы использовали жижу “Jambolaya”
Сначала мы подносим к трубке сигарету, тянем за поршень, всасывая дым от сигареты в шприц и, соответственно, на фильтр. Делаем это с 5 сигаретами.
Результат можно увидеть на фото.
Коричневое вязкое вещество – смолы, которые уничтожают альвеолы и не дают человеку в полной мере насытиться кислородом, также интересно и то, что многие источники указывают на тот факт, что альвеолы восстанавливаться не могут. Легкие очищаются, но все эти смолы проходят по кровотоку. Предположить, как это влияет на сердечно-сосудистую систему несложно. Кстати, всего 5 сигарет мы взяли лишь потому, что система забилась смолами.
Теперь поменяем шприцы и также вставим туда наш новый фильтр.
В данной конструкции вместо сигареты у нас вейп с заправленной жижей.
Мы вытягиваем поршень и пар оказывается на нашем фильтре. Спустя несколько затяжек мы вынимаем фильтр и видим, что он весь в слизи, но на самом деле это глицерин и/или пропиленгликоль, причем в огромных количествах.
Казалось бы, это страшно, но не очень. На самом деле, все хуже, чем кажется. И пропиленгликоль и глицерин плохо, разрушительно влияют на сосуды человека. Фильтрация легких устроена таким образом, что вещества, покрывающие альвеолы, всасываются в круг кровообращения и проходят до почек. Попадая непосредственно в кровоток, два этих вещества крайне неблаготворно влияют на работу этой системы. Можно заметить, что система была в каплях жидкости, что всасывается в кровоток, либо спускается в легкие. Более того, мы были удивлены, когда почувствовали, что пластмасса сильно размякла. Также не стоить забывать, что вся площадь легких покрывается тонким слоем глицерина, не давая человеку нормально всасывать кислород, более того, из-за это осушаются легкие и ворсинки, которые убирают загрязнения, также отмирают.
Мы решили проверить опытным путем, глицерин ли находится в жиже.
Для этого мы взяли медный купорос, растворили его в воде.
Следующим действием было добавление щелочи KOH в раствор.
Уравнение химической реакции:
CuSO4 + KOH → Cu(OH)2↓ + K2SO4, где гидроксид меди(II) выпадает осадок, который нам и нужен для определения наличия глицерина.
Жидкость мы использовали с составом , показанном выше.
Далее мы залили в пробирку некоторое количество жижи.
Должна произойти данная реакция с образованием насыщенного синего раствора:
Данная реакция, видно, произошла.
Выписка про акролеин из интернет-энциклопедии:
Вследствие своей высокой реакционной способности акролеин является токсичным, сильно раздражающим слизистые оболочки глаз и дыхательных путей соединением, сильный лакриматор. Максимально разовая Предельно допустимая концентрация в воздухе 0,03 мг/м³; Среднесуточная Предельно допустимая концентрация в воздухе 0,01 мг/м³(Список ПДК ГН 2.1.6 1338-03). Вызывает мутагенез у бактерий и дрожжей, проявляет мутагенные свойства на культурах клеток млекопитающих
Относится к I классу опасности (чрезвычайно опасные вещества).
Акролеин является одним из продуктов термического разложения глицерина и жиров-глицеридов, чем объясняются раздражающие слизистые оболочки свойства дыма горелого жира.
Выводы
Врачи и ученые полагают, что использование вейпа – причина болезней
будущих лет. И пока это остается до конца неизученным, мы бы рекомендовали воздержаться от использования вейпа как развлечения. Заболевания из-за потребления такого большого количества пропиленгликоля и глицерина, скорее всего, скажутся не сейчас, а в будущем, и неважно, насколько оно далеко.
Список использованных источников и литературы:
"Возможные последствия перехода на электронные сигареты" Ольга Вайтусенок. URL: https://icigarette.ru/posledstviya-vaipinga.html (Дата обращения к ресурсу: 5.03.2018)
http://www.vrednye.ru/elektronnye-sigarety/glicerin-v-elektronnyx-sigaretax-vred-ili-net.html (Дата обращения к ресурсу: 7.03.2018)
"Мир вейпа: все, что нужно знать про электронные сигареты" Артем Лучко. URL: https://daily.afisha.ru/archive/gorod/changes/mir-veypa-vse-chto-nuzhno-znat-pro-elektronnye-sigarety/http://vapson.ru/chto-takoe-vejp-i-chem-eto-otlichaetsja-ot-elektronnoj-sigarety (Дата обращения к ресурсу : 7.03.2018)
"Крысы-вейперы доказали вред электронных сигарет" Александра Рыкова. URL: https://life.ru/t/здоровье/885098/krysy-vieipiery_dokazali_vried_eliektronnykh_sighariet (Дата обращения к ресурсу: 10.03.2018)
https://morepara.ru/article/istoriya-zarozhdeniya-i-razvitiya-vejpa-chast-2 (Дата обращения к ресурсу: 15.03.2018)
https://morepara.ru/article/istoriya-zarozhdeniya-i-razvitiya-vejpa-chast-1 (Дата обращения к ресурсу: 15.03.2018)
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B0 (Дата обращения к ресурсу: 18.03.2018)