Сигаретный фильтр - Cigarette filter

Фильтры в новой и бывшей в употреблении сигарете. Фильтры были разработаны так, чтобы становиться коричневыми при использовании, чтобы создать иллюзию, что они эффективны в снижении вредности.[1][2]
Сигарета с фильтром:
  1. Сигаретный фильтр
  2. Бумага с имитацией пробкового наконечника
  3. Папиросная бумага
  4. Табак

А сигаретный фильтр, также известный как наконечник фильтра, является составной частью сигарета, вместе с папиросная бумага, капсулы и клеи. Фильтры были представлены в начале 1950-х годов.[3]

Фильтры могут быть изготовлены из пластика. ацетат целлюлозы волокно, бумага или активированный уголь (либо в виде полого фильтра, либо встроенного в пластмассовые волокна ацетата целлюлозы). Макропористый фенолформальдегидные смолы и асбест также использовались.[4][5] Пластиковый фильтр из ацетата целлюлозы и бумага модифицируют фазу твердых частиц дыма, задерживая частицы (фильтрация ) и мелко разделенный углерод изменяет газовую фазу (адсорбция ).[6]

Фильтры предназначены для уменьшения вред, причиненный курением за счет уменьшения вредных элементов, вдыхаемых курильщиками. Однако они не делают сигареты безопаснее.[2] Хотя лабораторные тесты показывают снижение "деготь " и никотин дыма, фильтры неэффективны при удалении газов с низкой молекулярной массой, таких как монооксид углерода.[7] Большинство из этих измеренных сокращений происходит только тогда, когда сигарету выкуривают на курительной машине; при курении человека соединения попадают в легкие независимо от того, используется ли фильтр.[2] Практически повсеместное внедрение фильтров на сигареты не уменьшило вреда для курильщиков и рак легких ставки не снизились.[2]

Большинство сигарет фабричного производства снабжено фильтром; Те, кто скручивает их самостоятельно, могут купить их в табачной лавке.[2] Заправка сигареты определенной длины с фильтром дешевле, чем заправка ее табаком.[1]

История

В 1925 году венгерский изобретатель Борис Айваз запатентовал процесс изготовления сигаретного фильтра из гофрированная бумага.[8]

С 1935 года британская компания начала разрабатывать машину для изготовления сигарет с фильтром с наконечником. Это считалось специализированным продуктом до 1954 года, когда производители представили машину более широко, после серии спекулятивных заявлений от врачи и исследователи относительно возможной связи между болезни легких и курение. 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.[9]

В период с 1930-х по 1950-е годы большинство сигарет имели длину 70 мм (~ 2 3/4 дюйма). Современный рынок сигарет включает в себя в основном сигареты с фильтром диаметром 80 мм (в коробках; ~ 3 1/8 дюйма), 85 мм (в мягкой упаковке; ~ 3 3/8 дюйма), 100 мм (~ 3 15/16 дюйма) или даже 120 мм (~ 4 3/4 дюйма) в длину.[10]

Фильтры для сигарет изначально делались из пробки и использовались для предотвращения попадания табачных хлопьев на язык курильщика. Многие до сих пор имеют узор, похожий на пробку.[1]

Производство

Отработанный сигаретный фильтр
Изменение цвета
Люди, которые курят сигареты, придают большое значение визуальному осмотру фильтрующего материала сигарет с фильтром после выкуривания. Обычно проводится визуальное сравнение до и после курения, и если материал наконечника фильтра после курения потемнел, наконечник автоматически считается эффективным. Хотя использование такого изменяющего цвет материала, вероятно, будет иметь небольшое влияние или не повлияет вовсе на фактическую эффективность материала наконечника фильтра, рекламные и коммерческие преимущества очевидны.

- Клод Тиг, изобретатель фильтра, меняющего цвет[2]

Сигаретные фильтры обычно изготавливаются из пластика. ацетат целлюлозы волокно,[3] но иногда также из бумага или активированный уголь (либо как полый фильтр, либо залитый в ацетат целлюлозы).

Ацетат целлюлозы сделано этерифицирующий отбеленный хлопок или древесная масса с уксусная кислота. Из трех гидроксильных групп целлюлозы, доступных для этерификации, от двух до трех этерифицируются путем регулирования количества кислоты (степень замещения (DS) 2,35-2,55). Из сложного эфира прядут волокна и образуют пучки, называемые жгут фильтра. Ароматизаторы (ментол ), подсластители, смягчители (триацетин ), антипирены (вольфрамат натрия ), бьющиеся капсулы, выделяющие ароматизаторы по запросу, и добавки, окрашивающие табачный дым, могут быть добавлены в сигаретные фильтры.[11][12] Пять крупнейших производителей фильтрующего жгута: Hoechst-Celanese и Eastman Chemicals в США, Cerdia в Германии, Daicel и Mitsubishi Rayon в Японии.

Крахмальные клеи или клеи на основе эмульсии используются для склейки сигаретных швов. Горячего расплава клеи на основе эмульсии используются для швов фильтров. Клеи на основе эмульсии используются для приклеивания фильтров к сигаретам.[13] Бумага для подсказок может быть покрыта поливиниловый спирт.[14]

Изменение цвета

Табачная промышленность определила, что иллюзия фильтрации важнее самой фильтрации. Он добавил химикаты в фильтр, чтобы его цвет становился темнее при воздействии дыма (он был изобретен в 1953 году Клодом Тигом, работавшим на Табачная компания Р. Дж. Рейнольдса ).[15] Промышленность хотела, чтобы фильтры считались эффективными по маркетинговым причинам, несмотря на то, что сигареты менее вредны для здоровья.[3]

Риск для здоровья

Основная статья: Влияние табака на здоровье

В 1970-х годах эпидемиологические данные о раковых заболеваниях, связанных с табаком, и данные о ишемической болезни сердца указывали на снижение риска этих заболеваний среди фильтрующих курильщиков.[16] 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.[17]

Различные дополнительные сигаретные фильтры («Water Pik», «Venturi», «David Ross») продаются как устройства для предотвращения курения или уменьшения количества смол. Идея состоит в том, что фильтры снижают уровень смол-никотина, позволяя курильщику отказаться от сигарет.[18]

Легкие сигареты

Основная статья: Вентилируемая сигарета

В табачная промышленность снизила выход смол и никотина в сигаретном дыме с 1960-х годов. Это было достигнуто различными способами, включая использование выбранных штаммов табачных растений, изменение сельскохозяйственных и лечебных процедур, использование восстановленных листов (переработанные отходы табачных листьев), включение стеблей табака, сокращение количества табака, необходимого для наполните сигарету, расширив ее (как воздушная пшеница), чтобы увеличить ее «заполняющую способность», а также используя фильтры и оберточную бумагу с высокой пористостью. Однако подобно тому, как пьющий склонен выпивать больше пива, чем вина или крепких спиртных напитков, многие курильщики склонны изменять свой режим курения обратно пропорционально силе выкуриваемой сигареты. В отличие от стандартного затяжки курительных машин, на котором основаны выходы смол и никотина, когда курильщик переключается на сигареты с низким содержанием смол и никотином, он выкуривает больше сигарет, делает больше затяжек и вдыхает глубже. И наоборот, при курении сигарет с высоким содержанием смол и никотина возникает тенденция меньше курить и вдыхать.[19]

Несмотря на изменения в дизайне и производстве сигарет за последние 50 лет, использование фильтров и «легких» сигарет не снизило потребление никотина на одну сигарету и не снизило заболеваемость раком легких (NCI, 2001; IARC 83, 2004; Главный хирург США, 2004 г.).[20] Сдвиг с годами от сигарет с более высоким выходом к сигаретам с более низким выходом может объяснить изменение патологии рак легких. То есть процент раковых заболеваний легких, аденокарциномы увеличился, а процент плоскоклеточный рак уменьшился. Считается, что изменение типа опухоли отражает более высокую нитрозамин доставка сигарет с низким выходом и увеличенная глубина или объем вдыхания сигарет с низким выходом для компенсации более низких концентраций никотина в дыме.[21]

Безопасность

Формула структуры из диацетат целлюлозы с одной из ацетатных групп на основе целлюлозы, показанной красным кружком.

Ацетат целлюлозы - нетоксичный, без запаха, вкуса и слабовоспламеняющийся пластик. Он устойчив к слабым кислотам и в значительной степени устойчив к минеральным и жирным маслам, а также к нефти. Выкуренные (т. Е. Использованные / выброшенные) окурки сигарет содержат 5-7 мг (~ 0,08-0,11 г) никотин (около 25% от общего содержания никотина в сигаретах). Детей, которые проглотили> 2 целых сигарет, 6 окурков или всего 0,5 мг / кг (~ 0,0035 г / фунт; т. Е. Граммов на фунт веса тела) никотина, следует госпитализировать.[22] Ацетат целлюлозы является гидрофильным и удерживает водорастворимые компоненты дыма (многие из которых вызывают раздражение, включая кислоты, щелочи, альдегиды и фенолы), пропуская липофильные ароматические соединения.

Напрасно тратить

На земле валяется окурок.
Смотрите также: Пластиковое загрязнение и Загрязнение морской среды § Пластиковый мусор

Сигаретные окурки являются наиболее загрязненными антропогенными (созданными руками человека) отходы в мире. Ежегодно во всем мире выкуривают около 5,6 триллиона сигарет.[23] Из них, по оценкам, ежегодно мусором становится 4,5 триллиона окурков.[24] Пластик ацетат целлюлозы в окурках не разлагается, а распадается на микропластики.[25] Считается, что выброшенные окурки сохраняются не менее 15 лет, хотя их разрушение сильно зависит от условий окружающей среды и воздействия солнечного света.[26][27]

Во время курения пластиковые волокна из ацетата целлюлозы и мундштук поглощают широкий спектр химических веществ, присутствующих в табачном дыме. После того, как окурки выброшены, они могут вымывать токсины, включая никотин, мышьяк, полициклические ароматические углеводороды и тяжелые металлы, в окружающую среду.[28] Выкуренные окурки и табак в окурках токсичны для водных организмов, таких как морской топсплав (Атеринопс аффинис ) и пресная вода толстоголовый пескарь (Pimephales promelas ).[29]

Атмосферный влажность, Желудочный сок, свет, и ферменты гидролизовать ацетат целлюлозы до уксусная кислота и целлюлоза. Целлюлоза может быть дополнительно гидролизована до целлобиоза или глюкоза в кислой среде. Человек не может переваривать целлюлозу и выделять волокна с калом, потому что, в отличие от жвачный животные кролики, грызуны, термиты, а также некоторые бактерии и грибы, им не хватает целлюлолитических ферментов, таких как целлюлаза.[нужна цитата ]

Пепельница полная окурков
Пепельница полная окурков

Многие правительства ввели суровые штрафы за засорение сигаретных фильтров; Например Вашингтон Штат вводит штраф в размере 1025 долларов за засорение сигаретных фильтров.[30] Другой вариант развивается лучше биоразлагаемый фильтры. Большая часть этой работы во многом опирается на исследования вторичного механизма фотодеградации, как указано выше. Однако сделать продукт биоразлагаемым означает сделать его уязвимым для влажности и тепла, что не подходит для фильтров, предназначенных для горячего и влажного дыма.[15] Следующим вариантом является использование сигаретных пачек с отделением для выброшенных окурков, внесение денежных вкладов на фильтры, повышение доступности приемников для окурков и расширение просвещения населения. Возможно, даже удастся полностью запретить продажу сигарет с фильтром на основании их неблагоприятного воздействия. воздействие на окружающую среду.[23]

Недавние исследования были направлены на поиск способов использования отходов фильтров для разработки других продуктов. Одна исследовательская группа в Южной Корее разработала простой одноэтапный процесс, который превращает ацетат целлюлозы в выброшенных сигаретных фильтрах в высокоэффективный материал, который можно интегрировать в компьютеры, портативные устройства, электрические транспортные средства и ветряные турбины для хранения энергии. Эти материалы продемонстрировали превосходные характеристики по сравнению с имеющимся в продаже углеродом, графен и углеродные нанотрубки. Этот продукт является многообещающей зеленой альтернативой решению проблемы отходов.[31] Другая группа исследователей предложила добавлять внутрь фильтров таблетки пищевой кислоты. После достаточного увлажнения таблетки выделяют кислоту, которая ускоряет разложение примерно до двух недель (вместо использования триацетата целлюлозы и, кроме того, сигаретный дым является довольно кислым).[32]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Кеннеди, Пэган (2012-07-06). "Кто сделал этот фильтр для сигарет?". Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 2018-09-04.
  2. ^ а б c d е ж Харрис, Брэдфорд (01.05.2011). Проблема с фильтром "трудноразрешимой сигареты"'". Контроль над табаком. 20 (Приложение 1): –10 – i16. Дои:10.1136 / tc.2010.040113. eISSN  1468-3318. ISSN  0964-4563. ЧВК  3088411. PMID  21504917.
  3. ^ а б c Национальный институт рака, Монография 13: Риски, связанные с курением сигарет с низким содержанием смол и никотина, измеренные машинами., Министерство здравоохранения и социальных служб США, 2001.
  4. ^ Франсуа де Дардель; Томас В. Арден (2007), «Ионообменники», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–74, Дои:10.1002 / 14356007.a14_393
  5. ^ Сеймур С. Чиссик (2007), «Асбест», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–18, Дои:10.1002 / 14356007.a03_151
  6. ^ Т. С. Цо (2007), «Табак», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–26, Дои:10.1002 / 14356007.a27_123
  7. ^ Роберт Капп (2005), «Табачный дым», Энциклопедия токсикологии, 4 (2-е изд.), Elsevier, стр. 200–202, ISBN  978-0-12-745354-5
  8. ^ «История фильтров». Табакасия.com. Архивировано из оригинал 24 августа 2003 г.. Получено 2008-05-18.
  9. ^ Леонард М. Шуман (1977), «Образцы курения», в Мюррей Э. Джарвик; Джозеф В. Каллен; Эллен Р. Гриц; Томас М. Фогт; Луи Джолион Уэст (ред.), Исследования по курению (PDF), Исследовательская монография NIDA, 17, стр. 36–65, архивировано с оригинал (PDF) на 2015-07-23, получено 2015-10-21
  10. ^ Линн Т. Козловски (1983), «Физические показатели фактического выхода смол и никотина в сигаретах», у Джона Грабовски; Кэтрин С. Белл (ред.), Измерение при анализе и лечении курения (PDF), Исследовательская монография NIDA, 48, Министерство здравоохранения и социальных служб США, стр. 50–61, архивировано с оригинал (PDF) на 2016-10-17, получено 2016-03-29
  11. ^ Ральф Кристоф; Бернд Шмидт; Удо Штайнбернер; Вольфганг Дилла; Ритта Каринен (2007), «Глицерин», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–16, Дои:10.1002 / 14356007.a12_477.pub2
  12. ^ Эрик Ласснер; Вольф-Дитер Шуберт; Эберхард Людериц; Ханс Уве Вольф (2007), «Вольфрам, вольфрамовые сплавы и соединения вольфрама», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–37, Дои:10.1002 / 14356007.a27_229
  13. ^ Вернер Халлер; Герман Онуссейт; Герхард Геренц; Вернер Грубер; Ричард Д. Рич; Гюнтер Хенке; Лотар Тиле; Хорст Хоффманн; Дитер Даусманн; Риза-Нур Озелли; Удо Виндхёвел; Ханс-Петер Саттлер; Вольфганг Диерихс; 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, Дои:10.1002 / 14356007.a01_221
  14. ^ Ф. Л. Мартен (2002), "Полимеры виниловых спиртов", Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера (5-е изд.), Wiley, p. 26, Дои:10.1002 / 0471238961.2209142513011820.a01.pub2
  15. ^ а б Роберт Н. Проктор (2012). Золотой Холокост: истоки сигаретной катастрофы и доводы в пользу отмены. Беркли: Калифорнийский университет Press. ISBN  9780520270169.
  16. ^ Эрнст Л. Виндер (1977), «Взаимосвязь курения с другими факторами и профилактические подходы», в Мюррей Э. Джарвик; Джозеф В. Каллен; Эллен Р. Гриц; Томас М. Фогт; Луи Джолион Уэст (ред.), Исследования по курению (PDF), Исследовательская монография NIDA, 17, стр. 67–95, архивировано с оригинал (PDF) на 2015-07-23, получено 2015-10-21
  17. ^ К. Ротвелл; и другие. (1999), Влияние на здоровье взаимодействия между употреблением табака и воздействием других агентов, Критерии гигиены окружающей среды, Всемирная организация здоровья
  18. ^ Джером Л. Шварц (1977), «Курение: способы избавиться от нездоровой привычки», в Мюррей Э. Джарвик; Джозеф В. Каллен; Эллен Р. Гриц; Томас М. Фогт; Луи Джолион Уэст (ред.), Исследования по курению (PDF), Исследовательская монография NIDA, 17, стр. 308–336, архивировано с оригинал (PDF) на 2015-07-23, получено 2015-10-21
  19. ^ Майкл А. Х. Рассел (1977), «Проблемы курения: обзор», в Мюррей Э. Джарвик; Джозеф В. Каллен; Эллен Р. Гриц; Томас М. Фогт; Луи Джолион Уэст (ред.), Исследования по курению (PDF), Исследовательская монография NIDA, 17, стр. 13–34, архивировано с оригинал (PDF) на 2015-07-23, получено 2015-10-21
  20. ^ 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. Надел (ред.), Учебник респираторной медицины Мюррея и Наделя, 1 (5-е изд.), Сондерс, ISBN  978-1-4160-4710-0
  21. ^ Нил Л. Беновиц; Пол Г. Брунетта (2010), «Опасность 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. Надел (ред.), Учебник респираторной медицины Мюррея и Наделя, 1 (5-е изд.), Сондерс, ISBN  978-1-4160-4710-0
  22. ^ Джеррольд Б. Лейкин; Фрэнк П. Палоучек, ред. (2008), «Никотин», Справочник по отравлению и токсикологии (4-е изд.), Информация, стр. 494–496, ISBN  978-1-4200-4479-9
  23. ^ а б Новотный Т.Е., Лум К., Смит Э. и др. (2009). «Сигаретные окурки и аргумент в пользу экологической политики в отношении опасных сигаретных отходов». Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения. 6 (5): 1691–705. Дои:10.3390 / ijerph6051691. ЧВК  2697937. PMID  19543415.
  24. ^ «Мир засоряет 4,5 триллиона окурков в год. Можем ли мы это остановить?». Хьюстонские хроники. 2010-05-12. Получено 2014-09-16.
  25. ^ Фредерик Бодри (2017). "Биоразлагаемы ли окурки?".
  26. ^ «Новые« зеленые »окурки биоразлагаются за считанные дни - и могут даже прорасти в траву - компания Greenbutts производит новый фильтр для решения наиболее распространенных проблем с подстилкой». alternet.org.
  27. ^ Чамас, Али (2020). «Скорость деградации пластмасс в окружающей среде». ACS Устойчивая химия и инженерия. 8 (9): 3494–3511. Дои:10.1021 / acssuschemeng.9b06635.
  28. ^ Мориваки, Хироши; Китадзима, Сиори; Катахира, Кенши (2009). «Отходы на обочине дороги, отходы« poi-sute »: их распределение и потенциал элюирования загрязняющих веществ в окружающую среду». Управление отходами. 29 (3): 1192–1197. Дои:10.1016 / j.wasman.2008.08.017.
  29. ^ Slaughter E, Герсберг Р.М., Ватанабе К., Рудольф Дж., Странский С., Новотный Т.Э. (2011). «Токсичность окурков и их химических компонентов для морской и пресноводной рыбы». Контроль над табаком. 20 (Suppl_1): 25–29. Дои:10.1136 / tc.2010.040170. ЧВК  3088407. PMID  21504921.
  30. ^ «Несчастные случаи, пожары: мусор выходит за рамки штрафов». Вашингтон: Департамент экологии штата Вашингтон. 2004-06-01. Архивировано из оригинал на 2016-10-17. Получено 2016-09-19.
  31. ^ Минзаэ Л., Гиль-Пё К., Хён Д.С., Сумин П., Чжонхоп И. (2014). «Подготовка материала для хранения энергии, полученного из использованного сигаретного фильтра, для электрода суперконденсатора». Нанотехнологии. 25 (34): 34. Bibcode:2014Nanot..25H5601L. Дои:10.1088/0957-4484/25/34/345601. PMID  25092115.
  32. ^ «Больше никаких окурков: биоразлагаемые фильтры - шаг к проблеме мусора». Новости здоровья окружающей среды. 2012-08-14.