of 50/50
2. OPĆI DIO Prije prezentacije metodologije i rezultata vlastitith istraživanja, u najkraćem će se kroz pregled dostupnih literaturnih izvora ukazat na neka od istraživačkih saznanja o procesu pušenja cigarete, mehanizmima formiranja dima, njegovim fizičkim i hemijskim svojstvima. Posebna pažnja usmjerit će se na tri osnovne po zdravlje štetne komponente duhanskog dima: nikotina, tar i ugljen monoksid. Najveći broj supstanci koje su u stanju da izazovu mutacije genetskog materijala ili kancer, nalaze se u taru dima. Među njima su i policiklični aromatični ugljikovodonici (PAH-ovi). S obzirom da su neki policiklični aromatični ugljikovodonici (PAH-ovi) potencijalni kancerogeni, ukazat će se na neka njihova svojstva. Kako se pokazalo da je nove zahtjeve u pogledu smanjenja štetnih materija dima najlakše ispuniti na dimu cigareta tipa američkog blenda, dat će se kratak osvrt na sastav ovog tipa cigarete, posebno light varijante. Pored ovoga, ukazat će se na i na doprinos pojedinih komponenti blenda na stvaranje osnovnih po zdravlje štetnih elemenata duhanskog dima. 2.1. DIM CIGARETE I NJEGOVA SVOJSTVA Za razliku od drugih proizvoda, cigareta se ne konzumira u stanju u kome je predstavljena. Konzumira se u obliku dima, osnovnog proizvoda, koji se u cigareti formira tokom složenog procesa sagorijevanja. 2.1.1. Proces sagorijevanja cigarete (pušenje cigarete) Kada se cigareta „pripali“, na kraju duhanskog stuba formira se zona sagorijevanja. Materijal unutar cigarete koja gori, izložen je temperaturama od ambijentalne pa sve do 950 o C u prisustvu male i promjenjljive količine kiseonika, tako da nepotpuno sagorijeva.U toku procesa sagorijevanja, odnosno

DIM-Mehanizmi, fizičke, hemijske karakteristike

  • View
    423

  • Download
    7

Embed Size (px)

Text of DIM-Mehanizmi, fizičke, hemijske karakteristike

2

2. OPI DIOPrije prezentacije metodologije i rezultata vlastitith istraivanja, u najkraem e se kroz pregled dostupnih literaturnih izvora ukazat na neka od istraivakih saznanja o procesu puenja cigarete, mehanizmima formiranja dima, njegovim fizikim i hemijskim svojstvima. Posebna panja usmjerit e se na tri osnovne po zdravlje tetne komponente duhanskog dima: nikotina, tar i ugljen monoksid. Najvei broj supstanci koje su u stanju da izazovu mutacije genetskog materijala ili kancer, nalaze se u taru dima. Meu njima su i policiklini aromatini ugljikovodonici (PAH-ovi). S obzirom da su neki policiklini aromatini ugljikovodonici (PAH-ovi) potencijalni kancerogeni, ukazat e se na neka njihova svojstva.Kako se pokazalo da je nove zahtjeve u pogledu smanjenja tetnih materija dima najlake ispuniti na dimu cigareta tipa amerikog blenda, dat e se kratak osvrt na sastav ovog tipa cigarete, posebno light varijante. Pored ovoga, ukazat e se na i na doprinos pojedinih komponenti blenda na stvaranje osnovnih po zdravlje tetnih elemenata duhanskog dima.2.1. DIM CIGARETE I NJEGOVA SVOJSTVAZa razliku od drugih proizvoda, cigareta se ne konzumira u stanju u kome je predstavljena. Konzumira se u obliku dima, osnovnog proizvoda, koji se u cigareti formira tokom sloenog procesa sagorijevanja.

2.1.1. Proces sagorijevanja cigarete (puenje cigarete)Kada se cigareta pripali, na kraju duhanskog stuba formira se zona sagorijevanja. Materijal unutar cigarete koja gori, izloen je temperaturama od ambijentalne pa sve do 950 oC u prisustvu male i promjenjljive koliine kiseonika, tako da nepotpuno sagorijeva.U toku procesa sagorijevanja, odnosno nepotpunog sagorijevanja biomase u reaktoru, odvijaju se dva razliita tipa gorenja cigarete: gorenje u toku uvlaenja dima (povlaenje) i prirodno gorenje koje se dogaa u intervalu izmeu dva uvlaenja dima tzv. tinjanje.Pri povlaenju vazduh se usisava kroz zonu sagorijevanja i formira se glavna struja dima (MS). U intervalu izmeu uvlaenja dotok vazduha je sa zadnje strane zone sagorjevanja i prirodno konvektivno strujanje vazduha oko zone sagorjevanja u smjeru na gore podrava sagorijevanje na povrini zone i formira sporednu struju dima cigarete (SS).(Baker, 1980; Baker, 1981). Osim ove dvije struje dima cigarete, u zadnje vrijeme sve vie panje se poklanja tzv. ambijentalnom dimu (ETS) koji nastaje kao rezultat puenja u datom prostoru.

Pri povlaenju, kroz zonu sagorijevanja cigarete i cigaretni tapi, usisava se vazduh. Kako se poetak sagorijevanja cigarete odvija u prisustvu kiseonika, rekacije koje se odigravaju su uglavnom egzotermne uz formiranje gasova. U toku povlaenja temperatura vrste faze u zoni sagorijevanja kree se od 800 oC - 950 oC. Najvia je na njenoj periferiji na udaljenosti od 0,2 do 1 mm ispred linije gorenja papira. Zbog visoke temperature raste i viskozitet i brzina gasova, pa je gustina u ovom delu zone visoka. Pad pritiska kroz zonu sagorijevanja se poveava, tako da je maksimalan pri njenoj osnovi. Zato vazduh tei da prodre u cigaretu na tom uskom pojasu, blizu linije gorenja papira. Temperature gasova koji su formirani u ovoj istoj oblasti su neto nie i kreu se od 6000C do 7700C. Kretanje estica dima pri povlaenju je uslovljeno razlikom pritisaka na krajevima cigarete, a brzina kretanja estica je 35 mm s. Na slici 2.1. prikazano je kretanje gasova i distribucija temperatura unutar zone sagorijeevanja tokom povlaenja. (Nikoli, 2004)

Slika 2.1. ematski prikaz profila gorenja pri povlaenju (prema Nikoli, 2004)

Nakon zavrenog povlaenja, temperatura vrste faze na periferiji zone sagorijevanja opada sa 900 oC na 600 oC zbog smanjenog dotoka kiseonika i zraenja toplote u okolinu. (Nikoli, 2004). Osnovni izvor toplote tada je samo sredite ara. Centar zone arenja se iri a u pozadini se formira relativno ujednaena oblast sa konstantnim temperaturama po presjeku cigarete. Takvo stanje odrava se tokom cijelog perioda izmeu povlaenja i naziva se tinjanje (slika 2.2). Kretanje gasova pri tinjanju znatno je drugaija nego u povlaenju Vazduh ulazi kroz pore cigaret-papira i kree se prema zoni smanjenog pritiska u bazi zone sagorijevanja. U okolini zone sagorijevanja vazduha se zagrijava i kree navie, a navie se kree i dim sporedne struje. Tako se proces sagorijevanja na povrini zone odvija nezavisno od sagorijevanja u njegovoj unutranjosti. (Johnson, 1997).Kretanje estica gasa pri tinjanju je uslovljeno termikom difuzijom i znatno je sporije. Na slici 1.2. prikazano je kretanje gasova i distribucija temperatura unutar zone sagorijeevanja, tokom procesa tinjanja.

Slika 2.2. ematski prikaz profila gorenja pri tinjanju (prema Nikoli, 2004)

U zavisnosti od naina sagorijevanja (povlaenje ili tinjanje), preostale nesagorjele duine cigarete (opuka) i itavog niza drugih faktora, razliita je koliina sagorjelog materijala, kao i koliina nastalog dima.2.1.1.1. Brzina sagorijevanja cigarete (SBR)Fizika sposobnost materijala (duhana) u cigareti da sagorijeva izraava se preko prosjene brzine sagorijevanja obraunate za sve cikluse (White and Plaskett, 1981) i to u dva vida:

kao linearna brzina sagorijevanja (SBRl u mm/min) koja predstavlja prosjenu izgorjelu duinu cigarete u jedinici vremena, i

kao masena brzina sagorijevanja (SBRm u g/min) koja predstavlja prosjenu izgorjelu masu cigarete u jedinici vremena.___________________________________

1SBR-eng. static burning rate; rije static ne oznaava stacionarno stanje, ve prosjek stanja po ciklusim. SBR se moe smatrati stacionarnom samo za proces tinjanja u pojedinanom povlaenju.

Brzina sagorijevanja cigareta uglavnom je kontrolisana cigaret-papirom, tj. njegovom propustljivosti i koliinom dodatih aditiva, koji poboljavaju brzinu gorenja papira. Filter ventilacija takoe doprinosi kontroli brzine sagorijevanja cigarete. (Durocher, 1984).Brzina sagorijevanja duhana takoe varira u ovisnosti o njegovim konstituentima. Prema Chaplin and Miner (1980) i Mulchi (1982) vea koncentracija kalija poveava brzinu sagorijevanja, dok povean sadraj hlora doprinosi smanjenju brzine sagorijevanja duhana. Brzina sagorijevanja duhana uslovljena je i brzinom doticanja vazduha do povrine duhana. S obzirom da temperatura i brzina sagorijevanja duhana imaju veliki uticaj na formiranje dima, (Norman, 1982; Baker, Robinson, 1990; Pankow, 1994), svaka promjena u uslovima sagorijevanja, odrazit e se i na brzinu sagorijevanja, a ona sama direktno utie na broj povlaenja po cigareti i svojstva dima. (Nikoli et al. 1994). Prema Resnik et al., (1977) izmeu broja povlaenja i slobodnog gorenja cigarete postoji veoma jaka korelacija.2.2. MEHANIZMI FORMIRANJA DIMAU toku procesa sagorijevanja materijala u cigareti ( povlaenja i tinjanja) odigrava se najmanje tri tipa reakcija: piroliza, pirosinteza i pirodestilacija. Na slici 2.3. prikazana je veza izmeu procesa sagorijevanja na formiranje dima. ( Muramatsu, 1981). ZONA PIROLIZE ZONA SAGORIJEVANJA DESTILACIJE

Slika 2.3. Povezanost glavnih procesa sagorijevanja cigarete na formiranje dima (prema Maramatsu, 1981)Ranije je istaknuto da, poetak sagorijevanja cigarete odvija se u prisustvu kiseonika iz vazduha, koji se pri povlaenju uvlai u cigaretu. Duhan se zagrijava. Na taj nain, voda i isparljivi materijali destiliraju van duhana. Istovremeno neke komponente duhana podvrgnute su procesu pirolize. Piroliza podrazumijeva razgradnju supstanci (sagorijevanje ili termiki raspad), u prisustvu nedovoljne koliine kiseonika. Priblino 30 % organske supstance sagori, dajui kao produkte ugljen monoksid, ugljen dioksid i vodu u obliku pare, uz oslobaanje toplote. Jedan dio te toplote emituje se u okolinu, dok ostatak biva utroen na podravanje reakcija termikog raspada, pirosinteze i pirodestilacije. S obzirom, da se pomenuti procesi odvijaju na aru i neposredno iza linije ara, cijela zona naziva se zona arenja ili egzotermna zona.(A na slici 2.1.) U ovoj oblasti temperature se kreu izmeu 7500C do 9000C, a brzina zagijavanja dostie i do 5000C po sekundi.. (Baker, 1977; Baker, 1981). Veina neisparljivih supstanci, kao to su eeri, polisaharidi (celuloza, skrob, pektin), polifenoli (lignin) i proteini, pirolitiki se razgrauju pri emu nastaje veliki broj produkata (piridini, aromatski amini, furani, fenoli ) koji mogu biti relativno stabilne molekulske strukture ili u formi slobodnih radikala. (Hecht, et.al., 1977; Fenner, 1988; Jenkins, 1990). Da bi postigli stabilno stanje radikali veoma brzo stupaju u reakcije pirosinteze pri emu nastaje veliki broj jedinjenja Pirosinteza podrazumijeva razliite reakcije sinteza po mehanizmu reakcija slobodnih radikala, pri emu nastaje veliki broj jedinjenja koja nisu ni postojala u materijalu koji sagorijeva. Odigrava se neposredno iza zone gorenja, u zoni tinjanja. To je endotermna zona (dio A+B na slikama 2.1. i 2.2. ) u kojoj su temperature neto nie i kreu se u prosjeku od 2000C do 6000C, sa brzinom zagrijavanja od priblino 1000C po sekundi. Atmosfera u ovoj zoni je skoro potpuno redukovana, sa visokom koncentracijom H+ jona i neznatnim prisustvom kiseonika. (Baker, 1977; Baker, 1981). Tu se formira veina komponenata dima, mehanizmima koji ukljuuju destilaciju, sublimaciju, termiku razgradnju, kao i druge pirolitike procese (Baker, 1975; Green and Rodgman, 1996).

Pirodestilacija podrazumijeva specifinu sublimaciju lako isparljivih komponenti duhana u gasnu fazu i njihovu destilaciju u koloni duhanskog svitka. Oko jedne treine komponenti dima formira se direktnim prelazom - sublimacijom ili erupcijom. (Green, 1977). Direktan prelaz ovisi od stepena isparljivosti, prisustva funkcionalnih grupa i termike stabilnosti date komponente (Wakeham, 1972; Baker, 1981) Neoekivano, ak i neke visokomolekularne i slaboisparljive supstance (neorganske soli, metali, steroli, ugljeni hidrati i pigmenti) mogu direktno prei u dim. Pretpostavlja se da zbog toplotnog udara moe da doe do neke vrste elijske erupcije i da ove supstance budu izbaene u struju dima prije nego to podlegnu termikoj razgradnji. Na ovaj nain, vjerovatno nastaju i mala jezgra na kojima se kasnije kondenzuju isparljive supstance formirajui aerosol (Baker, 1987).Nekim od navedenih mehanizama, koji su rezultat nepotpunog sagorijevanja materijala u cigareti, nastae visokokoncentrovana para, koja tokom povlaenja biva povuena kroz tapi cigarete. im napusti zonu sagorijevanja, uslijed dotoka vazduha, ova para se naglo hladi do ambijentalne temperature, to njene, manje isparljive komponente, dovodi do take zasienja i poinje kondenzacija (Hobbs, 1972; Stber, 1982). Dio komponenti se kondenzuje na vlaknima duhana (Townsend, 1983), a dio na razliitim jezgrima (ugljenina jezgra, jezgra nastala erupcijom) u struji dima. Komponente kondenzovane na vlaknima duhana kasnije, kada se front sagorijevanja pomjeri, ponovo prolaze kroz proces nepotpunog sagorijevanja, odnosno pirolize, tako da se nastali dim iz cigarete oslobaa kao: Glavna struja dima (Main stream - MS) Sporedna struja dima (Side stream - SS)Glavna struja dima (Main stream MS ) koja se formira u periodu povlaenja i prolazi cio konus cigarete prema ustima puaa. Glavna struja dima je koncentrisana i ograniena neko vreme (nekoliko sekundi) na vlanu sredinu usta, grla i plua i sadri relativno krupne estice. Sadri sve produkte procesa pirolize, pirosinteze i pirodestilacije i delimino izmenjen sastav vazduha.

Sporedna struja dima (Side stream - SS) nastala u periodu tinjanja, izlazi neposredno iz zone arenja i sa povrine cigarete u atmosferu. Ova struja dima je sa poveanim procentom gasne faze, zbog oteanog prelaska krupnijih molekula i estica.

2.3. FIZIKE KARAKTERISTIKE DIMAVeliki broj radova odnosi se na ispitivanja veliine estica duhanskog dima. Kako ne postoji siguran metod za mjerenje veliine estica ili njihove koncentracije u dimu, dok on prolazi kroz cigaretu, postoji samo aproksimacija onoga to se formira, na osnovu utvenog stanja dima nekoliko minuta, ili ak i nekoliko sati po formiranju (estica je nepromenjena samo 0,2 sek). Prema Morie glavna struja dima sadri 108 - 1010 estica po cm3, prosene brzine 35-50 cm /sek. Veliina estica svee nastalog cigaretnog dima kree se izmeu 0,1 - 1,0 mikrometara u preniku, s tim da se najee javljaju estice veliine 0,20 - 0,25 mikrometara (Ingebrethsen, 1986;). estice dima manje od 0,1 (m koaguliraju sa drugim esticama to smanjuje njihovu koncentraciju, ali poveava prenik estica. (Keith, 1982). Komponente koje destiluju (sublimuju) su obino manjih prenika. Samo u sluaju visoke koncentracije lako isparljivih komponenti, dolazi do stvaranja njihovih veih koagulata. Na osnovu novijih ispitivanja na elektronskom mikroskopu, koja je obavio Mc Rae (1990) srednji prenik estica cigaretnog dima je iznosio 0,16 - 0,54 mikrometara. Starost ispitivane glavne struje dima, iznosila je 20 sekundi. Pretpostavlja se da je osnovni razlog pojave razliitih veliina estica dima, koje navode Morie i Mc Rae, upravo starost glavne struje dima. Tokom kretanja kroz cigaretu dim biva izloen promenama usled termikih i mehanikih uticaja, a i hemijskih reakcija koje mu menjaju sastav. U glavnoj struji dima dolazi do brze koagulacije, usled ega se poveava prenik estica, ali se smanjuje njihova koncentracija. Relativna vlanost glavne struje dima je 60 do 70%.

Sporedna struja dima ima manji broj estica Okada, et.al., (1977), 1 do 6 x 109, prosenog prenika oko 0,11 mikrometara. Brzina estica SS je oko 2 puta vea od brzine estica MS. U inicijalnoj fazi iznosi oko 60 mm/s, a sa udaljenou od zone sagorevanja se poveava. Na udaljenosti od 70 mm iznosi 600 mm / s. U SS takoe dolazi do koagulacije i uveanja prenika estica, to je uglavnom posledica apsorpcije vodene pare. Dokazano je, da sa poveanjem relativne vlanosti vazduha veliina estica naglo raste (Ueno and Peters, 1986).2.4. HEMIJSKE KARAKTERISTIKE DIMAU hemijskom pogledu duhanski dim je kompleksni dinamini aerosol, promjenjljivog kvalitativnog i kvantitativnog sastava. Sastoji se od nekoliko hiljada isparljivih agenasa u plinskoj fazi, poluisparljivih i neisparljivih sastojaka u estinoj fazi dima.Komponente duhanskog dima obuhvaaju sve supstance prisutne u dimu. Mnoge od njih prisutne su u ekstremno malim koliinama, jer materijal koji sagorijeva u cigareti, nije samo duhan, ve su to i aditivi, specifine materije koje se dodaju radi postizanja odreenih, eljenih karakteristika dima.Veliki interes za poznavanjem hemijskog sastava dima i njegovim toksinim i kancerogenim svojstvima, doveo je do progresivne identifikacije njegovog sastava. Primjenom novih analitikih tehnika i savremenije opreme, broj identifikovanih sastojaka dima stalno raste. Tako su Johnstone and Plimmer (1959) u istraivanjima o hemijskom sastavu dima, pronali samo oko 600 razliitih supstanci. Prema istraivanjima Stedman (1968), broj identifikovanih komponenti duhanskog dima poveao se na 1000. Ishiguro and Sugawara (1980) potvrdili su prisustvo 1889 komponenti duhanskog dima. Dube and Green, (1982) procjenili su da u samom duhanu egzistira oko 2550 supstanci, dok se jo 2470 supstanci formira u procesima termike razgradnje i pirosinteze materijala koji sagorijeva unutar cigarete. Prema istim autorima 1135 supstanci (oko 1,5%) iz sastava duhana prelazi u dim neizmjenjeno. Roberts (1988) je predstavio listu od 3794 komponente, da bi se taj broj prema istraivanjima Green and Rodgman (1996) poveao na 4800 konstituenata.

Do sada identifikovane komponente dima razvrstane su u 15 klasa organskih jedinjenja i predstavljene u tabeli 2.1.Tab. 2.1. Priblian broj jedinjenja identifikovanih u dimu po klasama jedinjenja2K l a s aBroj

komponentiK l a s aBroj

Komponenti

Ketoni521Amidi,imidi,laktami237

Estri474Laktoni150

PAH755Aldehidi108

Karbonske kiseline227Amini196

Fenoli282Nitrili106

N-heterocilusi921Anhidridi11

Alkoholi379Ugljeni hidrati42

Etri311Ukupno4720

Orig. Dube, Green, 1982 prema Nikoli, 2004.

___________________________2tabela ne obuhvata oko 100 neorganskih komponeti (metala i jona), koje se. takoe, mogu nai u dimu cigareta.Hemijska svojstva dima danas se odreuju na mainskom stroju za puenje, tzv. vjetakom puau, koji radi pod standardiziranim uslovima. Uslovi rada maine za puenje odreeni su prema ISO (International Organization for Standardization) koji se primjenjuje i kod nas, FTC (Federal Trade Commission of the United States) i CORESTA odredbama. Uslovi rada vjetakog puaa predstavljeni su u tab. 2.2. Tab. 2.2. Uslovi za standardno mainsko puenje prema ISO i FTC odredbama

Parametri puenja i kondicioniranjaISOFTC

Temperatura kondicioniranja

Relativna vlanost vazduha (%)22 1oC

60 2%24 1oC

60 2%

Volumen povlaenja (ml)

Trajanje povlaenja (s)

Uestalost povlaenja (ml/s)35

2

1/6035

2

1/60

Duina ostatka cigarete

(neizgoreni dio)23 mm

(ne manje od 8 mm od duine filtera)23 mm

(ne manje od 3 mm od duine korka)

Eberhardt and Scherer, 1995 Ukoliko se dim hvata prema ISO (CORESTA) metodu, komponente koje se u potpunosti taloe na Cambridge filteru oznaene su kao estina faza dima ili ukupni dimni kondenzat (TPM) .Poluisparljive komponente (SVF) oznaavaju sve one komponente koje ovaj filter zadrava na sobnoj temperaturi, ali one sa njega mogu ispariti u uslovima poviene temperature (100-200oC) bez znatnije razgradnje. Prema tome, poluisparljiva frakcija dima nije precizno definisana i neznatno se razlikuje od autora do autora. Uglavnom sadri oko 300 dimnih komponenata, koje imaju taku kljuanja od 70 300oC kao to su ugljikohidrati, alkid-benzoli, naftaleni, ketoni, piridini. fenoli, furani itd. (Grob and Vllmin, 1969; Mauldin, 1976; Norman, 1977). Dio dima koji prolazi kroz Cambridge filter, a sakupljala se u plastinu vreicu na maini za puenje naziva se parna (gasovita) faza dima. Gasovitu (VF) fazu dima uglavnom sainjavaju visoko isparljive komponente ija je taka kljuanja ispod temperature predgrijavanja duhana, znai ispod 100-150oC.Kada se od ukupnog dimnog kondenzata (TPM) odstrani voda i nikotin ostatak se oznaava kao TAR (Jenkins, 1996). Priblian hemijski sastav glavne struje duhanskog dima Amerike blend cigarete, puene pod standardnim uslovima na automatskoj maini za puenje, sa zapreminom uvlaenja 35 ml, trajanjem uvlaenja 2 sekunde, pauzom izmeu uvlaenja od 58 sekundi, do duine opuka od 23 mm, predstavljen je procentualnim odnosima u tabeli 2.3.

______________________________

3 Cambridge filter-gusti filtar krunog oblika, napravljen od staklenih vlakana, razvijen 1959

4 TPM total particular metter = ukupna estina fazaTab. 2.3. Priblian hemijski sastav glavne struje dima blend cigareteSastojak % teine

Vazduh

Azot62,00

Kiseonik13,00

Argon0,90

Ukupno:75,9%

Plinska faza

Voda1,30

Ugljen dioksid12,50

Ugljen monoksid4,00

Vodonik0,10

Metan0,30

ugljikovodonici0,60

Aldehidi0,30

Ketoni0,20

Nitriti0,10

heterociklini spojevi0,03

Metanol0,03

Organske kiseline0,02

Esteri0,01

Ostale komponente0,10

Ukupno:19,6%

estina faza

Voda0,80

Alkeni0,20

Terpenoidi0,20

Fenoli0,20

Esteri0,20

Nikotin0,30

Ostali alkaloidi0,10

Alkoholi0,30

0,50

Organske kiseline0,60

Pigmenti lista0,20

Ostale komponente0,90

Ukupno:4,5%

Orig. Dube et Green, 1982 prema Baker, 1999.

Cigareta je sadravala 500 mg dima, gdje je estina faza zauzimala 22,5mg , odnosno 4,5% ukupne teine dima. Budui da je glavna struja dima razblaena okolnim zrakom, priblino 76% glavne struje dima je ambijentalni vazduh, 19,6% su komponente plinovite faze, gdje skoro 17% se odnosi na permanentne gasove (ugljen dioksid, ugljen monoksid, vodik i metan) dok 2% zauzima voda. Mnoge supstance sa molekulskom teinom od 60-200, kao to je voda, u izvjesnom stepenu su podijeljenje izmeu plinske i estine faze .Prema Hoffmann and Hoffmann (1997) glavna struja dima sadri oko 4800 komponenti. Broj komponenata plinske faze kree se od 450-500, dok je u estinoj fazi dima zastupljeno oko 3500 komponenata. Koliina u kojoj e pojedine komponente biti zastupljene u jednoj ili drugoj struji, zavisi, najvie, od hemijske prirode same komponente i uslova sagorijevanja. Prema istraivanjima mnogih autora (Browne et al., 1980; Baker, 1981; Sakuma; 1983; Klus, 1990, Guerin, 1991) u principu je najvei broj komponenata vie zastupljen u sporednoj struji dima.2.5. TETNE KOMPONENTE DUHANSKOG DIMAHoffmann and Hoffmann (2001) su objavili listu u kojoj su predstavili 48 znaajnih tetnih konstituenata plinske faze dima, 51 sastojak estine faze dima, 13 toksinih materija i 69 kancerogenih supstanci dima. Zbog velikog broja hemijskih sastojaka duhanski dim je prema izvjetaju Environmental Protection Agency (EPA) svrstan 1992. godine u A grupu kancerogenih materija. The International Agency for Research on Cancer (IARC) je takoe svrstala duhanski dim kao glavni uzronik raka jo 1986 godine. Prema IARC (2000) u duhanskom dimu takoe je identifikovano 69 kancerogegenih supstanci. Meu njima, 11 su poznati ljudski kancerogeni, (Grupa I), 8 se smatraju moguim kancerogenim supstancama kod ljudi, (Grupa 2A), dok 48 supstanci koje su kancerogene za ivotinje, smatraju se moguim ljudskim kancerogenima (Grupa 2B). Kancerogeno dejstvo jo uvijek nije potvreno na dvjema komponentama dima, za koje se pretpostavlja da to mogu biti.Meutim, ak i kada je tetnost pojedinih komponenata neosporno dokazana, mora se napomenuti da su njihove koncentracije u dimu veoma male.

2.5.1. tetne komponente estine faze duhanskog dima estina faza (PM) dima je mnogo vie kancerogena u odnosu na gasnu fazu dima. Prema tome, ova faza dima je kljuni determinant kancerogenog potencijala dima. Iako ini svega 5% do 8% duhanskog dima, ona sadri najvei broj komponenata, meu kojima je i veina tetnih kao to su nikotin i TAR. Meu kancerogenim komponentama estine faze duhanskog dima su i neki policiklini aromatini ugljikovodonici (PAH-ovi).2.5.1.1. Nikotin u estinoj fazi dimaNikotin je dominantan alkaloid i vjerovatno najee pominjana hemijska supstanca duhana. Prisutan u dimu, on kod puaa izaziva osjeaj iritacije i otpora u grlu i pluima, kao i oseaj oamuenosti, sitosti i stimulacije.. Upravo zbog njegovog stimulativnog i blagog narkotinog delovanja na nervni sistem oveka, duhan se upotrebljava kao sredstvo za uivanje. Nikotin je prema klasifikaciji Svjetske Zdravstvene Organizacije svrstan u grupu psihoaktivnih supstanci. Zajedno sa kofeinom i kokainom pripada stimulansima, koji imaju izraen uticaj na nervni sistem. Ljudski mozak reagira na nikotin, ve 7 sekundi nakon njegovog ulaska u plua, tako da u prvo vrijeme djeluje stimulativno. Meutim, kasnije blokira ganglijske elije, to dovodi i do stimualcije, i do depresije. (Mendelzys et al., 1992).Letalna doza za ovjeka je 50 mg, dok koliina od 4 mg je toksina.Kao veina drugih alkaloida, nikotin 3-(1-metil-2-pirolidin)piridin je heterociklini amin, u kome N-H veze osiguravaju polarnost molekule, (Ali-emidi i sar., 2002) odnosno postojanje hidrogenkih veza.(Slika 2.4.)

Slika 2.4. Strukturna formula nikotinaist nikotin je higroskopna bistra tenost, take kljuanja 247 oC, relativne molekulske mase 162,24 . Sa vodom se mijea u svakoj razmjeri ispod 60 oC i iznad 208 oC, a izmeu ove dvije temperature uzajamna rastvorljivost je ograniena. Hemijska formula nikotina je C10H14N2. Vodeni rastvor nikotina pokazuje jako baznu reakciju, stoga je on jaka organska baza.

S obzirom na relativno nisku taku kljuanja i izuzetnu rastvorljivost, nikotin u dim prelazi uglavnom destilacijom, sa koeficijentom prelaza izmeu 0,7 0,8. (Baker, 1990). Schmeltz et al., (1979) su u svojim istraivanjima ustanovili da u zavisnosti od uslova u kojima se odvija proces pirolize u toku sagorijevanja cigarete, termalnom razgradnjom nikotina mogu nastati razliiti piridini, kao i aromatini ugljikovodonici.

Studiju o prelasku nikotina u dim predstavio je Houseman (1973). Prema istraivanjima ovog autora, od ukupne koliine nikotina prisutne u duhanu, priblino 70% prelazi u dim nerazloeno (u glavnu i sporednu struju dima i opuak). Manji dio nikotina, oko 27%, u procesu sagorijevanja konvertuje se u druge supstance (pirolizom ili oksidativnim reakcijama). Raspodjela pirodestilovanog nikotina i produkata njegove razgradnje, izmeu glavne i sporedne struje dima data je u tabeli 2.4. Tab. 2.4. Prelaz nikotina u dim raspodjela

Nikotin

Glavna struja dimaSporedna struja dimaOpuak

%MSSSBL

estina faza14.937.018.5

Gasna faza4.116.3-

Produkti ragradnje0.56.81.7

Houseman, 1937Koncentracija nikotina u blendu dananje moderne cigarete varira od 2,07 2,69%. Prema Robertsonu (2000) postoji vie naina kojima se moe kontrolisati sadraj nikotina u duhanskom dimu. Meu najvanije spadaju: klasa duhana, nain suanje duhana, primjena ekspandiranog rebra, blendiranje, dodatak raznih adiiva, upotreba rekonstituiranog duhana, kontrola odnosa tar/nikotin, kortenje raznih tipova filtera i dr. Istraivanja Calafat et al., (2004) gdje je bilo ukljueno 77 marki cigareta iz 35 zemalja, pokazala su da stepen veniliranosti cigarete, ko i lokalitet sa kojeg potie duhan ima veoma jak uticaj na sadraj nikotina u dimu cigarete. Koliko e nikotina prei u dim, ovisi i o tome ostaje li krai ili dui opuak. Kod dueg opuka, manje nikotina prelazi u dim. Prelaz nikotina u dim zavisi i od vlanosti duvana. Prema istraivanjima Mii i sar., (2000) registrovane su promjne sadraja nikotina u dimu od 1,04 mg/cig, pri sadraju vlage 11,97%, do 0,7 mg/cig, pri vlanosti cigarete od 12,76%. Miljenje ovih autora je da sa aspekta sadraja nikotina u dimu, optimalan sadraj vlage u cigareti je oko 12%. Brzina sagorijevanja duhana, takoer, ima uticaj na prelaz nikotina u dim. Ukoliko je sagorijevanje bre, u dim prelazi vea koliina nikotina. Sreom, kao i sa ostalim jedinjenjima tokom puenja i sa nikotinom se deava itav niz transformacija, pa se mnogo manja koliina od poetne unese u plua puaa, a jo manja koliina se u njima apsorbuje. Uz pretpostavku da u duhanu jedne cigarete ima 10mg nikotina, vrlo mali dio dospijeva u plua puaa, i to oko 1,5mg, a u njima se apsorbuje svega 0,15ml (slika 2.5.). (Ali-emidi i sar. 1999). NIKOTIN (1,25% u duhanu, 10 mg/cig)

RAZORENO (3 mg,30%) PREDESTILIRANO (7 mg,70%)

GLAVNA STRUJA SPOREDNA STRUJA (4 mg, 40%) (3 mg, 30%)

OTILO U PRAVCU FILTERA ZADRANO NA OPUKU (3 mg, 30%) (1 mg, 10%)

UNIJETO U PLUA ZADRANO NA FILTRU (1,5 mg, 15%) (1,5 mg, 15%) APSORBOVANO U PLUA IZBAENO NAPOLJE (0,15 mg, 2%) (1,35 mg, 13,5%) Slika 2.5. Apsorbovana koliina nikotina tokom puenja

Zadravanjem dima u ustima puaa, usvajanje nikotina je jo manje. Usvojeni nikotApsorbovana koliina nikotina u pluima, kod ventiliranih cigareta moe biti dva ili vie puta manja. Dela i Vuleti (1995) nali su da je kod tzv. ultralaganih cigareta u glavnoj struji dima bilo manje od 1% nikotina sadranog u mjeavini. Analizom razliitih marki cigareta, ustanovili su da je nikotin u glavnoj struji dima iznosio od 0,1 1,4 mg, a sadraj nikotina u mjeavinama nije se znaajnije razlikovao. Iznosio je od 2,06 2,54%. To potvruje injenicu, da prijelaz nikotina u glavnu struju dima ovisi o tehnolokim parametrima i konstrukciji cigarete, vie nego o samoj koliini nikotina u mjeavini. Meutim, koliina nikotina koju apsorbira organizam puaa, ovisi jo i od dubine uvlaenja dima. Ispitivanja su pokazala da pri dubokom uvlaenju duhanskog dima u plua, organizam puaa apsorbira oko 70% nikotina koji sadri dim, pri normalnom (manje dubokom ) uvlaenju oko 35%, a pri puenju bez uvlaenja u plua, apsorbira se samo 5% nikotina.2.5.1.2. Tar TAR se definie kao agregat izdvojene supstance iz estine faze duhanskog dima, poslije oduzimanja sadraja nikotina i vlage. to se tie bioloke aktivnosti TAR-a, ustanovljeno je da umanjuje odbranu organizma od kancera i paralie bronhijalni odbrambeni sistem. Taloi se u pluima puaa. Kod nas je uobiajeni naziv za TAR, katran. Bates et.al., (1999) opisuje pojam TAR kao varljiv. Prema ovom autoru TAR je zbirno ime za hiljadu hemijskih komponenata, koje formiraju gusti ljepljivi ostatak duhanskog dima. Tar se smatra posebno toksinim. U skladu sa IARC-om, najvei broj supstanci koje su u stanju da izazovu mutacije genetskog materijala ili kancer, nalaze se u taru dima. Meutim, ovaj dio dima cigareta nema uvijek isti sastav tetnih komponenata, iz razloga to postoje velike varijacije u sastavu mjeavina za cigarete5. Na koliinu TAR-a utie i saraj vlage u cigareti. Prema Mii i sar., (2000) najznaajniji porast produkcije TAR-a je pri porastu sadraja vlage od 11,26 do 11,99%. U intervalu od 11,99% do 12,1% vlage, koliina TAR-a opada. Pri daljem porastu sadraja vlage produkcija TAR-a raste, pa se moe rei da je sa aspekta produkcije TAR-a, optimalan sadraj vlage u cigareti oko 12%. Takoer, fiziki parametri cigarete imaju veliki uticaj na sadraj TAR-a u duhanskom dimu. Sa poveanjem koliine duhana u cigareti-mase cigarete, produkcija TAR-a blago raste. Smanjenjem koline tara, smanjuje se i koncentracija tetnih supstanci, pa je tar predmet zakonskih ogranienja i standarda.Industrija cigareta brani se protiv pojedinanih i institucionalnih tvrdnji o tetnosti puenja na ljudsko zdravlje i okolinu, nastojanjima da primjenom najsavremenijih tehnolokih metoda proizvede cigarete sa niim vrijednostima TAR-a u dimu, odnosno sa manjim rizikom tetnosti. Inkorporiranje novih duhanskih sirovina (rekonstituiranog duhana i ekspandiranog rebra), poroznih cigaret-papira, ventilirajuih filtera, dodavanje razliitih aditiva i aromata, rezultiralo je da je prosjean sadraj TAR-a na tritu 1990-tih bio 15 mg, to je upola manje u poreenju sa prosjenih 30 mg na poetku. Danas se ve proizvode cigarete samo sa sadrajem TAR-a od 10 mg/cig. (Rustemeier et al., 2002)____________________________

5 detaljnije objanjeno u poglavlju-Uticaj sastava duhanske mjeavine na formiranje osnovnih po zdravlje tetnih komponenti duhanskog dima

U novije vrijeme upotrebljavaju se perforirani filteri, koji na filter papiru imaju otvore, koji omoguavaju da se ulaskom istog zraka u toku povlaenja razrijedi dim cigarete. Rezultat je potpunije izgaranje duhana i smanjena koliina TAR- a u dimu. (Hoffmann and Hoffmann, 1997). Prosjean sadraj TAR-a u dimu cigareta je u jakoj korelaciji sa stepenom ventiliranosti cigarete.

Prema Fisheru (2000) filter sa aktivnim ugljem manje je efikasan u smanjenju TAR-a u odnosu na tip filtera izraenog od acetatne celuloze. Stoga, se danas vie primjenjuju tzv. kombinovani filteri, koji imaju pored acetatne celuloze i aktivni ugalj. Testiranjem tara u dimu cigareta sa filterom od acetatne celuloze, u odnosu na tar dobijen iz dima neventiliranih cigareta, ili cigareta koje su imale filter od aktivnog uglja, utvreno je da je tar iz acetatno filtriranog dima ponekad vie toksian, ali manje kancerogen. (NCI, 1977)

2.5.1.3. Policiklini aromatini ugljovodonici (PAH-ovi)Meu brojnim komponentama u duhanskom dimu, znaajno mjesto zauzimaju policiklini aromatini ugljikovodonici. Formiraju se tokom nepotpunog sagorijevanja ili pirolize organske materije koja sadri ugljik i vodonik. (Adams et. al., 1987). PAH-ovi su znaajni okolni zagaivai. Osim duhanskog dima, znaajan izvor PAH-ova nastaje nepotpunim sagorijevanjem uglja, nafte, gasa, ubriva. Prirodni izvori PAH-ova su vulkani i umski poari. Veliku koliinu PAH-ova takoe sadre i izduvni gasovi automobila. Prisutni u malim koncentracijama svuda oko nas, PAH-ovi povremeno dostiu i veoma velike koncentracije, kao rezultat sve breg razvoja industrije.PAH-ovi se nalaze u atmosferi u gasnoj fazi ili mogu biti sorbovani u esticama. Fazna raspodela PAH-ova zavisi od napona pare pojedinanog PAH-a, koncentracije PAH-ova, afiniteta PAH-ova prema esticama rasprenim u atmosferi, prirode i koncentracije estica i od atmosferske temperature. Dosadanjim istraivanjima je utvreno da su PAH-ovi sa dva ili tri prstena (naftalen, acenaften, acenaftilen, antracen, fluoren, fenantren), prisutni u vazduhu u parnoj fazi. PAH-ovi koji u svom sastavu imaju etiri prstena (fluoranten, piren, krizen, benzo[a]antracen), prisutni su i u parnoj i u estinoj fazi. PAH-ovi sa pet ili vie prstenova (benzo[a]piren, dibenzo[g,h,i]piralen) su preteno prisutni u estinoj fazi. (Beak et al., 1991).

U tabeli 2.5. dat je pregled najzastupljenijih PAH-ova u razliitim izvorima urbane sredine, kao i procentualni udio pojedinih PAH-ova u zavisnosti od njihove strukture.

______________________________6 Perforacija - otvori napravljeni na cigaret papiru ili omotau filtra, da bi se ulaskom zraka razrijedio dim cigarete (ventilacija cigarete)Tab. 2.5.. Procentualni udeo PAH-ova u ukupnoj masi od 20 PAH-ova u zavisnosti od strukture

PAH*TunelDizel motoriMotori na gasKoksna

peSagorevanje drveta

2-prstena768.7558911

3-prstena1656188.969

4- prstena4.310120.976.6

5- prstenova3.118130.2213

6- prstenova0.385.20.0530.014bd

7- prstenovabd0.180.082bdbd

*2-prstena: naftalen; 3- prstena: acenaftilen, acenaften, fluorin, fenantren, antracen i reten; 4-prstena: fluoranten, piren, benzo[a]antracen, krizen i trifenilen; 5-prstenova: ciklopenta[c,d]piren, benzo[b,k]fluoranten, benzo[a,e]piren, dibenzo[g,h,i]perilen; 6-prstenova: indeno[1,2,3,c,d]piren i benzo[g,h,i]piren; 7- prstenova: koronen.; bd: ispod granice detekcije.

U zemlji, PAH-ovi su uglavnom adsorbovani od strane nepropustljivih estica i svojim kretanjem kontaminiraju i podzemne vode. Prosjena koncentracija kancerogenih PAH-ova u umskom zemljitu kree se od 5(g do 100 (g/kg, dok ih poljoprivredna zemljita sadre u koliini od 10(g do 100 (g/kg. Najvea koncentracija kancerogenih PAH-ova registrovana je u ruralnim zemljitima u iznosu od 600 do 3000 (g/kg. (Menzic, 1992).U vodu PAH-ovi dospijevaju navodnjavanjem i prihranjivanjem biljnih kultura i kroz industrijske otpadne vode. Veina PAH-ova nije lako rastvorljiva u vodi. Oni se adsorbuju na vrstim povrinama i taloe na dnu jezera ili reka. (Beak et al., 1991). Znaajna koliina PAH-ova naena je u itaricama, vou, povru, kao i u prehrambenim namirnicama u zavisnosti od njihovog naina kuhanja, odravanja i skladitenja. Prehrambene namirnice mogu biti kontaminirane PAH-ovima prilikom direktnog suenja u prisustvu dima ili apsorpcijom tokom procesa dimljenja. Takoe, visoke temperature u proizvodnji namirnica mogu dovesti do kontaminacije namirnica PAH-ovima. Znaajne koliine zabiljeene su u mesu, to je prikazano u tab. 2.6.Tab. 2.6. Koliine Policiklinih Aromatinih Ugljovodonika u mesu tretiranom visokim temperaturama (ppm)

IzvorPirenBenzo[a]piren

Prasetina, izvor ara ugalj248

Biftek na aru204

Franfurtska kobacica, izvor ara drvo20-4506-212

Beak, et all., (1991)2.5.1.3.1. Fiziko hemijska svojstva PAH-ova

Kao iste hemikalije PAH-ovi se uopteno javljaju obojeni, bijeli ili blijedo uto-zeleni kristali. Mogu imati slab, prijatan miris. Sa porastom molekulske teine PAH-ova, rastvorljivost u vodi opada, rastvorljivost u mastima raste i take topljenja i kljuanja rastu. U tab. 2.7. data je lista najzastupljenijih PAH-ova, za koje se smatra da su tetniji po zdravlje, u odnosu na ostale PAH-ove.Tab. 2.7. Lista prioritetnih PAH-ova

PAHMolekulska formulaMolekulska teina

NaftalenC10H8128

FenantrenC14H10178

AntracenC14H10178

FluorantenC16H10202

PirenC16H10202

KrizenC18H12228

Benzo (a)antracenC18H12228

Benzo(b)fluorantenC20H12252

Benzo(k)fluorantenC20H12252

Benzo(e)pirenC20H12252

Benzo(a)pirenC20H12252

PerilenC20H12252

Benzo(g,h,i)perilenC22H12276

Dibenzo(a,h)antracenC22H14278

Indeno(c,d)pirenC22H112276

KoronenC24H112300

Rodgman and Perfetti, 2006

Molekuli PAH-ova sastoje se od dva ili vie kondenzovanih benzenovih prstena. Imaju planerne strukture i javljaju se u raznim oblicima i veliinama. Struktura nekih PAH-ova prikazana je na slici 2.6.

Antracen Benzo(b)fluoranten Benzo(a)antracen Krizen Benzo(k)fluoranten Benzo(a)piren Benzo(e)piren Dibenzo(a,h)antracen Fluoren Fluoranten

Slika 2.6. Tipina struktura nekih PAH-ova2.5.1.3.2. Kancerogenost PAH-ova

Za neke PAH-ove dokazano je da su mutageni i kancerogeni, to je prikazano u tab. 2.8.Tab. 2.8. Potencijalna kancerogenost i bioaktivnost PAH-ovaPAHPotencijalna

Kancerogenost*Bioaktivnost*

Antracen00

Fluoranten0CC

Piren0CC

Benzo (a) antracen+TI

Krizen+TI

Benzo (b) fluoranten++C,TI

Benzo (k) fluoranten00

Benzo (a) piren+++C,TI

Dibenzo (a,h) antracen+++C,TI

Benzo (g,h,i) piren0CC

Indeno (1,2,3,-c,d) piren0TI

Bjorseth, 1979

* + do +++ Aktivnost, CC = Kancerogen sa BP, TI = Tumor inicijator, C = Kancerogen,0 = Nema aktivnosti

Kancerogena aktivnost pojedinih PAH-ova, veoma je zavisna od njihove strukture. PAH-ovi koji su graeni od 5 i 6 prstenova su vie kancerogeni, u odnosu na PAH-ove koji sadre 2 ili 3 prstena.(Hoffmann and Wynder, 1971). Meutim, za neke predstavnike PAH-ova koji su obino prisutni u duhanskom dimu, kao to su fenantren, fluoranten, piren i benzo(e)piren pronaeno je da imaju antitumorogenu aktivnost za neka oboljenja koe. (Smith, 2000; 2001)Rodgman and Perffeti (2006) predstavili su koliine i procjene kancerogenosti nekih PAH-ova u dimu cigarete, to je prikazanao u tab. 2.9.Tab. 2.9. Kancerogena aktivnost nekih PAH-ova u dimu

PAH-oviKancerogenaaktivnostMainstream

(ng)Sidestream

(ng)

Antracen+2239

Benzo[a]fluoren+184751

Benzo[a]piren+44199

Krizen+Benzoantracen+1911224

Dibenzo[a,j]antracen+1144

Rodgman and Perfetti, 2006

Veina koncentracija data u tab.2.9. potie od 1 cigarete. Mora se uzeti u obzir da se koncentracije poveavaju u zavisnosti od broja puaa i od uslova okolnog vazduha. Od PAH-ova koji su komponente MS-a i SS-a, kancerogenost je potvrena za benzo (a) piren, benzo(a)antracen i benzo(a,h)antracen, dok je kancerogenost mogua za benzo (b) fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(j)fluoranten, dibenzo(a,e)piren, dibenzo(a,h)piren, dibenzo(a,i) piren, dibenzo(a,l) piren, indeno(1,2,3-c,d) piren i 5-metilkrizen. 2.5.1.3.3. PAH-ovi u duhanskom dimu

Mehanizmi formiranja PAH-ova u procesu sagorijevanja cigarete, ukljuuju razgradnju sloenih molekula, formiranja jednostavnijih molekula ili slobodnih radikala i njihovu rekombinaciju u formu razliitih PAH-ova, ili aromatizaciju kompleksnih molekula, kao to je fitosterol, do formi razliitih struktura PAH-ova. Prema Rodgman (2001) glavni prekursori PAH-ova izvjesno su fitosteroli, terpeni, amino kiseline, nikotin, lipidi, celuloza i jo neke komponente. Postoji teorija da su prekursori nastanka PAH-ova u duhanskom dimu ugljovodonini radikali sa manjim brojem C atoma (slika 2.7.).

Slika 2.7. Mehanizam nastanka benzopirena tokom pirolize

Kao prilog ovoj tvrdnji je i teorija da su prekursori PAH-ova u duhanskom dimu jednostavniji, zasieni ugljovodonici, koji su glavni sastojci voskova duhanskog lista (alkani). Kao mogui prekursori PAH-ova, javljaju se i diterpeni iz duvana i tosolanesol i neofitadien. Terpeni su ugljovodonici koji ulaze u sastav etarskih ulja, balzama i smola. Neki od terpena su izolovani iz hloroplasta. Oni se lako mogu oksidovati do hidroperoksida, to je dalji put za formiranje ovih jedinjenja tokom sagorijevanja. (Hoffmann et al., 1997) Kao prekursor diterpena javlja se solanesol, za kojeg se takoer smatra da je prekursor karbonilnih jedinjenja, fenola i vjerovatno PAH-ova.Koliina PAH-ova u duhanskom dimu cigareta zavisi od uslova pirolize, tokom koje se sintetiu i to prije svega od visine temperatura u zoni gorenja. Prema Badger et al.,(1964). formiranje policiklinih aromatinih ugljikovodonika odvija se na visokim temperaturama, iznad 800oC. PAH-ovi se uglavnom nalaze u estinoj fazi, i to kako u glavnoj, tako i u sporednoj struji dima. Kako navodi Eacher (1990) njihova zastupljenost je ipak vea u sporednoj struji dima. Koncentracija benzo(b)fluorantena, u glavnoj struji dima cigareta bez filtera, kree se od 0,0012 (g/cig. do 0,048 (g/cig. Koliina benzo(k)fluorantena u glavnoj struji dima filter cigareta je 0,0018 (g/cig., dok je njegova kolina u dimu cigareta bez filtera 0,025 (g/cig. (Zaridze et al., 1991) . Benzo(j)fluoranten kree se u granicama od 0,005 (g/cig. do 0,040 (g/cig.(Wynder and Hoffmann, 1979).Jedan od najznaajnijih predstavnika PAH-ova, benzo(a)piren (BaP) identifikovan je u duhanskom dimu. Podaci ukazuju da koncentracija BaP-a u duhanskom dimu, moe se koristiti kao zbirni indikator za koncentraciju svih PAH-ova prisutnih u duhanskom dimu. (Hoffman and Hoffmann, 1997). Koliina BaP po cigareti kree se od 18-50 ng, dok koliina ukupnih PAH-ova moe biti vie od 248 ng. (Zedeck, 1980). Prema literaturnim izvorima, sadraj BaP-a u dimu Kentaki referentne cigarete (10,8 mg tara) prikazan je u tab. 2.10.

Tab. 2.10. Sadraj BaP-a u cigaretnom dimu 1R4F cigarete

Benzo(a)piren

(ng/cig.)Gmeiner

(1997)Risner

(1988)Dumont

(1993)Risner

(1991)Tomkins

(1985)

7,99,28,56,46,6

Kolika e koliina PAH-ova biti zastupljena u dimu cigareta, ovisi o vie faktora. Wynder and Hoffmann (1965) ustanovili su poveanje BaP-a sa 4,0 (g / 100 cigareta po jednom povlaenju u minuti, na 6,6 (g / 100 cigareta sa dva povlaenja u minuti, do 8,8 (g / 100 cigareta sa tri povlaenja u minuti. U zavisnosti od tipa duhana u mjeavini za cigarete, Grimmer (1961) je izolovao iz glavne struje duhanskog dima, slijedee koliine BaP-a: za 4 tipa virdinijskog duhana 2,8-3,7 (g, za 4 tipa orijentalnog duhana 2,3-3,0 (g, za 3 tipa duhana tipa berlej 1,6-2,2 (g.

Vlaga duhana ima veliki uticaj na koncentraciju PAH-ova u duhanskom dimu cigareta. Ako je sadraj vlage duhana 3,1 %, u glavnoj struji dima od 100 cigareta nalazi se 2,8 (g benzopirena. Pri ekstremno visokom sadraju vlage (21,75 %) u glavnu struju dima oslobaa se 6,8 (g BAP-a / 100 cigareta. Objanjenje je u injenici da sa veim sadrajem vlage duhan sagorijeva sporije. (Muramatsu, 1981).

Znatan uticaj na koncentracije BaP-a u duhanskom dimu, imaju karakteristike repromaterijala cigarete. Koliine BaP-a naene u dimu 100 cigareta bez filtera i 100 filter cigareta izraenih od cigaret papira male permeabilnosti, iznosile su 4,1 i 3,3 (g, a u sluaju korienja cigaret papira visoke permeabilnosti 3,5 i 2,7 (g. (Muller et al., 1964). Cigaret papir uestvuje sa oko 5% u teini cigarete i nema prekursore za PAH-ove. Bently and Burgan (1960) su analizirali dim cigareta, koje su bile napravljene od cigaretnog papira pod standardnim uslovima i ustanovili da dim od 100g standardnog cigaret papira sadri svega 2 (g BaP-a. Pri tome je visok sadraj ovih komponenti naen u sporednoj struji dima. Meutim, moe doi do hemijskih promjena cigaret papira, koje rezultiraju formiranjem vodonik-peroksida (H2O2), to moe voditi nastanku PAH-ova pri sagorijevanju.

Kaiserman and Ricket (1992) prouavali sa sadraj BaP-a u 35 marki kanadskih cigareta. Prosjean sadraj BaP-a kretao se od 3,36 ng do 28,39 ng/cig., u zavisnosti od deklarisane vrijednosti sadraja tara. Ustanovili su visok koeficijent korelacije (r = 0,89) izmeu sadraja BaP i sadraja tara u dimu ovih analiziranih cigareta.Poslednjih godina su intenzivirana istraivanja o sadraju PAH-ova u duhanskom dimu. Tokom 2001-2002.godine u 14 komercijalnih brendova cigareta, na tritu Italije, mjereni su PAH-ovi u glavnoj i sporednoj struji dima. Detektovani su i analizirani fluoranten, piren, benzo[a]antracen, krizen, benzo[a]piren, benzo[b]fluoranten, benzo[k]fluoranten. Izmjeren nivo ukupnih PAH-ova u glavnoj struji dima je 3 puta vei u odnosu na nivo kancerogenih PAH-ova (118-374 ng / cig za ukupni PAH i 23,5-100ng/cig za kancerogeni PAH). Ukupna koliina PAH-ova u glavnoj struji je u korelaciji sa koliinom TAR-a (stepen korelacije r=0,65; stepen znaajnosti P