medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2020-99-6-638-644medlit-38Research ArticleМЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS OF INVESTIGATIONSГигиеническая оценка химического состава загрязнителей, образующихся при различных способах потребления никотинсодержащей продукцииHygienic assessment of chemical composition of pollutants generated in various ways of consumption nicotine-containing producthttps://orcid.org/0000-0003-2481-1724ЗарицкаяЕкатерина ВикторовнаZaritskayaEkaterina V.

Рук. отдела лабораторных исследований ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора, 191036 Санкт-Петербург, аспирант кафедры профилактической медицины и охраны здоровья ФГБОУ ВОСЗГМУ им. И.И. Мечникова Минздрава России.

e-mail: zev-79@mail.ru

Head of laboratory studies department, North-West Public Health Research Center, 191036 Saint-Petersburg, postgraduate student, Department of preventive medicine and health protection, I.I. Mechnikov North-Western State Medical University, St.-Petersburg, 195067,Russian Federation.

e-mail: zev-79@mail.ru

zev-79@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0937-2540ЯкубоваИ. Ш.YakubovaI. Sh.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1032-5653МихееваА. Ю.MikheevaA. Yu.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8319-4303АликбаеваЛ. А.AlikbaevaL. A.noemail@neicon.ruФедеральное бюджетное учреждение науки «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаNorth-West Public Health Research CenterГосударственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Северо-западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииI.I. Mechnikov North-Western State Medical UniversityФедеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева»D.I. Mendeleev Institute of metrology202009092020996638644Copyright © Зарицкая Е.В., Якубова И.Ш., Михеева А.Ю., Аликбаева Л.А., 20202020Зарицкая Е.В., Якубова И.Ш., Михеева А.Ю., Аликбаева Л.А.Zaritskaya E.V., Yakubova I.S., Mikheeva A.Y., Alikbaeva L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/38Введение

Введение. Отсутствие исследований, доказывающих либо опровергающих риск здоровью пассивных курильщиков от новых видов никотинсодержащей продукции, не позволило ввести ограничительные меры и приравнять её к табачным изделиям ещё в 2013 г.

Целью данного исследования явилось изучение загрязнителей воздуха закрытых помещений продуктами потребления никотинсодержащей продукции, содержащихся в воздухе в сверхмалых концентрациях, определение которых возможно с использованием высокотехнологичных аналитических методов, таких как масс-спектрометрия.

Материал и методы

Материал и методы. Отбор проб воздуха «неизвестного состава» осуществлялся в ходе модельных испытаний. Испытаниям была подвергнута продукция 3 видов: табачные сигареты, электронная система доставки никотина (ЭСДН), электрическая система нагревания табака «IQOS» с табачными стиками (ЭСНТ). В пробах воздуха «неизвестного состава» определялись летучие органические соединения, среднелетучие органические соединения, полициклические ароматические углеводороды (16 приоритетных ПАУ) и неорганические элементы (Si, Pb, Cu, Cr, Ni). Отбор проб осуществлялся в разные дни, трёхкратно, для каждого вида продукции и контроля, всего было отобрано 12 проб воздуха для исследований в рамках «пробы неизвестного состава». Исследование проб «неизвестного состава» проводилось на базе аккредитованного химико-аналитического центра «Арбитраж» ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» (аттестат аккредитации РОСС RU.0001.510650).

Результаты

Результаты. Всего было определено 115 веществ, из них выделены вещества, значимые концентрации которых, вероятнее всего, связаны с потреблением табака или никотина по сравнению с контролем и зависят от вида никотинсодержащей продукции. В воздухе помещения, который был загрязнён продуктами потребления табачных сигарет, было обнаружено статистически значимое (р ≤ 0,05) превышение концентраций по 27 веществам по сравнению с контрольными исследованиями, при потреблении ЭСДН установлено превышение (р ≤ 0,05) по 2 веществам: аценафтилен и бенз(а)пирен, а при потреблении ЭСНТ установлено превышение концентрации только по одному веществу - аценафтилену - по сравнению с контролем.

Заключение

Заключение. Полученные данные сравнительного анализа пробы воздуха неизвестного состава свидетельствуют о том, что при курении сигарет по сравнению с употреблением ЭСДН и ЭСНТ выделяется значительно больший перечень вредных веществ в статистически значимо превышающих концентрациях, в том числе определяющих риск здоровью для окружающих.

Introduction

Introduction. Lack of studies proving or denying passive smoker health risks caused by electronic cigarettes prevented from introducing restrictive measures and considering them to be tobacco products as early as in 2013. Indoor air pollution by consumed nicotine-containing products in extra-low concentrations which could be detected using high-tech lab mass-spectrometry techniques was the object of study.

Material and methods

Material and methods. “Unknown composition” air sampling was carried out in the process of simulation tests. Three types of tobacco products were used in the tests: tobacco cigarettes, electronic nicotine-delivery system (ENDS), battery-powered heat-not-burn tobacco cigarettes (IQOS) with tobacco sticks. “Unknown composition” air samples were analyzed for volatile organic compounds, medium volatile organic compounds, polycyclic aromatic hydrocarbons (total and separately 16 priority PAHs, inorganic elements (Si, Pb, Cu, Cr, Ni). Sampling was carried out three times a day on separate days for each type of product and control, a total of 12 “unknown composition” air samples being collected. The study of “unknown composition” air samples was carried out at the accredited chemical-analytical center “Arbitrazh” of the D.I. Mendeleev Institute of Metrology (accreditation certificate РОСС RU.0001.510650).

Results

Results. A total number of 115 chemicals were determined, and among them, substances significant concentrations of which are most likely related to tobacco or nicotine consumption, as compared to control, and depend on the type of nicotine-containing product, were identified. Statistically significant concentration excess (р≤ 0.05), as compared to control, was seen for 27 chemicals in indoor air polluted by-products of consumed tobacco cigarettes; when using electronic nicotine-delivery system (ENDS) the excess (р≤ 0.05) was shown for 2 chemicals, i.e.: acenaphthylene and benz(a)perene, and when using heat-not-burn tobacco products (IQOS) the excess of studied chemical concentrations in comparison with control was not reported.

Conclusion

Conclusion. Findings of comparative analysis of “unknown composition” air sampling give evidence that a much larger number of harmful chemicals at significantly exceeded concentrations (р≤ 0.05), including those causing human health risks, is released when smoking cigarettes, as compared to using ENDS or IQOS.

воздухзакрытые помещениязагрязнителисигаретыэлектронные системы доставки никотинаэлектронные системы нагревания табакапробы неизвестного составалетучие органические соединениясреднелетучие органические соединенияполициклические ароматические углеводородынеоргани-ческие элементыметод хромато-масс-спектрометрииairenclosed roomspollutantscigaretteselectronic nicotine-delivery systemsheat-not-burn tobacco cigarettes“unknown composition” samplesvolatile organic chemicalsmedium-volatile organic substancespolycyclic aromatic hydrocarbonsnon-organic elementschromatography-mass-spectrometry techniqueReferencesWHO report on the global tobacco epidemic. Monitoring tobacco use and prevention policies. Geneva: World Health Organization; 2017. Accessible at: http://www.who.int/fctc/mediacentre/press-release/wntd-2017/en/WHO report on the global tobacco epidemic. Monitoring tobacco use and prevention policies. Geneva: World Health Organization; 2017. Accessible at: http://www.who.int/fctc/mediacentre/press-release/wntd-2017/en/Левшин В.Ф., Слепченко Н.И. Индивидуальные и групповые различия курительного поведения. Врач. 2014; 7: 83–6.Levshin V.F., Slepchenko N.I. Individual and group differences of smoking behavior. Vrach [Doctor]. 2014; 7: 83–6. (in Russian)Баланова Ю.А., Шальнова С.А., Деев А.Д., Капустина А.В., Константинов В.В., Бойцов С.А. Распространённость курения в России. Что изменилось за 20 лет? Профилактическая медицина. 2015; 6: 47–52.Balanova U.A., Shalnova S.A., Deev A.D., Kapustina A.V., Konstantinov V.V., Boycov S.A. Prevalence of smoking in Russia. What has changed for 20 years? Profilacticheskaya meditsina [Preventive medicine]. 2015; 6: 47–52. (in Russian)Суховская О.А., Карелин А.Г., Козырев О.В., Лаврова О.В., Кольпинская Н.Д., Смирнова М.Ф. и соавт. Табакокурение в Санкт-Петербурге. Профилактическая и клиническая медицина. 2011; 1 (2): 149–55.Sukhovskaya O.A., Karelin A.G., Kozyrev O.V., Lavrova О.V., Коlpinskay N.D., Smirnova M.F. et al. Tobacco smoking in St. Petersburg. Profilacticheskaya i clinicheskaya meditsina [Preventive and clinical medicine]. 2011; 1 (2): 149–55. (in Russian)Завельская А.Я., Сырцова Л.Е., Левшин В.Ф. Пассивная экспозиция к табачному дыму из окружающей среды и риск развития рака шейки матки. Наркология. 2015; 11 (167): 52–6.Zawelskay A.J. Passive exposure to tobacco smoke from the environment and the risk of developing cervical cancer./ A.Y. Zawelskay, L.E. Syrtsova, V.F. Levshin. Narkologiya [Narcology]. 2015; 11 (167): 52–6. (in Russian)Титова О.Н., Куликов В.Д., Суховская О.А. Пассивное курение и болезни органов дыхания. Медицинский альянс. 2016; 3: 73–7.Titova O.N., Kulikov V.D., Sukhovskaya O.A. Passive smoking and respiratory diseases. Meditsinskiy al’yans. 2016; 3: 73–7. (in Russian)Зубаирова Л.Д., Зубаиров Д.М. Курение как фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний. Казанский медицинский журнал. 2006; 87; (5): 369–73.Zubairova L.D., Zubairov D.M. Smoking as a risk factor for cardiovascular disease. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal [Kazan medical journal]. 2006; 87 (5): 369–73. (in Russian)Краснова Ю.Н. Влияние табачного дыма на органы дыхания. Сибирский медицинский журнал. 2015; (6): 11–5.Krasnova Ju.N. The effect of tobacco smoke on the respiratory system. Sibirskiy meditsinskiy zhurnal. 2015; (6): 11–5. (in Russian)Похазникова М.А., Кузнецова О.Ю., Лебедев А.К. Распространённость пассивного курения и других факторов риска хронической обструктивной болезни лёгких в Санкт-Петербурге. Российский семейный врач. 2015; (4): 21–8.Pohaznikova M.A., Kuznecova O.Yu., Lebedev A.K. The prevalence of secondhand smoke and other risk factors for chronic obstructive pulmonary disease in St. Petersburg. Rossiyskiy semeynyy vrach. 2015; (4): 21–8. (in Russian)Аладкина Т.А., Артамонова А.Р., Лидохова О.В., Радченко М.С. Изменения пульса, сатурации и мукоцилиарного клиренса у курильщиков сигарет и вейперов. В кн.: Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации: сборник статей XXIII Международной научно-практической конференции: в 3 ч. 2019: 162–5.Aladkina T.A., Artamonova A.R., Lidokhova O.V., Radchenko M.S. Changes of heart rate, saturation and mucociliary clearance in smokers of cigarettes and vapers. In: [Fundamental’nyye i prikladnyye nauchnyye issledovaniya: aktual’nyye voprosy, dostizheniya i innovatsii: sbornik statey XXIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii: v 3 ch.]. 2019: 162–5. (in Russian)Клюшникова Е.А., Третьяков Ю.Ю. Вейпинг как деструктивный процесс и явление. В кн.: Трезвость – курс России. Материалы XVI Международной научно-практической конференции Общественного движения «Союз утверждения и сохранения Трезвости "Трезвый Урал"». 2018: 225–31.Klyushnikova Ye.A., Tret’yakov Yu.Yu. Vaping as a destructive process and phenomenon. In: Sobriety is the course of Russia. Proceedings of the XVI International Scientific and Practical Conference of the Social Movement “The Sober Approval and Preservation Sobriety” Sober Ural” [Trezvost’ – kurs Rossii. Materialy XVI Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii Obshchestvennogo dvizheniya “Soyuz utverzhdeniya i sokhraneniya Trezvosti “Trezvyy Ural”]. 2018: 225–31. (in Russian)Шпак Е.И., Галкин А.Н., Удальцова Е.В., Герасимова Т.В. Влияние курения классических, электронных сигарет и кальянов на организм человека, в том числе на полость рта. В кн.: Актуальные проблемы медицинской науки и образования. Сборник статей VI Международной научной конференции. 2017: 188–92.Shpak E.I., Galkin A.N., Udal’cova E.V., Gerasimova T.V. The effect of smoking classic, electronic cigarettes and hookahs on the human body, including the oral cavity. In: Actual problems of medical science and education. Proceedings of the VI International Scientific Conference [Aktual’nyye problemy meditsinskoy nauki i obrazovaniya. Sbornik statey VI Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii]. 2017: 188–92. (in Russian)Валова А.В., Гарипова Р.Н., Попова О.Ю., Цапок П.И. Изучение влияния основных компонентов электронных сигарет на организм человека. В кн.: Актуальные проблемы потребительского рынка товаров и услуг. Материалы IV международной заочной научно-практической конференции, посвящённой 30-летию Кировского ГМУ. 2017: 31–4.Valova A.V., Garipova R.N., Popova O.Yu., Capok P.I. Studying the influence of the main components of electronic cigarettes on the human body. Actual problems of the consumer market of goods and services. In: Actual problems of the consumer market of goods and services. Materials of the IV international correspondence scientific-practical conference dedicated to the 30th anniversary of the Kirov State Medical University [Aktual’nyye problemy potrebitel’skogo rynka tovarov i uslug. Materialy IV mezhdunarodnoy zaochnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 30-letiyu Kirovskogo GMU]. 2017: 31–4. (in Russian)Салагай О.О., Сахарова Г.М., Антонов Н.С. Электронные системы доставки никотина и нагревания табака (электронные сигареты): обзор литературы. Наркология. 2019; 9: 77–100.Salagaj O.O., Saharova G.M., Antonov N.S. Electronic nicotine delivery and tobacco heating systems (electronic cigarettes): literature review. Narkologiya [Narcology]. 2019; 9: 77–100. (in Russian)Маркова О.Л., Кирьянова М.Н., Иванова Е.В., Зарицкая Е.В. Пути минимизации негативного влияния компонентов табачного аэрозоля при пассивном курении. Гигиена и санитария. 2019; 98 (6): 682–7.Markova O.L., Kir’yanova M.N., Ivanova E.V., Zarickaya E.V. Ways to minimize the negative impact of components of tobacco aerosol during second-hand smoke. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation, Russian journal]. 2019; 98 (6): 682–7. (in Russian)Smith M.R., Clark B., Ljudicke F., Schaller J.P., Vanscheeushhijck P. et al. Evaluation of the Tobacco Heating System 2.2. Part 1: Description of the system and the scientific assessment program. Regul Toxicol Pharmacol. 2016; 81 (Suppl 2): S17–S26. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2016.07.006 Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27450400Smith M.R., Clark B., Ljudicke F., Schaller J.P., Vanscheeushhijck P. et al. Evaluation of the Tobacco Heating System 2.2. Part 1: Description of the system and the scientific assessment program. Regul Toxicol Pharmacol. 2016; 81 (Suppl 2): S17–S26. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2016.07.006 Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27450400Mitova M.I., Kampelos P.B., Gujon-Ginlinger K.G., Mader S., Mott’e N., Ruzhe Je.G. et al. Comparison of the impact of the Tobacco Heating System 2.2 and a cigarette on indoor air quality. Regul Toxicol Pharmacol. 2016; 80: 91–101. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2016.06.00518Mitova M.I., Kampelos P.B., Gujon-Ginlinger K.G., Mader S., Mott’e N., Ruzhe Je.G. et al. Comparison of the impact of the Tobacco Heating System 2.2 and a cigarette on indoor air quality. Regul Toxicol Pharmacol. 2016; 80: 91–101. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2016.06.005.Маркова О.Л., Иванова Е.В., Зарицкая Е.В. Поиск решений по минимизации риска здоровью при пассивном курении. В кн.: «Труды XIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием». 2018; 13 (2): 882–91.Markova O.L., Ivanova E.V., Zarickaja E.V. Finding solutions to minimize the risk of health in second-hand smoke. In: Proceedings of the XIII All-Russian Scientific and Practical Conference with international participation [Trudy XIII Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem]. 2018; 13 (2): 882–91. (in Russian)Mottier N., Tharin M. et al. Validation of selected analytical method using accuracy profiles to assess the impact of Tobacco Heating System on indoor air quality. Talanta. 2016; 158: 165–78. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.05.022Mottier N., Tharin M. et al. Validation of selected analytical method using accuracy profiles to assess the impact of Tobacco Heating System on indoor air quality. Talanta. 2016; 158: 165–78. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.05.022Байдильдинова Г.К., Муханова С.К., Сергазы Ш.Д., Михаловский С.В., Гуляев А.Е., Нургожин Т.С. Оценка вероятности снижения рисков, связанных с курением обычных сигарет, при переходе на использование технологии THS2.2 (IQOS). Медицина (Алматы). 2019; 4: 49–59.Baydil’dinova G.K., Mukhanova S.K., Sergazy SH.D., Mikhalovskiy S.V., Gulyayev A.Ye., Nurgozhin T.S. Estimating a probability of reducing risks associated with smoking conventional cigarettes using the ths2.2 (IQOS) technology. Meditsina (Almaty). 2019; 4: 49–59. (in Russian)Li H., Luo J., Jiang H., Zhang H., Zhu F., Hu Sh. et al. Chemical Analysis and Simulated Pyrolysis of Tobacco Heating System 2.2 Compared to Conventional Cigarettes. Publisher: Oxford University Press (OUP). Nicotine Tob Res. 2019; 21 (1): 111–8. https://doi.org/10.1093/ntr/nty005Li H., Luo J., Jiang H., Zhang H., Zhu F., Hu Sh. et al. Chemical Analysis and Simulated Pyrolysis of Tobacco Heating System 2.2 Compared to Conventional Cigarettes. Publisher: Oxford University Press (OUP). Nicotine Tob Res. 2019; 21 (1): 111–8. https://doi.org/10.1093/ntr/nty005Mallock N., Bjoss L., Burk R., Danziger M., Shhelsch T., Hahn H. et al. Levels of selected analytes in the emissions of “heat not burn” tobacco products that are relevant to assess human health risks. Arch Toxicol. 2018; 92: 2145–9.Mallock N., Bjoss L., Burk R., Danziger M., Shhelsch T., Hahn H. et al. Levels of selected analytes in the emissions of “heat not burn” tobacco products that are relevant to assess human health risks. Arch Toxicol. 2018; 92: 2145–9.Protano C., Manigrasso M., Avino P., Vitali M. Second-hand smoke generated by combustion and electronic smoking devices used in real scenarios: Ultrafine particle pollution and age-related dose assessment. Environ Int. 2017; 107: 190–5.Protano C., Manigrasso M., Avino P., Vitali M. Second-hand smoke generated by combustion and electronic smoking devices used in real scenarios: Ultrafine particle pollution and age-related dose assessment. Environ Int. 2017; 107: 190–5.Моисеев И.В., Подкопаев Д.О., Савин В.М., Лёзный В.В., Приходько Р.П., Симдянова Т.П. и соавт. Сравнительные исследования компонентного состава сигарет и стиков «Parliament» для системы нагревания табака iQOS. 2017; 2 (83): 50–61.Moiseev I.V., Podkopaev D.O., Savin V.M., Lyozny V.V., Prikhodko R.P., Simdyanova T.P. et al. Comparative compositional analysis of parliament cigarettes and sticks for the iqos tobacco heating system. Tobacco-Review. 2017; 2 (83): 50–61. (in Russian)Бродач М.М., Бросема Б., Наумов А.Л., Tobacco-Review. Першин А.Н. Зоны для курения. Проектирование систем вентиляции. М.: АВОК-пресс; 2013. 144 с.Brodach M.M., Brosema B, Naumov A.L., Pershin A.N. Smoking areas. Design of ventilation systems [Zony dlya kureniya. Proyektirovaniye sistem ventilyatsii]. Moscow: AVOK-press, 2013; 144. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.