Published December 1, 2018
| Version v1
Publication
Environmental inhalants from tobacco burning: Tar and particulate emissions
- 1. Egerton University
- 2. University of KwaZulu-Natal
Description
Cigarette smoking is credited for decreasing the world population annually by about 1%. This paper therefore explores the carcinogenic and mutagenic residue (tar), and particulate matter from the thermal degradation of tobacco cigarettes coded, SPM and ES1, at a residence time of 2.0 s at 1 atm. This study was carried out in the temperature range 200–600 °C with nitrogen as the pyrolysis gas. Field emission gun scanning electron microscope was used to image the nature of particulate emissions from tobacco smoke. It was shown that tobacco smoke particulates are ultrafine; ∼22 and 28 nm for SPM and ES1 cigarettes respectively. Particle deposition fraction in the human lung and pulmonary lobes was simulated using the Multipath Particle Deposition (MPPD) model. The ultrafine particulates if inhaled are grave precursors for various respiratory health ailments. Maximum tar yield was produced at ∼400 °C. Thus, designing cigarettes that may be smoked at temperatures lower than 400 °C may be beneficial to the tobacco smoking community. From MPPD model runs, it was found that the pulmonary tissue retained the highest fraction (0.448) of particles of 22 nm geometric diameter in comparison to 0.418 fraction of the slightly larger particles of 28 nm geometric diameter from ES1 cigarette. This implies that the respiratory system has a poor clearance of particles of smaller geometric diameter. Thus, extremely ultrafine particulates are of grave concern to cigarette smokers.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يرجع الفضل إلى تدخين السجائر في خفض عدد سكان العالم سنويًا بنحو 1 ٪. لذلك تستكشف هذه الورقة البقايا المسببة للسرطان والطفرات (TAR)، والجسيمات من التحلل الحراري لسجائر التبغ المشفرة، SPM و ES1، في وقت إقامة يبلغ 2.0 ثانية عند 1 ضغط جوي. أجريت هذه الدراسة في نطاق درجة الحرارة 200–600 درجة مئوية مع النيتروجين كغاز التحلل الحراري. تم استخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني لتصوير طبيعة انبعاثات الجسيمات من دخان التبغ. وقد تبين أن جسيمات دخان التبغ متناهية الصغر ؛ 22 و 28 نانومتر للسجائر SPM و ES1 على التوالي. تمت محاكاة جزء ترسيب الجسيمات في الرئة البشرية والفصوص الرئوية باستخدام نموذج ترسيب الجسيمات متعددة المسارات (MPPD). الجسيمات متناهية الصغر إذا تم استنشاقها هي سلائف خطيرة لمختلف أمراض صحة الجهاز التنفسي. تم إنتاج أقصى إنتاجية للقطران عند 400 درجة مئوية. وبالتالي، فإن تصميم السجائر التي يمكن تدخينها في درجات حرارة أقل من 400 درجة مئوية قد يكون مفيدًا لمجتمع تدخين التبغ. من نماذج MPPD، وجد أن الأنسجة الرئوية احتفظت بأعلى جزء (0.448) من الجسيمات ذات القطر الهندسي 22 نانومتر مقارنة بـ 0.418 جزء من الجسيمات الأكبر قليلاً ذات القطر الهندسي 28 نانومتر من سيجارة ES1. وهذا يعني أن الجهاز التنفسي لديه خلوص ضعيف للجسيمات ذات القطر الهندسي الأصغر. وبالتالي، فإن الجسيمات متناهية الصغر تشكل مصدر قلق بالغ لمدخني السجائر.Translated Description (French)
Le tabagisme est crédité d'une diminution annuelle de la population mondiale d'environ 1 %. Cet article explore donc le résidu cancérigène et mutagène (goudron), et la matière particulaire provenant de la dégradation thermique des cigarettes de tabac codées, SPM et ES1, à un temps de résidence de 2,0 s à 1 atm. Cette étude a été réalisée dans la plage de température 200–600 °C avec de l'azote comme gaz de pyrolyse. Le microscope électronique à balayage au pistolet à émission de champ a été utilisé pour imager la nature des émissions de particules provenant de la fumée de tabac. Il a été montré que les particules de fumée de tabac sont ultrafines ; ∼22 et 28 nm pour les cigarettes SPM et ES1 respectivement. La fraction de dépôt de particules dans les lobes pulmonaires et pulmonaires humains a été simulée à l'aide du modèle de dépôt de particules à trajets multiples (MPPD). Les particules ultrafines en cas d'inhalation sont de graves précurseurs de diverses affections respiratoires. Le rendement maximal en goudron a été produit à environ400 °C. Ainsi, la conception de cigarettes pouvant être fumées à des températures inférieures à 400 °C peut être bénéfique pour la communauté des fumeurs de tabac. À partir des essais du modèle MPPD, il a été constaté que le tissu pulmonaire conservait la fraction la plus élevée (0,448) de particules de diamètre géométrique de 22 nm par rapport à la fraction de 0,418 des particules légèrement plus grandes de diamètre géométrique de 28 nm de la cigarette ES1. Cela implique que le système respiratoire a une mauvaise clairance des particules de plus petit diamètre géométrique. Ainsi, les particules extrêmement ultrafines sont très préoccupantes pour les fumeurs de cigarettes.Translated Description (Spanish)
El tabaquismo se atribuye a la disminución de la población mundial anualmente en aproximadamente un 1%. Por lo tanto, este documento explora el residuo carcinogénico y mutagénico (alquitrán), y la materia particulada de la degradación térmica de los cigarrillos de tabaco codificados, SPM y ES1, en un tiempo de residencia de 2.0 s a 1 atm. Este estudio se llevó a cabo en el rango de temperatura de 200–600 °C con nitrógeno como gas de pirólisis. Se utilizó un microscopio electrónico de barrido de pistola de emisión de campo para obtener imágenes de la naturaleza de las emisiones de partículas del humo del tabaco. Se demostró que las partículas de humo de tabaco son ultrafinas; ~22 y 28 nm para los cigarrillos SPM y ES1, respectivamente. La fracción de deposición de partículas en el pulmón humano y los lóbulos pulmonares se simuló utilizando el modelo de deposición de partículas multitrayecto (MPPD). Las partículas ultrafinas, si se inhalan, son precursores graves de diversas enfermedades respiratorias. El rendimiento máximo de alquitrán se produjo a ~400 °C. Por lo tanto, diseñar cigarrillos que se puedan fumar a temperaturas inferiores a 400 °C puede ser beneficioso para la comunidad de fumadores de tabaco. A partir de las corridas del modelo MPPD, se encontró que el tejido pulmonar retuvo la fracción más alta (0.448) de partículas de 22 nm de diámetro geométrico en comparación con la fracción 0.418 de las partículas ligeramente más grandes de 28 nm de diámetro geométrico del cigarrillo ES1. Esto implica que el sistema respiratorio tiene un pobre aclaramiento de partículas de menor diámetro geométrico. Por lo tanto, las partículas extremadamente ultrafinas son motivo de grave preocupación para los fumadores de cigarrillos.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مواد الاستنشاق البيئية الناتجة عن حرق التبغ: انبعاثات القطران والجسيمات
- Translated title (French)
- Inhalants environnementaux provenant de la combustion du tabac : émissions de goudron et de particules
- Translated title (Spanish)
- Inhalantes ambientales de la quema de tabaco: emisiones de alquitrán y partículas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2904424614
- DOI
- 10.1016/j.sciaf.2018.e00004
References
- https://openalex.org/W1549055057
- https://openalex.org/W1978704280
- https://openalex.org/W1986333129
- https://openalex.org/W1986842123
- https://openalex.org/W1988205480
- https://openalex.org/W1992278577
- https://openalex.org/W2000939742
- https://openalex.org/W2011857126
- https://openalex.org/W2022014262
- https://openalex.org/W2024133872
- https://openalex.org/W2031605875
- https://openalex.org/W2060322900
- https://openalex.org/W2065568110
- https://openalex.org/W2069390726
- https://openalex.org/W2076306150
- https://openalex.org/W2081057580
- https://openalex.org/W2096485117
- https://openalex.org/W2104041174
- https://openalex.org/W2145652665
- https://openalex.org/W2149006857
- https://openalex.org/W2170637707
- https://openalex.org/W2198000406
- https://openalex.org/W2326780633
- https://openalex.org/W2767709240
- https://openalex.org/W2790508370