Jednorazowe e-papierosy, które dominują na rynku i cieszą się szczególną popularnością wśród młodzieży, mogą stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia. Przełomowe badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis ujawniło alarmujące poziomy toksycznych metali w aerozolach najpopularniejszych marek jednorazowych e-papierosów, w tym ELF Bar, Flum Pebble i Esco Bar.
Wyniki są szczególnie niepokojące: niektóre urządzenia emitują 4-13 razy więcej ołowiu niż paczka tradycyjnych papierosów, a poziomy narażenia na toksyczne metale znacznie przekraczają bezpieczne limity dla zdrowia człowieka.
Skala problemu: popularność wśród młodzieży
Jednorazowe e-papierosy (dPOD - disposable POD) to obecnie najnowocześniejsza forma elektronicznych systemów dostarczania nikotyny i najbardziej popularne e-papierosy na rynku, szczególnie wśród nastolatków. Według Narodowego Badania Używania Tytoniu przez Młodzież (NYTS) prowadzonego przez CDC:
- ELF Bar był najpopularniejszym e-papierosem wśród młodzieży w USA w 2023 i 2024 roku
- Esco Bar zajął drugie miejsce w 2023 roku i szóste w 2024 roku
- Niemal wszystkie jednorazowe e-papierosy nie są autoryzowane do sprzedaży w USA
Mimo działań FDA przeciwko producentom, produkty te nadal dominują na rynku, co czyni wyniki tego badania szczególnie istotne dla zdrowia publicznego.
Metodologia badania: kompleksowa analiza
Naukowcy z UC Davis zastosowali zaawansowane metody analityczne, aby przeprowadzić najbardziej kompleksowe jak dotąd badanie składu metalowego jednorazowych e-papierosów:
Badane urządzenia
- ELF Bar BC5000 (9 sztuk)
- Flum Pebble 6000 (6 sztuk)
- Esco Bar 2500 (6 sztuk)
Każda marka została przetestowana w wersji aromatyzowanej i "Clear" (lekko aromatyzowanej).
Innowacyjne podejście analityczne
Badacze wykorzystali trzy komplementarne techniki spektrometrii mas:
- LA-ICP-MS – do analizy składu elementarnego metalowych komponentów urządzeń
- Q-ICP-MS – do pomiaru całkowitych stężeń metali w e-liquidach i aerozolach
- LC-ICP-MS – do określenia stanów utlenienia chromu i antymonu
To pierwsze badanie, które określiło stany utlenienia metali w aerozolach e-papierosów i uwzględniło te dane w ocenie ryzyka zdrowotnego.
Szokujące odkrycia: skład metalowy komponentów
Analiza wewnętrznych komponentów urządzeń ujawniła znaczące różnice między markami, które tłumaczą obserwowane emisje metali.
Grzałki i ich stopy
Wszystkie badane urządzenia zawierały grzałki wykonane głównie ze stopów zawierających chrom (Cr), nikiel (Ni) i żelazo (Fe) w różnych proporcjach:
ELF Bar:
- Wersje aromatyzowane: skład podobny do Nichrome (42% Cr, 54-57% Ni, ≤2% Fe)
- Wersja Clear: skład podobny do Kanthal (24% Cr, 0,1% Ni, 75% Fe)
Flum Pebble:
- Wszystkie wersje: grzałki siatkowe ze stali nierdzewnej (53% Fe, 24% Cr, 10% Ni, 7% Mo)
Esco Bar:
- Wszystkie wersje: skład podobny do Kanthal (75-83% Fe, 16-24% Cr, 0,5% Al)
Alarmujące odkrycie: ołowiowy brąz w Esco Bar
Najbardziej niepokojącym odkryciem było użycie stopów ołowiowego brązu w niektórych komponentach Esco Bar:
- Osłony cewek: 44% miedź, 39% ołów, 9% cynk, 7% nikiel
- Złącza baterii: 58% miedź, 19% ołów, 14% cynk, 5% nikiel
Materiały zawierające 20-40% ołowiu w kontakcie z korozyjnym e-liquidem stanowią poważne źródło zanieczyszczenia i potencjalnego zagrożenia zdrowotnego.
Emisje metali: rosnące zagrożenie z czasem użytkowania
Badanie wykazało, że koncentracje metali w aerozolach zwiększają się wraz z użytkowaniem urządzenia, co jest związane z degradacją metalowych komponentów podczas cyklów grzania.
Metale z grzałek: chrom i nikiel
Dla urządzeń testowanych przez pełen cykl życia (1300-1500 zaciągnięć):
ELF Bar Flavored:
- Chrom: wzrost z 4 do 1960 μg/kg (wzrost o 490 razy)
- Nikiel: wzrost z 37 do 19 000 μg/kg (wzrost o 513 razy)
Flum Pebble Flavored:
- Podobne wzorce zwiększenia koncentracji do 1000 zaciągnięć
- Spadek po 1000 zaciągnięć prawdopodobnie związany z ekstensywną degradacją cewki
Metale z komponentów nieogrzewczych
Esco Bar wykazał szczególnie wysokie poziomy metali już od pierwszych zaciągnięć:
- Ołów: 3850-51 900 μg/kg
- Nikiel: 274-8930 μg/kg
- Miedź: 4450-24 100 μg/kg
- Cynk: 13 100-87 500 μg/kg
Te poziomy były 1-3 rzędy wielkości wyższe niż w urządzeniach ELF Bar i Flum Pebble.
Antymon: nieznane źródło zagrożenia
Antymon (Sb) został wykryty w wysokich koncentracjach w niektórych urządzeniach:
- Flum Pebble: do 2300 μg/kg
- Esco Bar: do 2220 μg/kg
- ELF Bar: generalnie niskie poziomy (≤10 μg/kg)
Źródło antymonu nie zostało zidentyfikowane w żadnym z analizowanych komponentów metalowych, co sugeruje zanieczyszczenie e-liquidów z nieznanych źródeł.
Porównanie z innymi produktami tytoniowymi
Jednorazowe vs. starsze generacje e-papierosów
Badanie wykazało, że jednorazowe e-papierosy emitują znacznie więcej metali niż starsze generacje urządzeń:
- Do 3 rzędów wielkości więcej niż e-papierosy trzeciej generacji (MOD)
- Do 4 rzędów wielkości więcej niż JUUL (czwarta generacja)
- Do 2,2 rzędu wielkości więcej niż inne testowane jednorazowe e-papierosy
Porównanie z tradycyjnymi papierosami
Najbardziej alarmujące są porównania emisji ołowiu:
Esco Bar vs. paczka papierosów:
- Esco Bar Flavored: 4,9 μg ołowiu w pierwszych 200 zaciągnięciach
- Esco Bar Clear: 15,4 μg ołowiu w pierwszych 200 zaciągnięciach
- Paczka papierosów (20 sztuk): 1,2 μg ołowiu
To oznacza, że używanie Esco Bar może być równoważne paleniu 4-13 paczek papierosów dziennie pod względem narażenia na ołów.
Stany utlenienia: kluczowe dla oceny toksyczności
Po raz pierwszy w badaniach e-papierosów naukowcy określili stany utlenienia kluczowych metali:
Chrom: wyłącznie nieszkodliwa forma
- 100% chromu w aerozolach występowało jako Cr(III) (nietoksyczny)
- Brak Cr(VI) (rakotwórczego)
- Poprzednie oceny ryzyka błędnie zakładały obecność rakotwórczego Cr(VI)
Antymon: mieszanka form toksycznych i nietoksycznych
Flum Pebble Flavored:
- 33,5% Sb(III) (rakotwórczy)
- 66,5% Sb(V) (nietoksyczny)
Flum Pebble Clear:
- 5,2% Sb(III) (rakotwórczy)
- 94,8% Sb(V) (nietoksyczny)
Obecność rakotwórczego Sb(III) w znaczących ilościach stanowi dodatkowe zagrożenie zdrowotne.
Ocena ryzyka zdrowotnego: przekroczenie bezpiecznych limitów
Badacze przeprowadzili kompleksową ocenę ryzyka nowotworowego i nienowotworowego dla użytkowników przyjmując 100 zaciągnięć dziennie jako średnie użycie.
Ryzyko nowotworowe
Nikiel – przekroczenie limitu ryzyka nowotworowego (1 na 100 000):
- ELF Bar Flavored: przekroczenie limitu
- ELF Bar Clear: przekroczenie limitu
- Esco Bar Flavored: przekroczenie limitu
Antymon Sb(III) – przekroczenie California NSRL:
- Flum Pebble: 4-krotne przekroczenie bezpiecznego poziomu
Ryzyko nienowotworowe
Nikiel – przekroczenie współczynnika zagrożenia zdrowotnego (HQ = 1):
- Do 9-krotnego przekroczenia bezpiecznych limitów
Ołów – przekroczenie współczynnika zagrożenia zdrowotnego:
- Do 4-krotnego przekroczenia bezpiecznych limitów
- Szczególnie niepokojące dla młodzieży ze względu na neurotoksyczność ołowiu
Mechanizmy uwalniania metali
Źródła metalów w aerozolach
Badanie zidentyfikowało trzy główne źródła metali:
1. Grzałki (uwolnienie Cr i Ni):
- Degradacja podczas cykli grzania
- Zwiększenie stężeń wraz z użytkowaniem
- Liniowy wzrost do ~300 zaciągnięć
2. Komponenty nieogrzewcze (uwolnienie Pb, Cu, Zn):
- Ługowanie z ołowiowego brązu (Esco Bar)
- Wysokie poziomy od pierwszego użycia
- Stałe emisje niezależnie od liczby zaciągnięć
3. Nieznane źródła (Sb):
- Zanieczyszczenie e-liquidów
- Różne poziomy między markami
- Brak korelacji z komponentami metalowymi
Wpływ kwasów organicznych
Sole nikotynowe zawierają kwasy organiczne, które mogą:
- Ułatwiać rozpuszczanie metali przez interakcje ligand-metal
- Zwiększać korozję metalowych komponentów
- Przyspieszyć uwolnienie metali do e-liquidów
Implikacje dla zdrowia publicznego
Szczególne zagrożenie dla młodzieży
Wyniki są szczególnie niepokojące w kontekście popularności tych urządzeń wśród nastolatków:
Neurotoksyczność ołowiu:
- Dzieci są nieproporcjonalnie wrażliwe na neurotoksyczne działanie ołowiu
- Wpływ na rozwój mózgu i funkcje poznawcze
- Brak bezpiecznego poziomu narażenia
Długoterminowe skutki:
- Zwiększone ryzyko chorób sercowo-naczyniowych
- Potencjalne problemy z płodnością
- Zwiększone ryzyko nowotworów układu oddechowego
Porównanie z innymi zagrożeniami
Względem tradycyjnych papierosów:
- Wyższe emisje niektórych metali toksycznych
- Inne spektrum zagrożeń (metale vs. produkty spalania)
- Potencjalnie większe ryzyko dla niektórych grup narażenia
Względem starszych e-papierosów:
- Znacznie wyższe emisje metali
- Brak możliwości kontroli przez użytkownika (wymiana cewek, e-liquidów)
- Akumulacja metali przez cały okres życia urządzenia
Problemy regulacyjne i kontroli jakości
Brak nadzoru produkcyjnego
Badanie ujawniło znaczące niespójności w komponentach wewnętrznych:
- Różne składy stopów między markami
- Używanie niewłaściwych materiałów (ołowiowy brąz)
- Brak standardów bezpieczeństwa materiałów
Wyzwania regulacyjne
Obecny stan:
- Niemal wszystkie jednorazowe e-papierosy nie są autoryzowane przez FDA
- Działania egzekucyjne przeciwko producentom są nieskuteczne
- Produkty nadal dominują na rynku
Potrzebne działania:
- Lepsze egzekwowanie przepisów
- Standardy bezpieczeństwa materiałów
- Obowiązkowe testowanie emisji metali
- Restrykcje dotyczące dostępności dla młodzieży
Ograniczenia badania i przyszłe kierunki
Ograniczenia obecnego badania
Wielkość próby:
- Ograniczona liczba urządzeń każdej marki
- Tylko trzy marki z ~100 dostępnych na rynku
- Potrzeba szerszych badań populacyjnych
Parametry użytkowania:
- Standardowe parametry zaciągania mogą nie odzwierciedlać rzeczywistego użycia
- Brak danych o różnych wzorcach użytkowania
Przyszłe badania
Rozszerzenie zakresu:
- Badanie większej liczby marek i modeli
- Analiza wpływu różnych smaków i kompozycji e-liquidów
- Ocena wpływu warunków przechowywania
Badania toksykologiczne:
- Testy in vitro i in vivo narażenia na metale
- Badanie mechanizmów toksyczności
- Ocena synergicznych efektów różnych metali
Badania kliniczne:
- Biomarkery narażenia u użytkowników
- Długoterminowe obserwacje zdrowotne
- Porównanie z użytkownikami innych produktów tytoniowych
Dla regulatorów
Pilne działania:
- Wzmocnienie egzekwowania przepisów
- Wprowadzenie obowiązkowych testów emisji metali
- Ustanowienie standardów bezpieczeństwa materiałów
Długoterminowe strategie:
- Kompleksowa regulacja składu e-liquidów
- Restrykcje marketingowe chroniące młodzież
- Międzynarodowa współpraca w zakresie standardów
Wnioski: pilna potrzeba działań
Badanie przeprowadzone na UC Davis dostarcza pierwszych kompleksowych dowodów na niebezpieczne poziomy emisji metali toksycznych z popularnych jednorazowych e-papierosów. Kluczowe wnioski:
Skala problemu:
- Emisje metali znacznie przekraczają bezpieczne limity
- Niektóre urządzenia są bardziej niebezpieczne niż tradycyjne papierosy pod względem narażenia na metale
- Szczególne zagrożenie dla młodzieży - głównych użytkowników tych produktów
Potrzeba natychmiastowych działań:
- Wzmocnienie nadzoru regulacyjnego
- Lepsze egzekwowanie istniejących przepisów
- Edukacja społeczna o zagrożeniach
Przyszłość badań:
- Rozszerzenie badań na więcej marek i modeli
- Długoterminowe obserwacje zdrowotne użytkowników
- Rozwój bezpieczniejszych technologii
Dla zdrowia publicznego najważniejsze jest zrozumienie, że jednorazowe e-papierosy nie są bezpieczną alternatywą dla tradycyjnych papierosów, szczególnie w kontekście narażenia na metale toksyczne. Połączenie wysokich emisji metali z popularnością wśród młodzieży tworzy pilny problem zdrowia publicznego wymagający natychmiastowej interwencji regulacyjnej.
Potrzebujemy kompleksowego podejścia łączącego lepsze regulacje, egzekwowanie przepisów, badania naukowe i edukację społeczną, aby chronić zdrowie użytkowników, szczególnie najbardziej narażonych grup populacji.
Źródło: ACS Central Science - Elevated Toxic Element Emissions from Popular Disposable E-Cigarettes: Sources, Life Cycle, and Health Risks
