Toxikologische Aspekte des Tabakrauchs

Inhalt:
1. Qualitative Übersicht über die Inhaltsstoffe des Tabakrauchs
2. Quantität verschiedener Inhaltsstoffe des Tabakrauchs
3. Quantität einiger Schäden durch Tabakrauch
4. Sonstige quantitative und qualitative Angaben
5. Quellen
6. Weshalb Tabak radioaktiv ist
7. Auch Acetaldehyd macht süchtig


Toxikologische Aspekte des Tabakrauchs
Ausarbeitung: Thomas Maus, August 1992

1. Qualitative Übersicht über die Inhaltsstoffe des Tabakrauchs
Die nachfolgenden Aufzählungen sind sehr unvollständig. Ebenso ist die Einteilung in Kategorien teilweise veraltet, da meine Quellen schon älter sind. Es ist damit zu rechnen, dass weitere Stoffe inzwischen als erwiesen kanzerogen gelten. Irgendwelche Erweiterungen (bitte mit Quellenangaben) per email (maus@ira.uka.de) an mich!
Die mir zur Zeit bekannten Inhaltsstoffe des Tabakrauchs nach folgenden Kategorien (die Numerierung der Klassen kommt von mir, die Bezeichnungen der Kategorien aus der MAK - Liste):
K1 kanzerogen (erwiesen krebserzeugende Stoffe):

3,4 - Benzpyren Dibenzanthrazen Benzofluranthren Dibenzpyren Benzanthrazen Chrysen Dioxine Indenopyren Benzphenanthren Methylbenzopyren Methylchrysen 7H - Dibenzcarbazol N - Nitrosamine N - Nitrosodimethylamin Dimethylnitrosamin Betanaphthylamide Dibenzacridin [Initiator] s - Methylcholanthren [Promotor] Furfural [Promotor] Hydrochinon [Promotor] Phenol [Promotor] Kresol [Promotor] Benzol Vinylchlorid Hydrazin Benzo(a)pyren Teer Arsenverbindungen Nickelkomplexe Zinkoxid Polonium - 210

K2 kanzerogen - verdächtig (Stoffe mit begründetem Verdacht):

Acrolein Formaldehyd Anilin N - Nitrosonornikotin N - Nitrosopyrrolidin N - Dimethylamin N - Dimethylnitrosamin N - Diethylnitrosamin N - Ethyl - N - methylnitrosamin Cadmiumverbindungen Blei

K3 giftig:

Acetonitril Pyridin Nikotin Kohlenmonoxid Blausäure Toluol Styrol Ethylbenzol m,p - Xylol o - Xylol Naphthalin

K4 reizend:

Acrolein [auch K2] Ammoniak (NH3) Formaldehyd [auch K2] Stickoxide (NOx)

K5 sonstige:

Kohlendioxid Stäube

K? (mir unbekannte Wirkung):

N - Nitrosoanatabin 4 - (N - Methyl - N - nitrosoamino) - 1 - (3 - pyridil) - 1 - butanon Chinolin

Für die Klasse K2 wird das "Vorsorgeprinzip" angewandt. Dies bedeutet, dass diese Stoffe als Kanzerogene zu behandeln sind und damit unter die selben Regeln fallen wie diejenigen aus Klasse K1.
Qualitativ gesehen, stellt die obige Mischung einen extrem wirkungsvollen Angriff auf den Organismus dar. Die diversen Gifte beschäftigen oder lähmen diverse Entgiftungsmechanismen. Die Reizstoffe setzen die Selbstreinigung der Lunge weitestgehend außer Kraft und erlauben den anderen Schadstoffen tiefes Eindringen und langes Verweilen in der Lunge. Die enorme kanzerogene Potenz des Tabakrauchs erklärt sich aus dem Synergismus zwischen den Tumorinitiatoren (verursachen Noxen, also anfängliche Schädigungen) und den - promotoren (verhindern die Reparatur und fördern die Tumorentwicklung).

2. Quantität verschiedener Inhaltsstoffe des Tabakrauchs
Die nachfolgenden Tabellen erfassen bei weitem nicht alle Inhaltsstoffe. Auch die Richtwerte sind schon älter, also wahrscheinlich inzwischen verschärft worden. Irgendwelche Erweiterungen (bitte mit Quellenangaben) per email (maus@ira.uka.de) an mich!
Zur Lesweise der Tabellen:
Die erste Spalte enthält die Inhaltsstoffe, so wie sie in der Literatur angegeben werden.
In der zweiten Spalte steht der Schadstoffgehalt im Nebenstromrauch pro Zigarette. Als Nebenstromrauch wird der von der Zigarettenglut ausgehende Rauch bezeichnet, als Hauptstromrauch der vom Raucher eingesogene und teilweise wieder exhalierte Rauch.
Es folgt das Verhältnis der Schadstoffmengen zwischen Nebenstromrauch und Hauptstromrauch, betitelt "N/H".
In der letzten Spalte finden sich Richtwerte für die Schadstoffkonzentrationen. Oberhalb dieser Konzentration muss nach vorherrschender Meinung von einer Gefährdung der Gesundheit ausgegangen werden. Das Kürzel MIK steht für die Maximale - Immissions - Konzentration, MAK/20 bezeichnet den zwanzigsten Teil der Maximalen - Arbeitsplatz - Konzentration der "Technischen Regeln für Gefahrstoffe". Dieser MAK/20 - Wert ist nach [U5, p.24] als Richtwert für alle Schadstoffe, die nicht zwingend mit einem Arbeitsprozess verbunden sind, anzusetzen, soweit keine anderen Richtwerte bestehen. Als Einheiten wurden die allgemein verwendeten SI - Einheiten mit den üblichen Vorsätzen verwendet: 1 mg=0,001 g; 1 ng=10^ - 9 g; 1 pg=10^ - 12 g.
2.1 Krebserregende Stoffe
Die folgenden Tabellen enthalten Stoffe der Kategorien K1 und K2.
Die erste Tabelle führt solche Stoffe auf, die natürlich vorkommen und für die Richtwerte existieren.

Inhaltsstoff	mg/Zigarette	N/H	Richtwert [mg/m³ ]	Formaldehyd	~ 1,53	~ 51	MAK/20 = 0,03
Acrolein	~ 0,93	~ 12	MAK/20 = 0,0125
Anilin	0,01	29,7	MAK/20 = 0,4

Die folgende Tabelle enthält diejenigen Kanzerogene, für die es keine unbedenkliche Konzentration gibt. Sie sollen daher in der Atemluft nicht vorkommen und ihre unkontrollierte Freisetzung vermieden werden.

Inhaltsstoff	ng/Zigarette	N/H	Unbedenklichkeitsgrenze
Benzo(a)pyren	25 - 121	2,1 - 3,5	keine
Hydrazin	96	3	keine
Benz(a)anthrazen	81 - 612	n.a.	keine
N - Nitrosopyrrolidin	2,8 - 700	n.a	keine
N - Nitrosodimethylamin	140 - 1040	11,5 - 100	keine
N - Nitrosonornikotin	150 - 6100	0,5 - 7,1	keine
N - Dimethylnitrosamin	143000 - 1040000	n.a.	keine
N - Diethylnitrosamin	8200 - 75000	2,2 - 78,8	keine
N - Ethyl - N - methylnitrosamin	5000 - 75000	n.a.	keine
Cadmium	430 - 720	3,6 - 7,2	keine
Nickel	620 - 1030	12,9 - 31	keine
Zink	100 - 400	0,2 - 6,7	keine

2.2 Giftige Stoffe
Die folgende Tabelle enthält Stoffe der Kategorien K3, K4, K5.

Inhaltsstoff	ng/Zigarette	N/H	Richtwert [mg/m³ ]
Nikotin	3,87 - 4,31	2,5 - 3,3	MAK/20 = 0,0025
Trockenkondensat	~ 52	~ 1,7	n.a.
Kohlenmonoxid	46 - 61	2,5 - 4,7	MAK/20 = 1,65
Kohlendioxid	448 - 759	8,1 - 11,3	MAK/20 = 450
Stickstoffoxide (NOx)	2 - 3	4 - 10	MIK = 0,1
Ammoniak	5,14 - 8,6	44 - 170	MAK/20 = 1,75
Acetonitril	0,58 - 1,28	3,4 - 5,3	MAK/20 = 3,5
Pyridin	0,34	10	MAK/20 = 0,75
Toluol	~ 0,95	2,1	MAK/20 = 19

2.3 Nicht von mir klassifiziert
Stoffe der Kategorie K? folgen in dieser Tabelle. Sie werden in Kontexten erwähnt, die Kanzerogenität nahelegen. Um aber keine Fehler zu Ungunsten des Tabakrauchs zu begehen, bleiben sie unklassifiziert.

Inhaltsstoff	ng/Zigarette	N/H	Richtwert
Chinolin	18000	10,8	n.a.
N - Nitrosoanatabin	150 - 1500	0,3 - 0,9	n.a.
4 - (N - Methyl - N - nitrosoamino) - - 1 - (3 - pyridil) - 1 - butanon	200 - 700	1,2 - 3,7	n.a.

3. Quantität einiger Schäden durch Tabakrauch
"Auch wenn es sehr schwer ist, die Gesamtzahl der Opfer zu schätzen, welche die Zahl der vom Lungenkrebs betroffenen bei weitem übersteigt, so kann heute kein Zweifel mehr daran bestehen, dass unfreiwillig eingeatmeter Tabakrauch weitaus mehr Todesopfer fordert, als alle Umweltschadstoffe zusammengenommen, die den menschlichen Organismus über die Lunge erreichen. Dem Raucher wie dem Nichtraucher fällt es schwer, einzusehen, dass Tabakrauch unvergleichlich gefährlicher ist als Luftverschmutzung in den Industrierevieren. Die kanzerogenen und kokanzerogenen flüchtigen gesundheitsschädlichen Stoffe sind für den passiv inhalierten Tabakrauch charakteristisch und verleihen der Luft in Restaurants, Büros usw. ihre toxische Wirkung." [M8,p.1058]
Ein Passivraucher hat mit der Erhöhung seines Krebsrisikos um 50% zu rechnen. Pro Jahr sterben von 100 000 Personen 60 - 500 an den Folgen des Passivrauchens. [Nach U3, p.57]
Auf eine Anfrage von Abgeordneten antwortete die Bundesregierung Mitte der Siebziger, dass pro Jahr 140000 Raucher vorzeitig an den Folgen ihrer Sucht sterben und weitere 70000 arbeitsunfähig werden.
Innerhalb der letzten zehn Jahre hat sich der Lungenkrebs bei Frauen (und nur bei Frauen!) verdoppelt und an Häufigkeit den Brustkrebs überholt. Auch Blasen - und Unterleibskrebs der Frauen nehmen zu. Eine Zunahme der Totgeburten um 100% in der jüngsten Zeit wird durch Rauchen während der Schwangerschaft bewirkt. Raucherinnen erleiden zwei - bis dreifach häufiger eine Fehlgeburt.


4. Sonstige quantitative und qualitative Angaben
Für in Inneräumen gerauchten Zigaretten geht die gesamte Emission entweder in die Innenraumluft oder verteilt sich auf Inventar, Wände, Personen. Bei weitem die meisten Zigaretten werden in Innenräumen geraucht.
Von besonderer Gefährlichkeit sind die aufgeführten Nitrosamine (größer etwa als die der Dioxine).
Noch eine Faustregel von einem Chemiker des Chemischen Untersuchungsamtes Trier über den Verbleib des Hauptstromrauches:
Etwa die Hälfte verbleibt im Raucher (wird absorbiert), die andere Hälfte wird wieder ausgeatmet. In der Kippe einer Filterzigarette finden sich etwa die gleichen Schadstoffmengen, wie im Hauptstromrauch. Hiermit ist noch nichts über die Inhalte der Zigarettenasche gesagt.
Eine Simulation (mittels eines Klimaraumes) eines Büros mit 30 m³ Luftvolumen und einer Luftaustauschrate von 15 m³ /Stunde ergab bei 10 gerauchten Zigaretten über 8 Stunden Werte, wie sie in Restaurants und Büros (also leicht verrauchten Räumen!) tatsächlich zu messen sind.
Dazu zwei kleine Tabellen:
SchadstoffErholungsgebietIndustrierevierRestaurants, Büros mit Rauch Staub [mg/m³ ]0,028 - 0,0760,142 - 0,1860,10 - 0,6 SO2 [mg/m³ ]0,003 - 0,0250,134 - 0,1840,02 - 0,2 NOx [mg/m³ ]0,004 - 0,01 0,043 - 0,0550,10 - 0,5 (MIK = 0,1) CO [mg/m³ ]0,020 - 1 1 - 5 1 - 12 (MIK = 10)
Für die Stickoxide wird die Maximale - Immissions - Konzentration von 0,1 mg/m³ deutlich überschritten, für Kohlenmonoxid zumindest erreicht.
KanzerogenErholungsgebietIndustrierevierRestaurants, Büros mit Rauch Benzoyren [ng/m³ ]0,4 - 210 - 90 1 - 20 Dimethylnitrosamin [ng/m³ ]n.a. 10 - 100 Formaldehyd [ng/m³ ]n.a. n.a. 500000 Akrolein [ng/m³ ]n.a. n.a. 20000 - 100000
Viele der Kanzerogene liegen also in der Atemluft in der Regel unter der Meßgrenze! Die Nachweisgrenze für polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (die meisten der oben erwähnten Kanzerogene) liegt etwa in der Größenordnung 0,01 - 0,02 pg/m³, also 10^ - 14 g/m³ .


5. Quellen:
U1: The Lancet, Vol. 336, p865 - 866, 1990. U2: Technische Regeln für Gefahrenstoffe Stand 87, herausgegeben von der "Kommision zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe der Deutschen Forschungsgemeinschaft". U3: Luftverunreinigungen in Innenräumen, Januar 1990
Der Minister für Arbeit, Gesundheit und Soziales des Landes Nordrhein - Westfalen. U4: Umweltpolitik: "Auswirkungen der Luftverunreinigungen auf die menschliche Gesundheit"
Bericht des Bundesministers für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit für die Umweltministerkonferenz, 8.Mai 1987 U5: Umweltbrief: Der Rat von Sachverständigen für Umweltfragen
"Luftverunreinigungen in Innenräumen"
Kurzfassung des Sondergutachtens, 26. Juni 1987.
Herausgeber: Der Bundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit M3: Deutsche Forschungsgemeinschaft: Passivrauchen am Arbeitsplatz
Senatskommision zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe
Herausgegeben von Prof. D.Henschler M8: Deutsche Medizinische Wochenschrift 112 (1987), p.1054ff
Tabakrauch: der für den Menschen gefährlichste Schadstoff in der Luft unserer Umwelt
Prof. Dr. Dr. med. h.c. Herbert Remmer
Direktor des Instituts für Toxologie der Universität Tübingen
Anmerkung: Die Quellen U4 und U5 erhält man auf Anfrage beim Bundesgesundheitsministerium oder der Bundeszentrale für politische Bildung zugesandt.




Zusätzliche Artikel
6. Weshalb Tabak radioaktiv ist
(von Prof. Dr. Matthias Risch)
Bei der Vielzahl der im Tabakrauch vorhandenen Schadstoffe wird häufig eine Klasse übersehen: die radioaktiven Substanzen. Bereits im Jahre 1965 fand C.R. Hill am Britischen Krebsforschungsinstitut, dass Zigarettentabak das radioaktive Isotop Polonium 210 in einer Aktivität von 210 bis 1360 Picocurie pro Kilogramm Tabak enthält. Beim Abrauchen von Zigaretten haben Hill und seine Kollegen Radford und Hunt gemessen, dass etwa 10 Prozent des Poloniums in den Hauptstromrauch geht, 30 Prozent in den Seitenstromrauch, 40 Prozent in den Stummel, 20 Prozent in die Asche und praktisch nichts in den Filter. Polonium - 210 ist ein Alpha - Strahler. Das Polonium wird vom Körper aufgenommen und zurückgehalten, sodass in Raucherlungen die gegenüber Nichtrauchern drei - bis vierfache Poloniumkonszentration gefunden wird.
Auch Passivraucher sind gefährdet, weil die meiste Radioaktivität in den Nebenstromrauch (30%) und in die Asche (20%) geht. 1966 haben Forscher eine Polonium - Aktivität von 2,4 bis 6 Picocurie Polonium pro Zigarette, je nach Marke und Herkunft, gemessen sowie eine durchschnittliche Alpha - Aktivität in den Bronchien von Rauchern von 8 Picocurie pro Quadratmeter Bronchienoberfläche, entsprechend einer Strahlenbelastung der Lunge von 40 bis 150 Millirem pro Jahr.
Im Jahr 1985 fanden die finnischen Forscher Mussalo - Rauhamaa und Jaakkola in Zigaretten zusätzlich zu der radioaktiven Belastung mit Polonium auch Plutonium.
Warum gelangen so viel mehr Polonium und Plutonium in die Tabakpflanze als in jede andere Kulturpflanze? Man weiß heute, dass das beim Zerfall von Uran entstandene Edelgas Radon in der Luft weiter zerfällt in Blei 214 / Polonium 214 / Polonium 210. Letzteres lagert sich an Partikel in der Luft von etwa 0,3 Mikrometer Durchmesser an. Das bei Bombenversuchen in den sechziger Jahren und bei Satellitenabstürzen der siebziger Jahre in der Atmosphäre freigesetzte Plutonium hängt sich ebenso an Staubteilchen der Luft. Die Tabakpflanze besitzt Trichome (Blatthaare) mit einem Durchmesser und einer Struktur, die beide radioaktiven Isotope besonders gut aus der Luft herausfiltern.
Quelle: Faltblatt "Fakten und Argumente für ein Nichtraucherschutz - Gesetz" der Nichtraucher - Initiative Deutschland


7. Süchtig macht auch das Acetaldehyd im Zigarettenrauch
Forscher des Zigarettenkonzerns Philip Morris haben bereits vor elf Jahren eine Substanz im Zigarettenrauch entdeckt, die ebenso süchtig macht wie Nikotin. Dieses Acetaldehyd soll beim Verbrennen von Zucker und anderen Bestandteilen des Tabakblattes entstehen. Nikotin und Acetaldehyd zusammen seien ein doppelt so starker Suchterreger wie Nikotin allein.
Diese Entdeckung aus den 80er Jahren präsentierten Victor J. DeNoble und Paul Mele jetzt bei einer Anhörung im amerikanischen Kongress. DeNoble und Mele mussten den Tabakkonzern verlassen, nachdem ihr Laboratorium 1983 abrupt aufgelöst worden war. In einem Interview mit der Fernsehstation CBS brachte DeNoble die Schließung des Labors mit den Forschungsergebnissen in Zusammenhang. Die Forschung wurde "unbequem" für das Unternehmen.
Quelle: Schwäbische Zeitung v. 2.5.94, zitiert im "Nichtraucher - Info Nr. 17 - I/95" der Nichtraucher - Initiative Deutschland

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