Вейп – искусно скрытая угроза

Министерство образования и науки Республики Бурятия Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Онохойская средняя общеобразовательная школа №2»

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

на тему:

«Вейп – искусно скрытая угроза».

Исполнитель:

Мясникова Арина

учащаяся 11 класса                     __________________ «___»________________2023г

Научный руководитель:

Кунгурова Ирина Анатольевна

учитель биологии и химии        __________________ «___»________________2023г

Место выполнения работы: Республика Бурятия, Заиграевский район, п. Онохой

2023 г

Содержание:

Введение.........................................................................................................................................2

1. Теоретический обзор.................................................................................................................3

1.1 Принцип строения и работы электронной сигареты............................................................3

1.2 Химический состав дыма, который вдыхают курильщики электронных сигарет и его влияние на организм человека......................................................................................................4

1.3 Химический состав курительной жидкости для вейпа и электронных сигарет................5

2. Экспериментальная часть.......................................................................................................

Опыт №1. Определение реакции среды раствора без никотиновой жидкости для вейпа…8

Опыт №2. Определение наличия фенола...................................................................................8

Опыт №3 Обнаружение непредельных соединений (бензальдегид).......................................8

Опыт №4. Взаимодействие с гидроксидом меди (ll) при нагревании. Качественная

 реакция на альдегидную группу (формальдегид, акролеин)................................................8-9

- Опыт № 5. Обнаружение никотиновой кислоты.....................................................................9

- Опыт №6 Обнаружение многоатомных спиртов (пропиленгликоля и глицерина).............9

- Опыт №7. Биологический практикум. Действие жидкости для вейпа на семена растений.......................................................................................................................................10

- Опыт №8. Определение действия без никотиновой жидкости для вейпа на животный белок.............................................................................................................................................10

Опыт №9. Определение влияния курения вейпа и сигарет на пульс и давление человека........................................................................................................................................11

Заключение и выводы..................................................................................................................11

Список используемых источников.............................................................................................12

Приложения…………………………………………………………………………...…….13-20

Введение.

Актуальность:

Курение – серьёзная проблема, которая в наше время становится всё более актуальной. В курение вовлечены практически все слои населения и, что наиболее опасно женщины и подростки. Эта привычка становится всё более притягательна, поэтому количество курящих людей с каждым годом только увеличивается. А курение электронных сигарет, или вейпов, породило целую вейп-культуру. В крупных городах даже открываются вейп-кафе, проходят вейп-фестивали, соревнования, а фанаты даже стоят в очередях, желая приобрести девайс с эксклюзивным дизайном. Помимо электронных сигарет и мини-кальянов, в продаже есть жидкости для заправки вейпов с различными ароматическими добавками. Их множество: вишня, мята, яблоко, лимон, кофе и даже клубника со сливками. Вейперы считают своё увлечение абсолютно безопасным для здоровья, так как при курении не выделяются смолы. Однако в различных источниках все чаще появляются материалы, подтверждающие разрушительное влияние на организм человека электронных сигарет.

Сейчас молодёжь всё больше и больше подсаживается на вейпы считая, что от них вреда меньше чем от обычных сигарет, но правда ли это? В связи с этим, мне захотелось подробно разобраться в этой проблеме и практически подтвердить негативное влияние паров вейпа на организм человека.

Цель работы:

Изучение качественного состава жидкости для вейпа и влияние на живые организмы. Задачи:

1.Изучить влияние паров жидкостей для вейпа разной концентрации на проращивание семян и на животный белок.

2.Определить действительный состав жидкости для вейпа с помощью качественных реакций.

3.Провести сравнительный анализ литературных данных, используя результаты исследования медиков,  о действия компонентов смеси вейпов на организм человека.

Гипотеза: Если подростки ознакомятся с результатами опытов, по исследованию влияния компонентов вейпов  и  их  негативном  воздействии на органы и ткани, то  они  реально  оценят  опасность их  употребления.

Объект исследования: жидкости для вейпа с разным содержанием никотина

Предмет исследования: влияние жидкостей для вейпа на живые организмы.

Методы исследования:

 Химический эксперимент, анализ литературных источников.

Практическая значимость работы:

Разъяснения работы для учащихся и проведение бесед в классах.

1. Теоретическая часть

1.1 Принцип строения и работы электронной сигареты.

Основные части электронной сигареты

Устройство электронной сигареты, на первый взгляд, может показаться очень сложным. Но, на самом деле, независимо от цены на изделия и разновидности моделей, все вейпы имеют одинаковые составные части:

1. Атомайзер (испаритель) представляет собой не что иное, как парогенератор. Состоит он из спирали, внутри или снаружи которой находится фитиль из ваты или кремнезёма. Принцип работы атомайзера заключается в следующем: фитиль смачивается жидкостью для курения (парения), которая после нагревания спирали начинает превращаться в пар. Спираль раскаляется за счёт проходящего через неё тока, источником которого является аккумулятор.
2. Аккумулятор является главной частью любой электронной сигареты. Основная задача аккумулятора – это обеспечение электроэнергией нагревательного элемента, который превращает курительную жидкость в пар. Аккумуляторы могут вставляться в батарейные блоки (мехмоды и боксмоды). Также АКБ различаются по ёмкости: она может достигать 6000 мАч, но чаще всего пользователи приобретают АКБ с ёмкостью от 600 до 1000 мАч. Данного заряда хватает, если сравнивать с обычными сигаретами, на несколько пачек. Заряжается вейп, в большинстве случаев, через USB порт компьютера или с помощью специального зарядного устройства.

3. Картридж представляет собой герметичную ёмкость с жидкостью для парения и с синтепоном внутри. Одна заправка картриджа в среднем эквивалентна 10-20 обычным сигаретам.

Принцип работы вейпа

Принцип действия гаджета достаточно прост. Когда вейпер, обхватив губами мундштук, начинает тянуть воздух, воздушный поток, проходя через отверстия в корпусе, попадает на датчик с мембраной. Последняя начинает отклоняться, и в это время датчик подает сигнал на микросхему, что пора включать питание. Электрический ток начинает поступать от аккумулятора на спираль, в которой происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Проще говоря – когда атомайзер работает, нагревательный элемент раскаляется. Поскольку в катушке или вокруг нее находится фитиль, пропитанный жижей, то она, под воздействием высокой температуры, начинает испаряться, образуя пар, который и вдыхает парильщик. Чем дольше человек делает вдох, тем больше образуется пара. После того, как вейпер прекращает делать вдох,мембрана возвращается в первоначальное положение, снова срабатывает датчик, и подача питания на спираль прекращается.

1.2.Химический состав дыма, который вдыхают курильщики электронных сигарет и его влияние на организм человека.

Несмотря на то, что электронное курение считают практически безвредным, учёные не спешат с такими оптимистичными выводами. Напротив, они говорят, что  вдыхание такого пара приводит к опасному поражению лёгких, иначе известному как «попкорновая болезнь». А происходит это из-за того, что в 75% ароматизаторов для курения содержится диацетил, придающий жидкости запах кондитерских изделий, конфет и фруктов. В целом диацетил можно употреблять в пищу, но при вдыхании на протяжении долгого времени оно становится крайне опасным, вызывая воспаления, образование рубцов и сужение бронхиол (крошечных дыхательных путей в легких) в результате человек не получает достаточного количества кислорода.

В электронных сигаретах используются картриджи, которые выдают необходимую дозу никотина. Эту дозу курильщики получают, вдыхая пар без смол и других канцерогенных веществ. Учёные из Национальной лаборатории имени Лоренса в Беркли проанализировали состав пара электронных сигарет и пришли к выводу, что «букет» веществ, который вдыхают курильщики-вейперы содержит токсины и канцерогены. В жидкости, используемой для заправок электронных сигарет, при нагревании происходит процесс разложения пропиленгликоля и глицерина, содержащихся в составе жидкости для заправки устройства, это приводит к образованию акролеина и формальдегида, которые весьма токсичны. Акролеин, например, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, вызывает слезотечение, а формальдегид оказывает разрушающее воздействие на центральную нервную систему человека.

1.3 Химический состав курительной жидкости для вейпа и электронных сигарет.

 В состав жидкости для электронных сигарет, как правило, входит всего 4 компонента:

1. Пропиленгликоль - бесцветная немного вязкая жидкость, имеет сладковатый привкус и слабый еле заметный запах, хорошо растворяется в воде. Один из основных компонентов, который присутствует почти в любом составе жидкости для вейпов. Также используется при производстве лекарственных средств (в том числе, для введения внутрь) как основа или обеззараживающий компонент. Не токсичен, в большинстве стран относится к разрешенным пищевым добавкам (E1520). Является отличным обеззараживающим средством. Кроме всего прочего, используется для обработки табака. Однако добавка всё же может принести вред, так, Е1520 в больших дозах угнетает центральную нервную систему и при избыточном потреблении может привести к повреждению почек. В электронных сигаретах пропилен гликоль исполняет роль связующего звена. Он соединяет между собой компоненты жидкости и обеспечивает хороший транспорт никотин содержательного пара в дыхательные пути и лёгкие.
2.  Глицерин – ещё один основной элемент жидкости для электронных сигарет. Он представляет собой маслянистую бесцветную жидкость, которая растворяется в воде и может способствовать дегидратации (осушению). Используется в основном в кондитерской сфере в качестве добавки E422, которая улучшает консистенцию и предотвращает проседание шоколада, а также увеличивает объем хлебобулочных изделий. Кроме того, при наличии в составе данного вещества хлеб медленнее черствеет, а макароны меньше склеиваются в процессе варки. Также он применяется при изготовлении экстрактов кофе, чая, имбиря и прочих растений и т.д.  В электронах сигаретах глицерин оказывает влияние на качество пара – он становится более густым, насыщенным и преобретает приятный, сладковатый вкус. Вообще, глицерин абсолютно безвреден для организма (как при вдыхании, так и при глотании). Однако наличие в составе жидкости для вейпа глицерина может повлечь за собой некоторые побочные эффекты – такие как сухость в горле и першение в процессе затяжки.
3. Никотин - Токсичный алкалоид пиридинового ряда, содержащийся в растениях семейства паслёновых, преимущественно в листьях и стеблях табака, махорки, в меньших количествах - в томатах, картофеле, баклажанах, зелёном перце. Никотин – сильно действующий нейротоксин и кардиотоксин. Приём никотина внутрь, курение, связывают с сердечно сосудистыми и онкологическими заболеваниями, возникновением врождённых дефектов, отравлениями и т.д. В составе жидкости для электронных сигарет никотин с уверенностью можно признать вредным. Но его присутствие в сигаретах обосновано. Электронные сигареты, также, как и никотиновые пластыри и жевательные резинки, являются средством никотинозаменительной терапии. Человек отказавшийся от табака и перешедший на электронное курение, может постепенно снижать уровень вещества в приобретаемой жидкости, а порой и вовсе перейти на без никотиновых составов вейпа.
4. Ароматизаторы - не являются обязательными в составе жидкости для электронных сигарет, но, вместе с тем, делают процесс парения более приятным с точки зрения, как запаха, так и вкуса. Они бывают натуральные (пищевые) и искусственные. Пищевые ароматизаторы, которые либо имеют природное происхождение, либо содержат химические соединения, присутствующие в натуральных продуктах. Такие ароматизаторы перед запуском в производство проходят тщательную проверку, а при нагревании не образуют токсичных и ядовитых веществ. К искусственным ароматизаторам относят все виды пищевых добавок, которые не могут иметь природных аналогов. Это полностью химические соединения. В целом же все жидкости для электронных сигарет по вкусу и запаху разделяются на 3 основные категории: табачные, фруктовые, кофейные, содержащие множество различных вариаций, а также составы со специфическими вкусами, не относящиеся какой-либо определенной категории (к примеру, жидкость со вкусом курицы-гриль). 

Таким образом, в состав курительной жидкости для электронных сигарет входят такие компоненты как: глицерин, никотин, ароматизаторы и вода. Изучив свойства данных веществ можно предположить, что все компоненты жидкости для курения электронных сигарет кроме воды, могут отрицательно повлиять на здоровье человека.

2. Экспериментальная часть

Опыт №1. Определение реакции среды раствора без никотиновой жидкости для вейпа. /Приложение №1/

Исследовали реакцию среды раствора жидкости для вейпа, нагревая ее и внося в выделяющиеся испарения смоченную в воде универсальную индикаторную бумагу. Она окрасилась в интенсивные сине- зеленые цвета, что свидетельствует о щелочной реакции выделяемых веществ. Этим опытом доказано, что испарения жидкости для вейпа содержат щелочные соединения (такие как аммиак).

Опыт №2. Определение наличия фенола /Приложение №2/

Фенол дает реакцию с хлоридом железа (III) с образованием сине-фиолетового продукта- фенолята железа.  В пробирку налили 1 мл раствора без никотиновой жидкости для вейпа и добавляли 2-3 капли 5%-ного раствора FeCl3. Изменение окраски не произошло, фенолов не обнаружено.

Опыт №3. Обнаружение непредельных соединений (бензальдегид) /Приложение №3/

В пробирку наливаем 1 мл растворов жидкости для без никотинового вейпа, и добавляем несколько капель 5% раствора перманганата калия. Наблюдаем обесцвечивание раствора и выпадение бурого осадка MnO2 из-за восстановления KMnO4 веществами, содержащимися в жидкости для вейпа:

Опыт №4. Взаимодействие с гидроксидом меди (ll) при нагревании. Качественная реакция на альдегидную группу (формальдегид, акролеин) /Приложение №4/

В пробирку помещаем 4 капли раствора гидроксида натрия, разбавляем 4 каплями воды и добавляем 2 капли раствора сульфата меди (II). К выпавшему осадку гидроксида меди (II), синего цвета, прибавляем 1-2 капли раствора жидкости для вейпа и взбалтываем содержимое пробирки. Нагреваем над пламенем горелки до кипения только верхнюю часть раствора так, чтобы нижняя часть оставалась для контроля холодной. В нагретой части пробирки выделяется желтый осадок гидроксида меди (I) (СuОН), переходящий в красный оксид меди (I) (Сu2О)

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4

2Cu(OH)2 + HCOH = HCOOH + Cu2O + 2H2O

Альдегид и акролеин в без никотиновой жидкости для вейпа присутствуют.

Опыт № 5. Обнаружение никотиновой кислоты /Приложение №5/

В пробирку наливаем 1-2 мл раствора без никотиновой жидкости для вейпа и добавляем 4-5 капель раствора сульфата меди (II). Наблюдаем образование сгустков синего цвета, следовательно, в данном растворе присутствует никотиновая кислота, хотя данная жидкость на этикетке значится как без никотиновая.

Опыт №6 Обнаружение многоатомных спиртов (пропиленгликоля и глицерина) /Приложение №6/

В пробирку помещаем 4-5 капель раствора сульфата меди (II), 2-3 капли раствора гидроксида натрия и перемешиваем - образуется голубой студенистый осадок гидроксида меди (II). В пробирку добавляем 1-2 каплю жидкости для вейпа и взбалтываем содержимое. Осадок растворяется и появляется темно-синее окрашивание вследствие образования комплексных соединений меди.

На основании проведенных экспериментов мы подтвердили что в дыме, который вдыхают курильщики вейпа содержатся токсичные вещества такие как формальдегид, бензальдегид, акролеин и пропиленгликоль.

Опыт №7. Биологический практикум. Действие жидкости для вейпа на семена растений.

/Приложение №7/

В 4 чашки Петри положили семена кресс-салата и гороха для прорастания на салфетки, смоченные растворами жидкости для вейпа разной концентрации.

№1-контрольная проба (вода)

№2- без никотиновая

№3 – средне никотиновая (20 мл)

№4 – высоко никотиновая (50 мл)

Смачивали семена соответствующими жидкостями в течении 10 дней. В контрольной пробе на 2 день проросли семена кресс-салата и на 3 день проросли семена гороха. Ни в одной из чашек, в которые мы добавляли растворы жидкости для вейпа с разным содержанием никотина, не проросли. Данный опыт доказывает губительное влияние компонентов жидкости для вейпа на семена растений.

Опыт №8. Определение действия без никотиновой жидкости для вейпа на животный белок. /Приложение №8/

К белку куриного белка прилили без никотиновой жидкости для вейпа. Смесь интенсивно встряхнули. Произошла денатурация белка, он потерял свои нативные свойства.

Опыт №9. Определение влияния курения сигарет на давление человека. /Приложение №9/

Замерили давление здорового человека в спокойном состоянии, после курения электроных сигарет с различным никотиносодержанием и после курение табачных сигарет. Сравнили полученные данные. Давление повышается, а пульс понижается от вейпа. а от обычной сигареты все показатели повышаются. Это происходит из-за того, что в большинстве жиж для вэйпа содержится никотин, который влияет на сердечнососудистую систему точно также,  как и при курении табака. Он мгновенно повышает артериальное давление, это связан со спазмомами сосудов

Что касается курения табачных сигарет, то одна выкуренная сигарета повышает артериальное давление на 15-20 минут. А значит, хроническое курение способствует развитию артериальной гипертонии.

 Выводы к экспериментальной части

В результате работы в смеси для заправки электронных сигарет обнаружены и определены с помощью качественных химических реакций, не только вещества, заявленные производителем, но и другие опасные соединения.

Кроме того следует помнить, что  термическое разложение пропиленгликоля и глицерина, содержащихся в составе жидкости для заправки сигареты, приводит к высвобождению токсичных веществ — акролеина и формальдегида. Акролеин раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, вызывает слезотечение, имеет мутагенные свойства. Формальдегид еще  оказывает воздействие на центральную нервную систему.

3.Заключение и выводы

В нашей работе была исследована проблема - вреден ли вейп?

Никотин способствует сужению кровеносных сосудов, что ведет за собой большие риски инфаркта, инсульта, заболеваний почек, печени и т. п.

Глицерин способствует активной гидратации тканей человека.

Пропиленгликоль может привести к развитию тяжелейшей астмы,  сенной лихорадке,  экземе и  аллергии.

Формальдегид обладает токсичными и канцерогенными свойствами. 

Диацетил  является причиной   развития облитерирующего бронхиолита.

Акролеин и формальдегид образуются при  термическом разложении пропиленгликоля и глицерина. Акролеин раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, вызывает слезотечение, имеет мутагенные свойства.

Отвечая,  на  поставленный вопрос, вреден ли вейп, даем ответ – да, вреден.               После завершения проектной работы, я решила раздать подросткам нашей школы памятки с целью помочь им разобраться в пагубном влиянии вэйпинга и воспитать желание сохранить и укрепить своё здоровье, а также чтобы расширить кругозор учащихся. /Приложение10/

4. Список литературы:

1.  Psychopharmacology: «Электронные сигареты: потребление никотина и индивидуальное воздействие при регулярном использовании», 2013 год.

2.  http://www.vrednye.ru/elektronnye-sigarety/vred-elektronnyx-sigaret.html

3. https://rg.ru/2016/07/29/uchenye-dokazali-opasnost-elektronnyh-sigaret.html

4.http://www.inmoment.ru/beauty/health-body/power-drinks.html

5.http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%ED%E5%F0%E3%E5%F2%E8%F7%E5%F1%EA%E8%E9_%ED%E0%EF%E8%F2%EE%EA

6. http://5uglov.ru/beauty_health/beauty_health_articlez/438/

7. http://livescience.ru/article_63/

8. http://www.libo.ru/libo959.html

9. http://ufa-filter.ru/a50830-pravda-energeticheskih-napitkah.html

10. http://www.calorizator.ru/addon/e1xx/e150c

/Приложение №1/

Опыт №9. Определение влияния курения сигарет на давление человека.