XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование состава сигарет, электронных сигарет, вейпов и их влияние на здоровье подростков

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Цыкавый Д.В. 1

---

1МАОУ Лицей № 11 им. Ермольевой З.В.

Мацола Т.А. 1Рябцева А.И. 1

---

1МАОУ Лицей № 11 им. Ермольевой З.В.

Работа в формате PDF

154.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Подростки часто подвержены влиянию окружающей среды, хотят стать взрослыми и как следствие под негативным влиянием окружающих начинают курить. Однако мало кто задумывается что-же такое табачный дым или дым от вейпа и как они влияют на организм подростка.

Табачный дым - это сложная смесь более 7000 различных химических соединений, которая образуется в процессе горения табака. Многие из этих веществ являются фармакологически активными, токсичными, мутагенными и канцерогенными (способными вызывать рак).

К основным компонентам и наиболее вредным веществам, содержащимся в табачном дыме, относятся:

Никотин — психоактивное вещество и сильный наркотик, который вызывает физическую зависимость.

Угарный газ (окись углерода) — ядовитый газ, который связывается с гемоглобином крови, препятствуя доставке кислорода к органам и тканям, вызывая кислородное голодание.

Смолы (табачный деготь) — высокодисперсная пыль, которая оседает в легких и содержит десятки ядовитых веществ, включая известные канцерогены, такие как бензопирен.

Тяжелые металлы (например, полоний, свинец, мышьяк, хром, никель).

Другие токсичные вещества, такие как синильная кислота, аммиак, формальдегид, ацетон, ацетальдегид.

Вейп (электронная сигарета) - это электронные устройства, которые создают аэрозоль путем нагрева специальной жидкости, а не сжигания табака, как традиционные сигареты. Они были разработаны как потенциальная альтернатива курению табака, чтобы обеспечить доставку никотина без многих токсичных продуктов горения.

Принцип работы и компоненты

Устройство обычно состоит из аккумулятора, нагревательного элемента (испарителя/атомайзера) и резервуара (картриджа) для жидкости или его заменить – ультразвуковой распылитель. При активации устройства нагревательный элемент превращает жидкость в аэрозоль, который затем вдыхает пользователь.

Картридж содержит жидкость для электронных сигарет в состав которого обычно входят: Химический (синтетический, солевой) никотин; растворители (пропиленгликоль и/или глицерин); формальдегид; ароматизаторы для придания вкуса (ментол, фруктовые, кофейные и т.д.).

Химический никотин – токсичное вещество. В состав которого входит сульфат никотина, который ранее использовался как пестицид для уничтожения вредителей сельского хозяйства и борьбы с болезнями растений.

Помимо химического никотина в состав электронной сигареты обычно входят формальдегид, пропиленгликоль, ацетальдегид и другие канцерогенные вещества, которые провоцируют развитие новообразований.

Следует отметить что пропиленгликоль используется при производстве продуктов бытовой химии.

Ароматизаторы, содержащиеся в аэрозоле электронных сигарет, такие сладкие и мягкие, создают иллюзию у потребителя о полнейшей безвредности этих продуктов. В реальности, это токсичные вещества, не предусмотренные для вдыхания. Попадая в организм в составе аэрозоля, они проникают в легкие и повреждают их на клеточном уровне. Чем вкуснее, тем опаснее: один из самых опасных ароматизаторов – диацерил, используемый для получения сладких ароматов и вкуса попкорна — на самом деле мощный раздражитель, способный вызвать или усиливать воспаление дыхательных путей, облитерирующий бронхиолит — заболевание, которое также называют «попкорновое легкое». Оно необратимо и очень опасно для человека. Впервые это заболевание нашли у сотрудников завода, где производился попкорн. Причиной оказалось все то же химическое вещество диацетил, отвечающее за маслянистый вкус попкорна. В еде оно безвредно, но регулярно вдыхать его крайне опасно. Причем добавляют диацетил не только в сливочные вкусовые добавки электронных сигарет, такие как ваниль, чизкейк, карамель, но и во фруктовые – например, арбуз, гранат и вишню. В аэрозолях с вишневым ароматом обнаружены еще и высокие уровни бензальдегида. Дозы бензальдегида, вдыхаемые при 30 затяжках ароматизированных электронных сигарет, часто превышают дозы, вдыхаемые при курении обычной сигареты. Эти токсичные вещества накапливаются в организме и со временем провоцирует развитие пневмонии, астмы, застойной сердечно-сосудистой недостаточности.

Из нагреваемой спирали в пар, а значит, в организм попадают такие токсичные металлы как хром, никель, свинец, марганец и цинк. Чем мощнее устройство для вейпинга, тем больше концентрация токсичных металлов в аэрозоле. Эти и другие вещества (например, пропиленгликоль) могут раздражать дыхательные пути, провоцируя аллергические реакции. В легких случаях курильщик страдает от чихания, кашля и высыпаний, а в тяжелых — возможны анафилактический шок и даже смерть.

Проблема исследования

Мало кто из подростков задумывается, что табачный дым содержит множество токсичных и канцерогенных веществ, вейпы - создают аэрозоль нагревом жидкости, и выделяют химические вещества, которые пагубно воздействую на организм.

Актуальность исследования

Актуальность моей работы заключается в том, что курение сигарет и использование вейпов подростками представляют собой серьезную проблему современного общества, оказывающую разрушительное воздействие на здоровье и имеющую глубокие социальные корни, и при этом подростки не задумываются о вреде курения.

Цель исследовательской работы

Выявить количество курящих подростков в исследуемой группе.

Определить мотивы курения

Наглядно продемонстрировать вредный состав сигарет и вейпов (электронных сигарет).

Задачи исследования

1. Изучить состав табака и вейпов

2. Выяснить причины раннего начала курения (сигарет, вейпов).

3. Изучить способы борьбы с вредной привычкой курения.

4. Провести опыты по исследованию состава сигарет.

5. Разработать брошюру «Курение – опасный враг здоровья!», и с ее помощью провести уроки в параллели 7-11 классов.

Что-же касается степени изученности данного вопроса, то она на мой взгляд в школах не достаточно уделяют внимание проблеме курения сигарет/вейпов подростками. Я считаю, что данная тема должна быть изучена в школе намного глубже. Новизна подхода в изучении курения/вейпинга заключается в использовании инструментального метода исследования и получении новых данных, отраженных в цифрах содержания некоторых вредных веществ в сигаретах, вейпах (электронных сигаретах).

Основная часть

Разработанная анкета

Результаты обработки анкет

Среди опрошенный 50 подростков МАОУ «Лицей № 11 им. З.В. Ермольевой» города Ростова-на-Дону я выявил следующее:

60% курящих отметили отдышку и учащенное сердцебиение.

100% курящих относятся нейтрально ко всем видам курительных устройств.

100 % курящих курят ежедневно.

Вывод:

По результатам анкетирования выявлено, что среди 50 опрошенных подростков курят 20%, из которых 80% - мальчики. Также выявлено, что девочки курят вейпы, среди курящих мальчиков большинство курят вейпы, остальные курят сигареты и электронные сигареты. Возрастная группа курящих девочек – 13-14 лет, а большинство курящих мальчиков относятся к возрастной группе 15-16 лет. Основной причиной начала курения среди подростков стало «желание казаться круче».

Опытная часть

Опыт № 1 «Получение табачного дыма/дыма вейпов/дыма электронных сигарет и их растворение в дистиллированной воде».

Оборудование/реактивы:

1. Стеклянные пробирки

2. Резиновая груша

3. Стеклянная трубочка

4. Вытяжной шкаф

Ход работы: Опыт проводится в вытяжном шкафу.

В резиновую грушу от спринцовки вставлена стеклянная трубочка. В свободный конец стеклянной трубочки поднесена сигарета Образец № 1. Сжимаем грушу, поджигаем сигарету, аккуратно разжимаем грушу - создавая тягу (имитация вдоха человека), при этом табачный дым заполняет грушу. В пробирку №1, заполненную дистиллированной водой (10 мл) выпускаем табачный дым из груши, некоторые компоненты дыма растворяются в воде. Забор дыма производим 5 раз. Затем закрываем пробирку крышкой и встряхиваем несколько раз, для растворения веществ дыма в дистиллированной воде.

В пробирку № 2 собираем дым от сигарет Образец № 2.

В пробирку № 3 собираем дым от сигарет Образец № 3.

Ход опыта для сбора дыма от вейпа Образец № 4 немного будет отличать. Через стеклянную трубочку испытуемый выдыхает дым образующийся при курении вейпа, в дистиллированную воду налитую в пробирку № 4.

В пробирку № 5 собираем дым от вейпа Образец № 5.

В пробирку № 6 собираем дым от Образец № 6.

В пробирку № 7 собираем дым от одноразовая электронная сигарета Образец № 7,

В пробирку № 8 собираем дым от электронная сигарета Образец № 8.

В пробирку № 9 собираем дым от электронная сигарета Образец № 9.

Пробирка № 10 содержит чистую дистиллированную воду (контрольный образец) – Образец № 10.

Вывод: В результате данного опыта получены растворы № 1 - № 9 табачного дыма от сигарет Образец № 1-9. Также имеется чистый – контрольный образец (образец №10).

Данные растворы мы будем использовать для проведения опыта № 2, № 3 № 4.

Опыт № 2 «Определение реакции среды в растворах табачного дыма/дыма от вейпов/дыма от электронных сигарет»

Оборудование/реактивы:

1. Пробирки № 1- № 9, содержащие растворы табачного дыма/дыма вейпов/дыма электронных сигарет.

2. Пробирка № 10 – контрольный образец

3. Индикаторные лакмусовые бумажки

Ход работы: В каждую пробирку № 1 - № 9 содержащую растворы табачного дыма/дыма вейпов/дыма электронных сигарет опускаем по лакмусовой бумажке. В результате В каждой пробирке лакмусовая бумажка приобретает бледно-розовый цвет. Также лакмусовую бумажку опускаем в контрольную пробирку № 10, изменение цвета лакмусовой бумажки не происходит.

Вывод: Так, как в пробирках № 1- № 9, лакмусовая бумажка поменяла свой цвет на бледно розовый, можно сделать вывод что произошла кислая реакция среды. Соответственно в растворах содержатся оксиды, которые образуются при тление табака (CO₂, SO₂, NO₂). В контрольной пробирки изменение цвета лакмусовой бумажки не произошло, что подтверждает правильность проведения опыта.

Опыт № 3 «Качественная реакция на альдегиды»

Оборудование/реактивы:

1. Чистые стеклянные пробирки

2. Пробирки № 1- № 9, содержащие растворы табачного дыма/дыма вейпов/дыма электронных сигарет.

3. Пробирка № 10 – контрольный образец

4. раствор KMnO₄

Ход работы: В чистые приборки отливаем по 2 мл каждого раствора, содержащего табачный дым полученные в опыте № 1. Затем в каждую пробирку добавляем по 5 капель раствора KMnO₄ и слегка встряхиваем каждую пробирку. В результате раствор KMnO₄ обесцветился и выпал бурый осадок MnO₂. В контрольной пробирке осадок не наблюдается, цвет раствора не изменяется.

Вывод: В табачном дыме/дыме от вейпа/дыме от электронных сигарет содержатся восстановители, обладающие высокой токсичностью и раздражающим действием. Это бензальдегид, формальдегид, акролеин. При взаимодействии данных веществ с KMnO₄ в нейтральной среды выпадает бурый осадок MnO₂.

Опыт № 4 «Обнаружение непредельных соединений в растворах табачного дыма/дыма от вейпов/дыма от электронных сигарет»

Оборудование/реактивы:

1. Чистые стеклянные пробирки

2. Пробирки № 1- № 9, содержащие растворы табачного дыма/дыма вейпов/дыма электронных сигарет.

3. Пробирка № 10 – контрольный образец

4. Йод

Ход работы: В чистые приборки отливаем по 2 мл каждого раствора, содержащего табачный дым полученные в опыте № 1. Затем в каждую пробирку добавляем по 3 капли йодной воды (2 капли йода растворенные в 10 мл дистиллированной воды). В результате наблюдается обесцвечивание растворов в каждой пробирке.

Вывод: В табачном дыме/дыме от вейпа/дыме от электронной сигареты содержатся углеводороды – стирол (винилбензол), которые относятся к ароматическим углеводородам и тутадиен-1,3 (изопрен), представитель диеновых углеводородов, которые обесцвечивают йодную воду за счет двойных связей. В контрольной пробирке обесцвечивание не произошло.

Опыт № 5 «Обнаружение смол и никотина в дыме от сигарет/дыме от вейпов/дыма от электронных сигарет»

Оборудование/реактивы:

1. Пластиковая бутылка из-под воды

2. Фильтр АФА

Ход работы: К пластиковой бутылки со стороны горлышка при помощи резинки зафиксирован сорбционный фильтр. Дно бутылки срезано. Испытуемый выдыхает дым от сигареты в бутылку. При прохождение дыма через фильтр наблюдется изменение цвета фильтра, он становиться коричневым.

Вывод: При прохождение дыма от сигарет/вейпов/электронных сигарет через фильтр наблюдется потемнение, которое показывает, что в них содержится никотин и смолы.

Опыт № 6 «Воздействие дыма от сигарет/вейпов/электронных сигарет на белок»

Оборудование/реактивы:

1. Чашка Петри

2. Яичный белок

3. Дистиллированная вода

4. Стеклянная палочка для перемешивания

Ход работы: В чистые пробирки помещаем небольшое количество белка, и добавляем немного воды, до получения однородной консистенции, напоминающей вязкую слизь. Испытуемый выдыхает дым от сигареты в полученную «вязкую слизь» через трубочку. Аккуратно, при помощи стеклянной палочки, перемащиваем дым с «вязкой слизью». В результате наблюдаем сворачивание белка.

Такие-же эксперименты проводим для вейпа и электронной сигареты, в результате наблюдаем изменение консистенции «слизи», она мутнеет, образуются хлопья.

Вывод: В результате воздействия дыма от сигарет, происходит сворачивание белка, за счет солей тяжелых металлов.

В результате воздействия дыма от вейпа/электронной сигареты, в основном из-за пропиленгликоля и глицерина, которые являются гигроскопичными веществами, то есть притягивают воду, «слизь» (яичный белок) изменяет свою структуру: становится мутным, выпадают хлопья.

Опыт № 7 «Количественное содержание CO, NO₂, фенолов в дыме от сигарет/дыме от вейпов/дыма от электронных сигарет»

Оборудование/реактивы:

1. Пластиковая бутылка из-под воды

2. Анализатор-течеискатель АНТ-3М

Ход работы: В пластиковые бутылку № 1 испытуемый несколько раз выдыхает дым от сигарет Образец № 1. Затем в нее вставляется щуп от прибора Анализатора-течеискателя АНТ-3М, по истечении времени измерения, которое отображается на экране прибора считываем результат измерений.

Данный эксперимент повторяем для Образцов № 2- № 9.

Результаты измерений:

Вывод: В результате полученных данных можно сделать вывод, что в дыме от сигарет измеренные значения в больше чем 2 раза превышают ПДК по показателю CO, почти в 10 раз превышает ПДК по показателю фенол, во всех образцах содержится NO₂.

В вейпах и электронных сигаретах во всех образцах выявлено превышение ПДК по показателю NO_2. Также выявлено, что все образцы содержат СО и фенол.

Заключение

Курение сигарет и использование вейпов подростками представляют собой серьезную проблему современного общества, оказывающую разрушительное воздействие на здоровье и имеющую глубокие социальные корни.

Как традиционные сигареты, так и вейпы наносят значительный ущерб практически всем системам организма.

Никотин, содержащийся в большинстве сигарет и жидкостей для вейпов, является сильным психоактивным веществом, вызывающим быстрое привыкание, сравнимое с наркотической зависимостью. Это затрудняет отказ от вредной привычки и приводит к долгосрочному употреблению.

Проблема курения особенно актуальна среди подростков. Любопытство, влияние сверстников, привлекательный дизайн и вкусы вейпов, миф о безопасности - приводят к раннему началу употребления и быстрому формированию зависимости.

При проведение анонимного опроса подростков (анкетирования), возрастной группы 11-17 лет, учащихся МАОУ Лицей № 11 им. Ермольевой З.В. выяснилось, что 20% опрошенных подвержены курению, среди которых 4% курят обычные сигареты, 12% курят вейп, 2% курят электронные сигареты. 100% курящих пробовали сигареты. 80 % курящих – мальчики, 20 % - девочки. 70% курящих выявлено в возрастной группе 15-16 лет, 30 % 13-14 летние. Курящих в возрастных группах 11-12 и 17 летних не выявлено. 60% курящих отметили отдышку и учащенное сердцебиение. 100% курящих относятся нейтрально ко всем видам курительных устройств. 100 % курящих курят ежедневно. Причиной начала курения 80% курящих опрошенных отметили - «Хотел казаться круче», 10% начали курить под влиянием друзей, 5% начали курить так, как курят родители, а оставшиеся 5% хотели снять стресс.

На основание проведенных опытов получены следующие результаты:

1. Во всех образцах происходит кислая реакция среды. Соответственно в растворах содержатся оксиды, которые образуются при тление табака (CO₂, SO₂, NO₂).

2. Во всех образцах происходит выпадение осадка в виде - MnO₂, следовательно, в табачном дыме/дыме от вейпа/дыме от электронных сигарет содержатся восстановители, обладающие высокой токсичностью и раздражающим действием. Это бензальдегид, формальдегид, акролеин.

3. Во всех образцах происходит обесцвечивание раствора йода, следовательно, в табачном дыме/дыме от вейпа/дыме от электронной сигареты содержатся углеводороды – стирол (винилбензол).

4. При прохождение дыма от сигарет/вейпов/электронных сигарет через фильтр, во всех образцах наблюдется потемнение, которое показывает, что в них содержится никотин и смолы.

5. В результате воздействия дыма от сигарет, происходит сворачивание белка, за счет солей тяжелых металлов.

В результате воздействия дыма от вейпа/электронной сигареты, в основном из-за пропиленгликоля и глицерина, которые являются гигроскопичными веществами, то есть притягивают воду, «слизь» (яичный белок) изменяет свою структуру: становится мутным, выпадают хлопья.

6. В дыме от сигарет измеренные значения в больше чем 2 раза превышают ПДК по показателю CO, почти в 10 раз превышает ПДК по показателю фенол, во всех образцах содержится NO2.

В вейпах и электронных сигаретах во всех образцах выявлено превышение ПДК по показателю NO2. Также выявлено, что все образцы содержат СО и фенол.

Выявление курящих подростков в результате анкетирования позволяет выявить динамику распространения курения в разных возрастных группах, а на основание проведенных опытов, и выявленного вредного состава сигарет, вейпов (электронных сигарет) можно сделать однозначный вывод, что вне зависимости от того, что подросток курит, он наносит непоправимый вред здоровью.

С использованием разработанных буклетов я провел теоретические уроки по теме: «Курение – опасный враг здоровья!», которые помогли углубить знания среди учащихся в параллелях 7-11 классов. В результате, проведенные уроки позволили подросткам получить высокий уровень знаний по изученному материалу.

Список используемых источников и литературы

1. Денисова Елена. О влиянии вейпов на организм подростка рассказывает врач-педиатр Центра общественного здоровья [Электронный ресурс]. // Информационный портал здоровье. 2025 URL: http://ocmp73.ru/medprof/stati/7020-o-vliyanii-vejpov-na-organizm-podrostka-rasskazyvaet-vrach-pediatr-tsentra-obshchestvennogo-zdorovya-elena-denisova

2. Чурсина Е.М.. Послед Т.Е., Лобанова М.Е. Влияние курения электронных сигарет и вейпов на состояние здоровья подростков [Электронный ресурс]. // Russian pediatric journal (Russian journal). 2024; 27 (Supplement 2) URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-kureniya-elektronnyh-sigaret-i-veypov-na-sostoyanie-zdorovya-podrostkov?ysclid=mi08liew8z997597087

3. Васильева Т. Е., Герасимова Е. В. Чем вреден вейп для здоровья человека? [Электронный ресурс]. // Журнал Студенческая наука и XXI век, 2021, №18(1):14–16  URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48059737.