Tabakabbrand, toxische Stoffe

Die Vorgänge beim Abrauchen des Tabaks sind am besten am Beispiel der Zigarette erläutert; im Prinzip gelten sie auch für Zigarre und Pfeife. In der Glutzone werden, unterhalten durch den Sog am Mundstück, Temperaturen um 900°C erreicht. Unter reduktiven Bedingungen (Sauerstoffmangel!) wird Material thermisch zersetzt. Die gasförmigen Reaktionsprodukte geraten geraten in die Destillationszone (knapp hinter der Glutzone) und vermengen sich mit Stoffen, die dort mit dem freiwerdenden Wasserdampf abdestillieren. Kurz hinter diesem Bereich (sog. Kondensationszone, Bereich von Destillationszone bis zum Filter) bildet sich durch Abkühlung ein Aerosol, in dem auch der Hauptwirkstoff, das wasserdampfflüchtige Alkaloid Nicotin enthalten ist. Ein Teil des Aerosols schlägt sich im Bereich der Kondensationszone im Rest der Zigarette nieder. Mit fortschreitendem Abbrand wird das Destillat z.T. verbrannt, überwiegend aber erneut freigesetzt, um in den Haupstrom (Rauch, der durch den Filter gezogen und inhaliert wird) zu gelangen. Zum Mundende findet somit eine Anreicherung des Destillates statt. Es ist daher für die toxikologischen Betrachtungen wichtig, wie weit eine Zigarette abgeraucht wird. Eine Abdestillation findet in den Zugpausen auch nach aussen hin, im sog. Nebenstromrauch statt. Dessen Zusammensetzung ist anders als die des Hauptstromrauchs, da infolge tieferer Temperaturen ("Glimmen") weniger Material verbrannt, mehr abdestilliert wird. So ist im Nebenstromrauch die Nicotinkonzentration deutlich höher; dennoch geht die Hauptmenge des Alkaloids in den Hauptstrom. Tabakrauch ist also ein Gemisch von Gasen und Aerosolen. Bisher sind darin mehrere 1000 Substanzen chemisch identifiziert worden. Neben dem Hauptwirkstoff Nicotin sind für die Wirkungsbeurteilung noch mehrere Gase von Bedeutung. Kohlenmonoxid, NO und NO2. An cancerogenen (krebserregenden) Stoffen sind Benz(a)pyren und mehrere verwandte polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Nitrosamine, aromatische Amine und Schwermetalle wie Chrom, Arsen, Cadmium und Vanadium nachgewiesen.

Wichtige Komponenten im Hauptstromrauch von Zigaretten:

Hauptstromrauch [µg/Zigarette]

4-Aminobiphenyl 0,003-0,005

Acetaldehyd 500-1200

Aceton 100-250

Acrolein 60-100

Ameisensäure 210-490

Ammoniak 50-130

Anilin 0,36

Arsen n.b.

Benz[a]anthrazen 0,003-0,05

Benzo[a]pyren 0,038

Benzol 12-48

1,3-Butadien 69

Cadmium 0,1-0,12

Chrom n.b.

Cyanwasserstoff (Blausäure) 400-500

Diethylnitrosamin 0,025

Dimethylamin 7,8-10

Dimethylnitrosamin 0,01-0,04

Essigsäure 330-810

Ethylmethylnitrosamin 0,001-0,002

Formaldehyd 70-100

Hydrazin 0,032

Kohlenmonoxid 13000-22000

Kohlenoxidsulfid 12-42

Methylamin 11-29

Methylchlorid 150-600

2-Naphtylamin 0,001-0,022

Nickel 0,02-0,08

Nicotin 1330-1830

Nitrosopyrrolidin 0,006-0,03

Pyridin 16-40

Stickstoffmonoxid 100-600

2-Toluidin 0,03-0,2

Toluol 100-200

Vanadium n.b.