Химия табакокурения. Исследовательская работа.

Табакокурение

(Внеклассное мероприятие)

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.     Введение. 2.     Табак завоевывает мир. 3.     Химия табачного дыма. 4.     Действие никотина на организм. 5.     Исследования. 6.     Заключение. 7.     Приложение 8.     Литература.

1 1 4 5 8 10 12 13

ВВЕДЕНИЕ.

Цель: изучить механизмы разрушительного действия молекул табачного дыма на организм человека.

Молекулы трех веществ -никотина, морфина и этанола -отнимают у людей столько же здоровья и приносят им столько же горя, сколько разрушительные мировые войны. Борьба с пагубным действием этих молекул на организм человека отвлекает силы огромного количества людей, ЖИВУЩИХ и работающих на Земле.

ТАБАК ЗАВОЕВЫВАЕТ МИР

Табак родом из Америки. И хотя на старинных китайских вазах встречаются рисунки с изображениями курящих людей, все же до открытия Колумба табака в Старом Свете не знали.

История приобщения европейцев к курению началась так.

12 октября 1492 года матрос Родриго Триана с корабля "Пинта" знаменитой флотилии адмирала Христофора Колумба закричал:

"Впереди земля!" Грянул пушечный салют. На кораблях убрали паруса, и они медленно двигались к неведомой земле. Колумб полагал, что перед ним восточный берег сказочной Индии. Местные жители называли свою землю, оказавшуюся островом, Гуанахани. Колумб дал ей новое имя-САН-САЛЬВАДОР. Это название с тех пор носит один из Багамских островов.

В числе подарков местные жители поднесли Колумбу сушеные листья растения петум. Они курили эти подсушенные на солнце листья, свернутые в трубочки.

В поисках золота Колумб направился дальше к югу и 27 октября 1492 года высадился на побережье Кубы. Жители встречали пришельцев с головнями в руках и с травой, употребляемой для курения, которую они называли сигаро.

25 декабря 1492 года корабль Санта -Мария потерпел крушение.

Людей, ценный груз и пушки удалось спасти, однако на оставшемся самом маленьком корабле Ниньи невозможно было поместить экипаж двух кораблей. На построенном из обломков Санта-Марии форте Навидад, что означало Рождество, обосновались испанцы. Колумб с частью экипажа отправился в Европу, оставив в качестве своего заместителя монаха Фра Романе Пано. Оставшиеся матросы были первыми европейцами, научившимися курить от местных жителей.

Табак получил свое название от имени провинции Табаго острова Гаити и начал свое победоносное шествие по странам и континентам. После второго похода Христофора Колумба (1493-1496) семена табака были ввезены в Испанию. Затем они попали в соседние европейские страны и в период великих открытий морскими и караванными путями были доставлены практически во все уголки земного шара.

Быстрому распространению табака способствовало, конечно, удивительное его свойство - привычная тяга к курению, с которой было трудно совладать человеку. Теперь-то мы знаем о наркотических качествах никотина, но в те далекие времена табаку приписывали необыкновенные действия. Например, считалось, что табак целебен, его дым отпугивает болезни, злых духов и т.п. табак считали стимулирующим средством. Табачные листья использовали как лечебное вещество.

Итак, к концу 16 века курение проникло в Испанию, Португалию, Францию, Англию и Голландию. Тридцатилетняя война способствовала распространению курения в Германии и Швеции. В Россию табак был завезен английскими купцами в 1585 году через Архангельск, а затем начал широко культивироваться на российской земле.

Нельзя сказать, что табак беспрепятственно проникал всюду. По религиозным мотивам в ряде стран, например в Италии, табак был объявлен забавой дьявола. Римские папы предлагали даже отлучать от церкви курящих и нюхающих табак. В назидание потомству пятеро монахов, уличенных в курении, были заживо замурованы в монастырской стене. А в Англии по указу Елизаветы 1 (1895) курильщиков приравнивали к ворам и водили по улицам с веревкой на шее. Однако Уолтер Роли, фаворит двора королевы Елизаветы, популяризировал курение табака. После смерти Елизаветы правление перешло к Якову Стюарту, который обезглавил Роли по политическому мотивам, но, согласно преданиям, он пострадал за курение.

Яков 1 объявил курение вредным, неблагочестивым и неподходящим для цивилизованного человека занятием. Свой знаменитый труд «О вреде табака», опубликованный в 1604 году, Яков 1 закончил словами: "... привычка, противная зрению, невыносимая для обоняния, вредная для мозга, опасная для легких..." Это была первая популярная книга о вреде курения.

Пока Яков 1 негодовал, некоторые врачи прописывали курение как противоядие от насморка и лихорадки, а кое-кто считал даже, что вдыхание табачного дыма может застраховать от чумы.

Курение табака, а также применение его в качестве лекарства часто вызывало тяжелые отравления. Нередко кончавшиеся смертью. Это заставляло правительство разных стран вести борьбу с курением. Применялись различные наказания, в ряде стран весьма жестокие.

В России в царствование царя Михаила Федоровича уличенных в курении в первый раз наказывали 60 ударами палок по стопам, во второй-отрезанием носа или ушей. После опустошительного пожара в Москве в 1634 году, причиной которого оказалось курение, оно было запрещено под страхом смертной казни. При Алексее Михайловиче, сыне Михаила Федоровича, в специальном Указе от 1649 года было велено всех, у кого будет найдено богомерзкое зелье, пытать и бить на козле кнутом, пока не признаются откуда зелье получено. Частных торговцев табаков повелевалось пороть и ссылать в дальние города.

В России торговля табаком и курение были разрешены в 1697 году в царствование Петра 1. Следующие аспекты, которые мы рассмотрим - это механизм действия никотина на здоровье человека и химия табачного дыма.

ХИМИЯ ТАБАЧНОГО ДЫМА

Успехи в развитии физико-химических методов исследования (хроматография) органических соединений позволили установить точный химический состав и молекулярные механизмы отравляющего действия табачного дыма на организм (табл. 1).

В таблице 1 приведены данные анализа на хроматомас-спектрометре, заборное устройство которого было непосредственно соединено с фильтром горящей сигареты. Оказалось, что в этом дыме находится 91 органическое вещество, причем концентрация большинства из них в табачном дыме выше, чем предельно допустимая концентрация (ПДК) этих соединений в воздухе.

Установлено, что в процессе термического разложения никотина и других веществ, содержащихся в табаке, которое происходит при курении, образуется от 900 до 1200 твердых и газообразных соединений. Вместе с табачным дымом они попадают в организм не только КУРЯЩИХ, но и находящихся с ними в одном помещении некурящих людей. В медицине эту категорию отравляющих себя поневоле людей называют пассивно курящими. Вред от табачного дыма для них ненамного меньше, а в ряде случаев больше, чем для курящих. Организм курильщика уже адаптировался и по мере сил выработал защитные действия против табачного дыма. Опасные пределы загрязнения воздуха табачным дымом для некурящих людей определяется как результат деления суммарного содержания органических веществ в кубометре табачного дыма (367.6 мг) на сумму всех превышений ПДК (5186.1) Это значение - 0,07 мг/м3 - предельно допустимая концентрация органических веществ в воздухе, выше которой наступают вредные для здоровья человека последствия (рис.1 ).При этом у некурящих слезятся глаза, першит в горле, болит голова. И чем здоровее человек, тем сильнее он поврежден первичным поражениям табачным дымом и тем больше риск его заболевания (вследствие систематического общения с курящими) легочными, сердечнососудистыми и аллергическими болезнями в результате вторичных поражений.

КАК ДЕЙСТВУЕТ НИКОТИН НА ОРГАНИЗМ

Наиболее изучено разрушающее действие на организм самого вредного компонента, содержащегося в табаке, никотина. Этот алканоид впервые выделили в чистом виде в 1828 году ученые Посельт и Рейман. Содержание никотина в листьях табака колеблется обычно от 1 до 1.5 процента, однако в некоторых сортах достигает 6-8 процентов. В одной сигарете массой 1 г содержится обычно 10-15 мг никотина, а в сигарете массой 10 г-до 150 мг этого вещества.

В химически чистом виде никотин представляет собой прозрачную маслянистую жидкость со жгучим вкусом. Именно такой вкус ощущает курящий, когда докуривает окурок, где оседает никотин. В фильтре сигареты может скопиться такое количество никотина, которого достаточно, чтобы убить мышь. Фактически никотин токсичен в той же степени, что и синильная кислота. Поэтому у непривычного к курению человека большое количество выкуриваемых сигарет вызывает тяжелое отравление, а иногда и смерть.

Никотин-это чрезвычайно сильный яд, действующий преимущественно на нервную систему, пищеварение, а также на дыхательную и сердечно-сосудистую системы. Эксперименты на животных еще в прошлом веке показали несомненное влияние никотина на нервные реакции. Например, если на обнаженную ткань нерва наложить ватку с никотином, то для его раздражения требуется значительно меньшая сила тока, чем в контроле. Ставил опыты с собаками, у которых вскрывали черепную коробку и никотин наносили на различные участки мозга. И в этих случаях реакция, например, в виде мышечных движений проявлял ась значительно быстрее и от меньшей силы тока, чем до применения никотина. Более того, высокая концентрация раствора никотина вызывала судорожные сокращения той группы мышц, которая находилась под контролем данного участка мозгового вещества. Без какого-либо дополнительного воздействия током! Эти судороги очень напоминали эпилептические приступы. При этом приступы не возникали после нескольких повторений никотинового раздражения.

К никотину можно, оказывается, привыкнуть.

Систематическое изучение действия никотина на живой организм дало основание ученым предложить двухфазовость реакций на его введение. Вначале следует повышенная раздражимость и возбудимость самых различных систем и органов, а затем это состояние сменяется угнетением.

Курящие инстинктивно в процессе потребления никотина почувствовали эту разницу. Чисто психологически "для взбадривания", например, при утомительной работе люди устраивают частые перекуры. Но фактически они оборачиваются еще большим утомлением организма вследствие угнетающего действия никотина (вторая фаза влияния). Тот, кто считает, что курение может успокоить человека, старается использовать угнетающий момент действия никотина.

Но как никотин переходит из листьев табака в организм?

Курение-сухая термическая перегонка табака (и бумаги) под воздействием высокой температуры, которая на горящем конце папиросы или трубки достигает 300 градусов С. Дым, втягиваемый курящим, возгоняет никотин из листьев табака. Никотин быстро растворяется в воде, поэтому легко всасывается через слизистые оболочки рта, носа, бронхов, а попадая со слюной в желудок, и через стенки желудочно-кишечного тракта.

Нередко говорят, что одна капля никотина убивает лошадь. Да, для смерти животного достаточно очень небольших доз никотина. Если говорить точно, то одной капли чистого никотина хватит, чтобы уничтожить тройку взрослых лошадей массой до полутонны каждая. Такова действительная сила никотинового яда. Почему же человек переносит в процессе хронического употребления табака огромные его дозы? Во первых, потому, что в каждой отдельной сигарете доза никотина далека от смертельной и только при выкуривании нескольких сигарет кряду может наступить шоковое состояние, приводящее к смерти. Во-вторых, к никотиновому яду возникает быстрое привыкание. К тому же он довольно скоро выделяется почками из организма.

Однажды был поставлен такой опыт: на тело курящего приложили несколько пиявок, а выделенную им мочу дали выпить мышам.

Утром, до первой затяжки с животными ничего особенного не произошло. Но как только человек выкурил первую папиросу, пиявки отвалились в судорогах, а мыши, получившие его мочу, впали в состояние сильного возбуждения.

Даже одна сигарета не безобидна для живого организма.

Подсчитано, что смертельная доза никотина для человека составляет 1 мг на 1 кг массы тела, т. е. Около 50-70 мг для подростка. Но при этом нужно учесть, что растущий организм примерно в два раза чувствительнее к никотину, чем взрослый. Следовательно, смерть может наступить, если подросток одномоментно выкурит полпачки сигарет, ибо в целой пачке как раз и содержится одна смертельная для взрослого доза никотина. Правда, при быстром поглощении папиросного дыма, как правило, наступает чувство отвращения, тошноты, и это ведет к прекращению курения. Но тем не менее случаи смерти от выкуривания даже двух-трех папирос известны: смерть наступает в результате рефлекторной остановки работы сердца и органов дыхания (вследствие токсического удара на соответствующие нервные центры).

Вегетативная нервная система, как известно, осуществляет регуляцию непроизвольных функций организма, например деятельности сердца, желудочно-кишечного тракта. Вегетативная нервная система состоит из симпатического и парасимпатического отделов, которые во многом является как бы антагонистами. Так, если возбуждение симпатических нервов убыстряет сердечные сокращения, то раздражение парасимпатических нервов дает противоположный эффект. Вегетативная нервная система заведует важными функциональными отправлениями организма, действуя через эндокринные железы на внутренние органы. По ходу нервных стволов симпатические и парасимпатические ветви имеют так называемые нервные ганглии-узлы, в которых происходит передача нервных импульсов. От отростка предганглионарного нейрона поступает особое вещество-медиатор (посредник), которое и принимается другими клетками нервной цепи.

В различных частях вегетативной нервной системы медиаторы разные: в одних случаях это ацетилхолин, в других - адреналин.

Оказалось, что никотин свое токсическое действие оказывает именно в области узла, причем в малых дозах он облегчает, а в больших тормозит передачу нервных импульсов. В отдельных случаях такое торможение достигает высокой степени-вплоть до настоящей блокады ганглия. Это происходит не в результате нарушения выделения медиаторов, а путем блокировки, как бы захвата чувствительных полей постганглионарной нервной клетки, которая становится неспособной воспринимать сигналы.

Никотин, как выяснилось, влияет и на передачу импульса с нерва на мышцу. Большие дозы никотина действуют подобно яду-кураре, парализующему мышечную систему.

Но больше всего страдают от никотинового яда надпочечники. Эти парные гормональные органы нашего тела ответственные за множество весьма важных функций. Именно надпочечники выделяют в кровь такие действенные средства жизнеобеспечения, как адреналин и норадреналин. Они переносятся кровью в разные части тела и воздействуют на нервный аппарат внутренних органов.

Иными словами, это не местные, а общие регуляторы деятельности нервной системы. Никотин действует на надпочечники таким же образом, как и на нервные ганглии: в малых дозах способствует усилению, а в больших - сокращению выброса катехоламинов. В результате, например, небольшие дозы никотина ведут к повышению кровяного артериального давления, а большие к угнетению деятельности сердечно-сосудистой системы. Именно этим и объясняется резкое падение давления в сосудах при остром отравлении никотином, что приводит к головокружению, потере сознания, смерти.

ИССЛЕДОВАНИЕ

Описание проблемной ситуации

В жизни современного общества особо остро стали проблемы связанные с табакокурением, наркоманией и алкоголем. Особенно большое распространение эти вредные привычки получили в среде молодёжи. Вредные привычки оказывают негативное влияние на жизнь общества в целом, а также на жизнь и деятельность личности в отдельности. В данный момент эта проблема стала поистине глобальной. По статистическим данным распространение вредных привычек в большом масштабе, в отельных странах, связано с нестабильностью политической и экономической ситуации, с наличием большого числа кризисов и не совершенностью политического и экономического механизма. По отношению к нашей стране эта проблема особенно актуальна и корни её уходят глубоко в историю нашего народа, и распространение её связано также с низкой культурой общества. С данной проблемой должно бороться не только общество, но и также каждый человек должен осознавать для себя большой вред этих привычек и стараться бороться с ними. Я решил провести исследование и установить: действительно ли выделяются вредные вещества в момент курения. Только после этого можно говорить о вреде курения. Исследование поможет наглядно увидеть вред табакокурения.

Проблема исследования

Проблема - это сложный вопрос, требующий изучения, исследования и решения. Проблема данного исследования заключается в изучении вредных веществ, выделяемых в момент курения.

Цель исследования

Цель исследования – выявить доступными средствами физическое состояние курильщика.

Задача исследования

Собрать как можно больше информации по данной проблеме с помощью химических опытов.

Объект исследования

Курильщик со стажем

Предмет исследования

Сигарета.

Гипотеза исследования

Я считаю, что в табаке содержатся вещества, влияющие на организм при курении. Большинство случаев потребления вредных средств молодыми людьми связано с целью повысить свое настроение, и причиной, по которой они впервые стали их употреблять (спиртные напитки, сигареты, наркотики) является желание попробовать. По моему мнению, негативные последствия, которые несут эти вещества оказывают, прежде-всего-здоровью                                                                       
Суть исследования

В исследовании принимали участие заядлые курильщики.

Для проверки содержания в табачном дыме вредных веществ и смол был проведен следующий опыт. Один из курильщиков курил обычную сигарету, а второй курил через специальное устройство. В это устройство была установлена влажная вата. В результате проведенного опыта было наглядно замечено, что влажная вата изменила цвет -  на ней осели вещества, содержащиеся в табачном дыме.

Выводы

Проделанный опыт помог констатировать содержание веществ и смол в табачном дыме.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одной из вредных привычек, наносящих большой вред здоровью человека, является курение табака. Постоянная хроническая интоксикация организма вредными веществами, содержащимися в табачном дыме, вызывает заболевания как различных органов пищеварения, дыхания, так и нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной и других систем организма. Нередко возникают тяжелые, трудно излечимые болезни — инфаркт миокарда, рак легких, бронхов и других органов. На фоне достижений современного здравоохранения в борьбе с рядом тяжелых, в том числе и инфекционных, заболеваний, вред, наносимый курением табака здоровью людей, ничем не оправдан и заслуживает серьезного внимания и борьбы с ним.

Помимо никотина, в табачном дыме находится ряд вредных веществ.

Окись углерода (угарный газ) содержится в различных газовых смесях, образующихся при пожарах, использовании различных видов топлива, взрывчатых и зажигательных веществ, и поэтому отравления той или иной степени этим ядом встречаются часто.

Угарный газ является сильным ядом. Он не имеет запаха и вкуса, бесцветен, легче воздуха, легко проникает в кровь, где связывает гемоглобин в карбоксигемоглобин, что приводит к нарушению снабжения кислородом тканей организма. Особенно чувствителен к угарному газу головной мозг: действие даже малых концентраций окиси углерода сопровождается ослаблением внимания, замедленной реакцией, мышечной слабостью, беспокойством, головокружением, головной болью, снижением памяти, покраснением лица, страхом.

Синильная кислота — HCN — сильный яд, нарушающий клеточное дыхание, легко летучая жидкость, пары ее легче воздуха, хорошо растворима в воде. Интоксикация синильной кислотой, сопровождается нарушением функции мозга, сердца и других органов. Хотя дозы синильной кислоты в табачном дыме небольшие, однако при совместном действии ее с окисью углерода, никотином и другими компонентами табака наблюдается уменьшение обеспечения организма кислородом и другие неблагоприятные явления. При этом надо учесть, что в табачном дыме из сигарет, как показали исследования, кислорода содержится только 9—10%, в то время как в незагрязненном воздухе — 21—22%.

Синильная кислота представляет собой опасность как при вдыхании, так и при попадании в желудок. Так в период второй мировой войны синильная кислота применялась гитлеровцами в газовых камерах для уничтожения военнопленных и других узников фашизма.

Аммиак обладает резко раздражающим действием на слизистые дыхательных путей, он усиливает действие никотина, смолистых и других веществ, образующихся при курении табака, на организм.

Бензпирен относится к полициклическим ароматическим углеводородам, содержится в табачной смоле. При курении табак оседает на слизистых органов дыхания. Различные виды табака содержат и разное количество его. Больше бензпирена в сигаретном и папиросном дыме и меньше — в сигарном. Клиническими наблюдениями и экспериментальными исследованиями доказано сильное канцерогенное (способствующее возникновению раковых опухолей) действие бензпирена.

Полоний (Ро-210) излучает альфа-лучи. Ученые считают его одним из виновников возникновения рака легких и других органов у курящих табак. Следует подчеркнуть, что применяющиеся в настоящее время фильтры в сигаретах и папиросах не обеспечивают существенной задержки большинства вредных компонентов табачного дыма — радиоактивных элементов, никотина, угарного газа и других, наиболее вредных веществ. При исследовании оказалось, например, что радиоактивный полоний при курении распределяется следующим образом: в табачном дыме содержится более 50%, в окурке — 29%, в золе — 9%, в фильтре — только 8%.

Табачный дым содержит и другие вредные вещества, действие которых в совокупности с указанными выше способствует возникновению заболеваний органи

ПРИЛОЖЕНИЕ

Токсичность некоторых составляющих табачного дыма

(по данным Г.Б. Федосеева)

Вещество	Концентрация в дыме	Показатель загрязнённости, превышающий ПД	Доля в общей токсичности, %
Никотин, г/м3	2,15	115000	28,7
Окись углерода, г/м3	35,4	35400	9,2
Сажа, г/м3	1,5	300000	7,8
Бензпирен, мкг/м3	17,4	174000	4,6
Муравьиная кислота, мг/м3	350,0	1168000	3,1
Окислы азота, мг/м3	785,0	9250	2,4
Уксусная кислота, мг/м3	280,0	4670	1,2
Аммиак, мг/м3	706,0	3530	0,92
Мышьяк, мг/м3	9,82	3265	0,85
Синильная кислота, мг/м3	18,6	1880	0,49
Формальдегид, мг/м3	5,17	1725	0,45
Сероводород, мг/м3	12,2	1615	0,42
Акролеин, мг/м3	39,2	1305	0,34
Стирол, мг/г3	3,11	1037	0,28
Ацетилен, мг/м3	6,90	345	0,09
Двуокись углерода, %	9,6	36	0,03

ЛИТЕРАТУРА

1.            Анита Нейк «Наркотики» 2001 год.

2.            З.В. Коробкина, В.А. Попов «Профилактика наркотической зависимости у детей и молодёжи». 2 издание, 2004 год.

3.            И. Заикин, А. Никитин «Спасибо, не курю!» 1990 год.

4.            С. Бакалеева «Твоя последняя сигарета»// Профиль - 1999 год.

5.            В.В.Деларю «Губительная сигарета». 2 издание, 1987 год.