Какая температура у тлеющей сигареты

Горящая сигарета при неправильном обращении является одной из распространенных причин возникновения пожаров. Существует предубеждение, что температура уголька сигареты недостаточно высокая для возгорания. Тлеющая сигарета, выброшенная с балкона, может повлечь за собой необратимые последствия – например, пожар в соседней квартире. Кроме этого, в процессе горения человек вместе с дымом вдыхает множество вредных веществ, которые негативно сказываются на здоровье.

Температура зажженной сигареты

Для начала разберемся, насколько горячим является конец зажженной сигареты. Значение покажется гораздо большим, чем думает большинство людей, – это 400–800 градусов по Цельсию. В первые секунды температура сигареты колеблется между 310–320 градусами, после чего происходит спад до 250 градусов. А вот во время затяжки температура достигает 900–1000 градусов по Цельсию. Брошенный в неположенном месте окурок или упавший на горючий материал уголек могут спровоцировать образование тления, в результате чего человек будет дышать продуктами горения и, скорее всего, получит отравление, которое повлечет за собой более серьезные последствия.

Химия процесса горения сигареты

Дымообразование происходит в момент, когда сигарета горит и делается затяжка, либо когда сигарета тлеет между затяжками. Основной поток дыма выходит из окурка горящей сигареты во время затяжки, а побочный дым исходит от горящего угля сигареты при тлении.

Воздух в непосредственной близости от курящего человека содержит смесь побочного дыма, выдыхаемого основного дыма и любого дыма, который проходит через пористую оберточную бумагу. Побочный дым образуется, когда увеличивается количество табака, сжигаемого во время тления. Таким образом, способ курения сигареты – объем затяжки и время между затяжками – может изменить относительный уровень основного и побочного дыма.

Кроме того, соотношение уровней химических компонентов в побочном дыме к их уровням в основном дыме может изменяться за счет различий между сигаретами. Эти различия связаны со смесью или типом табака, способом приготовления табака. Например: ширина среза, добавки и уровень влажности, размеры сигареты, вес табачного стержня, пористость бумаги, наличие фильтра и его тип. Исследования с использованием машины, имитирующей курение человека, показали, что изменение соотношения компонентов побочного и основного дыма после введения фильтра и вентиляции в первую очередь повлияло на уменьшение количества основного потока дыма, поскольку количество побочного дыма изменилось не столь существенно. Образование дыма горящей сигареты зависит от ряда механизмов, включая образование продуктов пиролиза и горения, получения аэрозолей, а также от физического массопереноса и фильтрации. Каждый механизм и их взаимодействие оказывают большое влияние на уровни химических компонентов в табачном дыме.

Сигарета, состоящая из трех простых компонентов, представляет собой сложную систему, в которой происходят многие виды химических реакций и физических процессов.

Начиная с 1950-х годов было предпринято много попыток выборочно удалить или уменьшить количество химических веществ в дыме, которые связаны с неблагоприятными последствиями для здоровья.

Начиная непосредственно с реагента (листьев табака) и заканчивая процессом горения курение сигареты можно назвать целой химической феерией, которую трудно превзойти с точки зрения сложности.

Заглянем внутрь зажженной сигареты

Внутри сигареты есть две основные зоны: зона горения и зона пиролиза/дистилляции. Внутри зоны горения кислород вступает в реакцию с обугленным табаком, вместе с теплом, поддерживающим горение, образуя простые газы: двуокись углерода, окись углерода и водород. При затяжке температура сигареты возрастает до 950 градусов. Непосредственно за зоной сжигания находится более холодная зона пиролиза/дистилляции, где образуется основная часть химикатов в дыме.

Более подробно сигарету можно разделить на четыре части: помимо зон горения и пиролиза, в сигарете происходят и другие процессы. Тлеющий кончик сигареты – это зона горения, следующая за ней – пиролиза, а последняя – зона конденсации и фильтрации. После них остается только фильтр или мундштук, через который дым попадает в дыхательные пути курящего.

В течение одной-двух секунд, необходимых для втягивания первых 35 мл свежего воздуха, на всем протяжении от зоны горения до фильтра создается нарастающее отрицательное давление. Наибольшие изменения давления происходят на краю табака, рядом с бумажной оберткой, где скорость воздуха увеличивается до 400 см/с, что эквивалентно 12–19 км/ч.

При подаче свежего воздуха, богатого кислородом, температура в хорошо аэрируемом внешнем слое зоны горения быстро повышается, яркое возгорание уже через 0,1 секунды делает хорошо видимой экзотермическую реакцию окисления. В этой богатой кислородом зоне табак полностью сгорает, оставляя только пепел с высоким содержанием вредных частиц.

Втягивание более холодного наружного воздуха через секунду или около того приводит к небольшому охлаждению внешнего слоя зоны горения, а по мере втягивания горячих дымовых газов к центру происходит нагрев внутренней зоны, приводящий в целом к довольно сложной картине распределения температуры. Максимум температуры достигается вдоль центральной оси – на 10–12 миллиметров позади фронта горения. Там и в прилегающей нагретой зоне пиролиза преобладает недостаток кислорода, а в этой восстановительной атмосфере табак обугливается. Высвобожденные органические соединения подвергаются эндотермической дегидратации, декарбоксилированию, дегидрированию и расщеплению.

Твердые, жидкие и газообразные вещества, образующиеся при карбонизации, втягиваются в смежную зону перегонки, где они могут осесть в виде частиц или капель. В зависимости от привычек курения между затяжками может пройти 30–60 секунд. В это время к табаку не поступает кислород, а зона горения становится темной, хотя процессы карбонизации продолжаются. В итоге тлеющая сигарета сохраняет температуру 300–400 градусов.

Чем опасны тлеющие сигареты

Как уже отмечалось выше, тлеющая сигарета вполне может стать причиной пожара в жилом помещении. По данным статистики, с 2021 года возросло количество возгораний, вызванных непотушенными сигаретами. В связи с этим можно выделить одну из частых ошибок людей – курение в постели. Огромное количество текстильного материала подвержено тлению, которое с течением времени перерастает в полноценный очаг возгорания. Внимательно следует относиться к утилизации и тушению окурков. Не до конца потушенная и выброшенная в урну сигарета может поджечь бумагу или прочие легковоспламеняющиеся предметы. Если тлеющий окурок попадает вглубь урны, то воспламенение происходит примерно через 30 минут, если он остается на поверхности, то процесс длится около 50 минут.

То же самое касается опилок, соломы или сена – попавший в них тлеющий окурок может спровоцировать пожар через 30–60 минут. Ни в коем случае нельзя оставлять окурки в лифтах: внутри кабины могут находиться легковоспламеняющиеся предметы или сгораемая обшивка.

Как никотин влияет на организм

Сигарета содержит до 13 миллиграммов никотина, из которых во время курения всасывается от одного до двух миллиграммов за сеанс. При потреблении 20 сигарет в день всасывается в среднем от 20 до 40 миллиграммов никотина. Никотин достигает мозга в течение нескольких секунд после вдыхания, где начинает оказывать свое активное действие. Эффект наступает быстрее, чем при введении инъекции. В головном мозге никотин связывается с так называемыми ацетилхолиновыми рецепторами, которые являются связующими для определенных биохимических сигнальных процессов. Например, он стимулирует увеличение выработки дофамина, что сопровождается немедленным ощущением возбуждения или успокоения – в зависимости от индивидуальной реакции организма. Помимо стимуляции этого процесса в так называемом «центре вознаграждения» мозга, никотин также оказывает стимулирующее действие на области мозга, отвечающие за бдительность и увеличение концентрации внимания. Наконец, через процессы, происходящие в головном мозге, инициируется активация симпатической и парасимпатической нервной системы. При стимуляции парасимпатической нервной системы происходит увеличение выработки желудочного сока, а также усиление активности кишечника, что стимулирует пищеварение.

Активация симпатической нервной системы приводит к выбросу адреналина и увеличению частоты сердечных сокращений, повышенному расщеплению жиров и гликогена (сахара в крови). В результате потребляемая пища быстрее метаболизируется, что приводит к увеличению потребления энергии. Кроме того, никотин действует на так называемый «рвотный центр», то есть снижает аппетит и вызывает тошноту.

Вызванное никотином высвобождение вазопрессина сужает кровеносные сосуды, что, в свою очередь, способствует повышению артериального давления. Вазопрессин оказывает антидиуретическое действие, уменьшая образование мочи и позывы к мочеиспусканию.

Никотин также способствует свертыванию крови, что увеличивает риск тромбоза. Никотин вызывает учащение дыхания и вследствие перевозбуждения рецепторов давления и боли –повышенную чувствительность к боли.

После попадания в организм никотин расщепляется в печени путем окисления до котинина, который в конечном итоге выводится через мочевой пузырь. Период полураспада никотина в организме составляет около двух часов.

Даже в то время, когда никотин расщепляется, появляется желание закурить, чтобы снабдить рецепторы в мозгу запасами и впоследствии достичь желаемого ощущения удовлетворения или расслабления. Если это восполнение отсутствует слишком долго, развиваются неприятные симптомы отмены: беспокойство, раздражительность, отсутствие концентрации внимания и т. д.

Какой вред наносит табачный дым организму человека

При каждой затяжке и при тлении горение табака и папиросной бумаги создает газовую смесь, в которой растворяются тысячи мелких частиц. Многие из них токсичны или канцерогенны. Помимо ключевого активного ингредиента (никотина), сигаретный дым содержит смесь из более чем 5300 веществ, включая водяной пар, окись углерода, нитрозамины, полициклические ароматические углеводороды, синильную кислоту, формальдегид, кадмий и свободные радикалы.

Вещества, содержащиеся в сигаретном дыме, оказывают вредное воздействие даже в очень малых количествах – в пределах миллиграммов. Более 90 из этих веществ классифицируются профессиональными организациями и группами экспертов как канцерогенные или потенциально канцерогенные. Эти вещества могут повредить генетический материал (ДНК) или запустить процесс перерождения здоровых клеток в раковые. К числу наиболее опасных веществ по классификационной схеме МАИРа (Международное агентство по изучению рака) в группу 1 («канцерогенные для человека») входят мышьяк, бензол, кадмий, формальдегид и никель.

Важные ингредиенты табачного дыма и их вредное воздействие на здоровье:

• угарный газ – респираторный яд приводит к недостатку кислорода в крови и, как следствие, в сосудах, органах и тканях. Способствует развитию сосудистых заболеваний;
• раздражающие газы – нарушают способность дыхательных путей к самоочищению и способствуют образованию слизи. Это приводит к кашлю курящего и респираторным заболеваниям;
• бензол – канцероген, вызывающий лейкемию;
• свинец – высокотоксичный металл, который может повредить мозг, почки и нервную систему;
• кадмий – канцероген, регулярное воздействие которого может вызвать повреждение почек;
• формальдегид – вызывает жжение в глазах, раздражение слизистых оболочек и дыхательных путей.

При горении табака образуется смесь из высокотоксичных веществ – смола. Этот конденсат (сухой, безводный и не содержащий никотина) осаждается в виде типичного желто-коричневого налета на пальцах или зубах, а также в дыхательных путях и легких. Токсичный коктейль, образующийся при курении, не только вдыхается курящими людьми, но и загрязняет окружающий воздух для остальных.

Чем опасно пассивное курение

Пассивное курение всегда опасно для здоровья – не существует безвредной дозы. Даже кратковременное или незначительное воздействие табачного дыма на организм может способствовать развитию серьезных заболеваний.

Химический состав пассивно вдыхаемого дыма аналогичен активно вдыхаемому табачному дыму. Помимо токсичных веществ (синильная кислота, аммиак или окись углерода), табачный дым содержит канцерогенные полициклические ароматические углеводороды, нитрозамины, бензол, мышьяк и радиоактивный изотоп полоний-210.

Частицы тонкой табачной пыли оседают на стенах, текстильных волокнах (например, на шторах) и мебели, а затем снова попадают в воздух помещения. В помещениях, где периодически курят, человек постоянно подвергается воздействию вредных веществ, содержащихся в табачном дыме. Поэтому даже «холодный» дым опасен для здоровья.

Системы вентиляции не защищают от табачного дыма. Даже самые современные устройства не могут полностью удалить из воздуха все вредные вещества за короткий срок.

Последствия пассивного курения:

• раздражение дыхательных путей, которое может вызвать одышку, повышенную восприимчивость к инфекциям, головные боли и головокружение;
• развитие хронических, а иногда и смертельных заболеваний дыхательных путей, сердечно-сосудистой системы.

Сигареты против бездымной доставки никотина

Так как основной урон организму в процессе курения наносится непосредственно проникновением токсичных веществ из табачного дыма, то бездымные способы доставки никотина можно по праву считать менее вредными.

Дело в том, что электронные сигареты, вейп и системы нагревания табака отличаются от классической табачной продукции тем, что позволяют получить дозу никотина без процесса горения. Испарения глицерина и никотина, попадающие в дыхательные пути человека, не являются едким дымом – это аэрозоль, который не содержит смолы и канцерогены, присущие горящему табаку и выделяющемуся дыму.

Нельзя утверждать, что современные бездымные устройства доставки никотина полностью безопасны для здоровья. Однако в сравнении с классическими сигаретами ущерб здоровью несколько снижается. Именно поэтому их советуют использовать в случае, когда человек хочет избавиться от пагубной привычки и со временем бросить курить, подбирая жидкость или стик с меньшим количеством никотина. Важно понимать, что такие устройства не помогают избавиться от никотиновой зависимости, а лишь облегчают процесс.

Особенно результативны электронные устройства в случае с теми, кто не готов отказаться от привычных ритуалов. Использование альтернативных способов потребления никотина защитит от едкого запаха дыма, оседающего на одежде и руках курящего, а также не оставит желтого налета на зубах и языке.

Из плюсов также можно отметить безопасность электронных устройств: благодаря отсутствию процесса горения стики из систем нагревания табака, жидкость из вейпа и картриджи электронных сигарет не вызовут тления и возгорания, даже если упадут на пол или мягкую мебель в процессе использования.

Необходимо тщательно соблюдать технику пожарной безопасности, чтобы избежать серьезных последствий при неправильной или безответственной утилизации тлеющих сигарет или бычков. Помните: сигареты не только опасны для здоровья, но и для окружения, в котором вы находитесь.