Undersøgelse viser, at luftbårne partikler også er forurenet med tobaksrøgdrevne partikler

I et venligt opkald til HE Maltas præsident i San Anton Palace torsdag, 11. februar, 2021, Dr. Noel Aquilina fra Institut for Kemi, ledsaget af professor Emmanuel Sinagra, Leder af Institut for Kemi og dekan for Det Naturvidenskabelige Fakultet ved Maltas Universitet, præsenterede resultaterne af en skelsættende undersøgelse. Denne undersøgelse viser og bekræfter, at luftbårne partikler (PM), bortset fra flere giftige komponenter, er også forurenet med tobaksrøgdrevne partikler.

Efter 30 år, Dr. Noel Aquilina, sammen med verdenskendte tobaksrøg-relaterede forskere, Emeritus professor Neal L. Benowitz og Dr. Peyton Jacob III fra University of California San Francisco (UCSF), USA og atmosfærisk kemiker og Fellow of the Royal Society, Professor Roy M. Harrison, fra University of Birmingham, Storbritannien, endte ventetiden på den undvigende markør.

Denne bemærkelsesværdige undersøgelse blev offentliggjort i et af de mest prestigefyldte tidsskrifter om luftkvalitet, Miljø International og blev støttet af California Tobacco-Related Disease Research Program, det nationale institut for stofmisbrug, National Center for Research Resources og UCSF Bland Lane Center of Excellence on Secondhand Smoke.

Omkring 6 billioner cigaretter blev røget på verdensplan i 2016. I betragtning af en konservativ værdi, i hele verden, passiv rygning (SHS) (fra cigaretrygning alene), frigiver omkring 22 millioner kilo nikotin og omkring 135 millioner kilo PM til atmosfæren hvert år. Hvad er skæbnen for disse partikler?

Kriterierne for en ideel markør er, at denne forventes at opføre sig på samme måde som det materiale, den er en markør for (i dette tilfælde, cigaret SHS PM) under en række miljøforhold og kan påvises ved lave koncentrationer. Til dette formål, historisk set, flere undersøgelser forsøgte at finde en markør til at vise eksponering for omgivende SHS. Siden 1991, den primære markør var Nikotin. Senere undersøgelser har bekræftet, at nikotin næsten udelukkende findes i gasfasen og ville undervurdere eksponeringen for partikelfasen af ​​SHS; ældes anderledes end andre stoffer, hvilket forklarer den dårlige korrelation med andre SHS-komponenter; det har høj adsorptionshastighed til overflader og desorberer let fra overflader i fravær af aktiv rygning. Dette betød, at nikotin hverken var tilstrækkeligt eller egnet som markør for SHS i PM. I løbet af de sidste 3 årtier, 16 forskellige markører blev prøvet og testet, men alle formåede på den ene eller anden måde ikke at opfylde de nødvendige markøregenskaber.

I 2013 på afdelingen for kardiologi, Klinisk farmakologi program, Institut for Medicin, UCSF, Nicotelline, et tripyridinalkaloid, der findes i tobaksblade og tobaksrøg, har en lav volatilitet, førte til en hypotese om, at det hovedsageligt ville blive fundet i PM i SHS og derfor burde være et nyttigt sporstof for tobaksrøg PM. Man mente, at Nicotelline ville forventes at være mere stabil i miljøet end tidligere testede sporstoffer for SHS. 2013-undersøgelsen ledet af Dr. Jacob III, var begrænset til et kammer, meget kontrolleret miljø, beskæftiger sig med meget få kortvarige luftbårne prøver og aflejrede støvprøver. Disse resultater var ikke tilstrækkelige til at verificere de ønskede markøregenskaber.

I 2016 Dr. Aquilina, en af ​​de få europæiske affilierede forskere i Thirdhand Smoke (THS) Research Consortium, blev inviteret af UCSF til:

• Koordinere en omfattende luftprøvetagningskampagne i flere lande med forskelligt klima, at vise den allestedsnærværende tilstedeværelse af Nicotelline i luftbårne prøver. Prøver blev indsamlet i seks byer i Californien, herunder San Francisco; USA, Birmingham; Storbritannien, tre steder i Hong Kong; PR Kina og Msida; Malta;
• Udvikle en analytisk metode til at udvinde nikotin, Nicotellin og andre tobaksrelaterede forbindelser fra luftbårne prøver;
• Valider ekstraktionsmetoden mod et standard referencemateriale og vis, at Nicotelline kan påvises pålideligt ved meget lave koncentrationer;
• Udfør test for at verificere den atmosfæriske stabilitet af Nicotelline i forhold til Nikotin i PM.

Prøverne til testen viser den vigtigste og mest nødvendige egenskab for en markør, atmospheric stability, and hence confirm its suitability as a marker, have been collected on the University of Malta, Msida campus in 2018 using the Mobile Air Quality Laboratory equipment operated by the Faculty of Science. A suite of real-time monitors were used in conjunction with localised meteorological data to verify the atmospheric conditions which could influence the stability of Nicotelline on filters during sampling.

The study has shown that:

• Nicotelline can be considered as a suitable marker for tobacco-smoke driven particulate matter in SHS;
• The marker shows a ubiquitous presence even at low concentrations and geographical variability linked to population density and tobacco use prevalence;
• The mean load of tobacco smoke particulate in airborne particulate matter is 0.06 %.
• I 2010 about 1 % of the global mortality was attributed to SHS exposure. Lower respiratory infections in children younger than 5 years, ischaemic heart disease in adults, and asthma in adults and children indicate there is no risk-free level of exposure to SHS.

Given the abovementioned health implications, what does this study add to the scientific community?

Although airborne PM is generally loaded with several pollutants that can be mutagenic, genotoxic and carcinogenic due to different sources, now it is confirmed that a small load of PM comes exclusively from tobacco smoke, hence air is also contaminated with tobacco smoke.

Although the load appears to be too low to be of an immediate hazard, this marker has set a new standard on the possible chronic exposure to SHS/THS through inhalation of PM even in non-smoking environments.

The importance and significance of this study is that it has opened a gateway to research the potent tobacco-specific carcinogens present in PM, and their health implications in inducing lung cancer, but not only, associated with a continuous exposure. These are THS components which are the frontier of science associated with tobacco smoke and its health effects. There is the need to look into additional exposure pathways, including dermal uptake, hand-to-mouth transfer and by inhalation of secondary particles that form after re-emission from surfaces. This is where a suitable particle-phase marker will be used, to distinguish the contribution of past indoor smoking from what is an unavoidable contamination originating outdoors.