Q. UM~ C~,,~,h. Q R-Do o q73. hoofdgroep maatschappelijke technologie. Source:

Transcriptie

1 Q R-Do o q73 hoofdgroep maatschappelijke technologie organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek O Rapport nr. : R 83/102 Opdracht nr. : Datum : VERGELIJKEND ONDERZOEK VAN HET TEER- GEHALTE VAN SIGARETTENROOK VAN MACHI- NAAL GEROOKTE SIGARETTEN EN HET TEER- GEHALTEN VAN'SIGAARETTENROOK VAN DOOR PROEFPERSONEN'GEROOKTE SIGARETTEN R. Bosman e.a. Q. UM~ C~,,~,h postbus AE deift bezoekadres schoemakerstraat 97 telex zptno telefoon Auteur : R. Bbsman m.m.v. W.A. de Jong, P.J.F. Nooijen Opdrachtgever : philip Morris Holland B.V. Postbus AD AMSTELVEEN t.a :.v. Hr. G.L. de Bruin,,Niets uit deze ultgave mag worden vermenigdvuldigd en/of openbaar gemaaktdoor middel van druk, fotocopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO : ` Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezenn naar de Aloemene Voorwaarden voor Onderzoeks- en Ontwikkelingsopdrachten aan TNO, 1979" dan wel de desbetreffende terzake tussen partijen gesloten overeenkomst. 1982, TNO 's Gravenhage

2 INHOUD blz. SAMENVATT I NG 3 1. INLEIDING EN DOEL VAN HET ONDERZOEK 4 2. MONSTERNAME 5 3. EXPERIMENTELE OPZET VAN HET ONDERZOEK Machinaal roken volgens de Nederlandse 6 norm NEN Het roken van sigaretten door proef- 6 ( proefpersonen 4. RESULTATEN 9 5. DISCUSSIE REFERENTIES TABELLEN (1 t/m 6) 12

3 SAMENVATTING Van vier sigarettenmerken zijn de teergehaltes bepaald volgens de Nederlandse Norm NEN' 3382 en tevens via een methode, waarbij de sigaretten door proefpersonen werden gerookt. De resultaten van de analyse volgens de norm komen goed overeen met de op de sigarettenpakjes vermelde cijfers. Bij de methode met proefpersonen worden hogere teercijfers gevonden dan via de normmethode. Dit kan worden verklaard uit het feit dat proefpersonen grotere trekken nemen dan een rookmachine. Wanneer men de verhouding van de teercijfers van "mens" en "machine" roken vergelijkt, wijkt een merk (Barclay) nogal af van 3 andere onderzochte merken. Dit kan zijn veroorzaakt door een afwijkende constructie van het filter van dit merk sigaretten.,:,: -

4 1. INLEIDING EN DOEL VAN HET ONDERZOE K Er is zowel internationaal als ook binnen Npderland een vrij uitvoerige discussie ontstaan over het teergehalte van de sigarettenrook van enige recent geintroduceerde merken sigaretten. Deze merken behoren tot de zogenaamde "ultra-low tar" sigaretten (teergehalte : ca I mg per sigaret). De discussie gaat om de vraag in hoeverre de teercijfers welke bepaald worden volgens de Nederlandse norm NEN 3382, 2e druk 1982 (ref. 1), overeenkomen met de hoeveelheid teer die rokers binnen krijgen. Bij de bepaling volgens de Norm worden de sigaretten op gestandaardiseerde wijze met een rookmachine gerookt. Door opdrachtgever werd gevraagd om voor 4 merken sigaretten (teercijfers tussen 1 en 10 mg) de teercijfers te bepalen volgens de nederlandse norm en deze resultaten te vergelijken met de teergehalte in de rook van door proefpersonen gerookte sigaretten. Een en ander conform onze aanbieding in telex no. 938 d.d. 21 arpil I

5 2. MONSTERNAME De voor de uit te voeren analyses benodigde sigaretten werden bij de detailhandel in Delft gekocht op 26 april Van elk merk sigaretten werden 300 sigaretten bemonsterd. In Tabel 1 staan de 4 merken sigaretten, die in dit onderzoek zijn geanalyseerd met de door de fabrikanten op de pakjes vermelde teer en nicotinecijfers.

6 6 3. EXPERIMENTELE OPZET VAN'HET ONDERZOEK 3.1 MACHINAAL ROKEN VOLGENS DE NEDERLANDSE NORM NEN 3382^ Volgens de norm NEN 3382 (ref. 1) worden de teer en nicotine cijfers voor sigaretten bepaald door de sigaretten op een nauwkeurig gestandaardiseerde wijze te roken met een rookmachine. Het rookcondensaat wordt op glasvezelfilters afgevangen, gewogen en gecorrigeerd voor het erin aanwezige water en nicotine. Dit gecorrigeerde condensaat wordt teer genoemd. Via stoomdestillatie worden uit het rookcondensaat de alkalolden vrijgemaakt en spectrofotometrisch bepaald. Dit totaal al'kaloidengehalte van het rookcondensaat wordt "nicotine" genoemd. Parameters, die onder andere van belang zijn bij het rookproces zijn trekvolume (= 35 ml), trekduur (2 seconden) en trekfrequentie (1 keer per 60 seconden). Behalve gravimetrisch, zoals in de normmethode is voorgeschreven, kan het teergehalte van de sigarettenrook ook spectrometrisch worden bepaald. Het glasvezelfilter met het rookcondensaat, wordt daartoe geextraheerd met methanol door het filter gedurende 20 minuten voorzichtig te schudden met 25. ml methanol. Hierna wordt de gekleurde methanoloplossing gefiltreerd over een ),45 pm filter en wordt van de oplossing de absorptie bij 447 nm bepaald (ref. 2). Om uit deze absorptie het teergehalte te berekenen moet wel de extinctiecoefficient bekend' zijn. Door deze methode te ijken met de normmethode kan men de extinctiecoefficient bepalen. In dit onderzoek zijn van 4 merken sigaretten de teer en nicotine cijfers bepaald' volgens de norm NEN 3382, 2e druk De methanoloplossingen, die bij het roken volgens de norm werden verkregen, werden gebruikt om de extinctiecoefficient te bepalen voor de spectrofotometrische methode. 3.2 HET ROKEN VAN'SIGARETTEN DOOR PROEFPERSONEN^^ Dezelfde 4 merken sigaretten, welke machinaal volgens de norm zijn gerookt, zijn ook door tien proefpersonen gerookt. Elke persoon rookte van elk merk 5 sigaretten, zodat per persoon 20 sigaretten werden gerookt. Elk merk sigaretten werd dus 50 keer gerookt. De rookprocedure was als volgt : Verder te noemen : "machinaal"' roken Verder te noemen : "mens" rokem

7 - 7 - De proefpersonen werden gevraagd om de sigaretten te roken op de manier, zoals ze gewend waren. Hierbij werden echter de volgende voorwaarden gesteld : 1. De rook mocht niet worden geinhaleerd. 2. Elke minuut werd een trek genomen (trekfrequentie gelijk aan normmethode. 3. De sigaret moest worden opgerookt tot een gemerkte peuklengte (dezelfde peuklengte als voorgeschreven door de normmethode). 4. De rook moest worden uitgeblazen op een glasvezelfilter. Als een sigaret was gerookt, werd het glasvezelfilter overgebracht in 25 ml methanol en gedurende 20 minuten geschud. Daarna werd de oplossing gefiltreerd over een 0,45 pm filter en werd de absorptie bij 447 nm bepaald. Met behuip van de extinctiecoefficienten, die bepaald'zijn met het roken volgens de norm, kan uit deze absorptie het teergehalte worden bepaald. Tijdens het roken van de sigaretten door de proefpersonen werd met een zeepvliesmeter en een trekweerstand van 10 cm waterkolom bepaald hoe groot het trekvolume van de proefpersonen was. Tevens werd voor elke sigaret het aantal trekken genoteerd, welke nodig waren om de sigaretten tot de vereiste peuklengte op te roken. Samengevat kan worden gesteld, dat het roken door proefpersonen op vrijwel gelijke wijze als het machinaal roken werd uitgevoerd. Twee parameters kunnen echter belangrijk verschillen, namelijk de trekduur en het trekvolume. Deze parameters zijn van invloed op de hoogte van de teercijfers (ref. 3).

8 8 4. RESULTATEN De resultaten van de bepaling in 8-voud van teer en nicotine volgens de Nederlandse norm NEN' 3382 zijn vermeld in Tabel 2. Tevens zijn ter vergelijking in Tabel 2 de door de fabrikanten op de pakjes vermelde teer en nicotinecijfers opgenomen. De resultaten van de spectrofotometrische analyse van de methanoloplossingen en de hieruit berekende extinctiecoefficienten zijn vermeld in Tabel 3. De resultaten zijn gemiddelden van 8 metingen. De methanoloplossingen zijn verkregen bij het uitvoeren van de rookanalyse volgens de norm, zoals beschreven~ in 3.1 en bevatten de teer van de rook van 10 sigaretten in 100 ml methanol. De resultaten van de teeranalyses van de sigarettenrook, geproduceerd door de proefpersonen, zijn vermeld in Tabel 4. In Fig. I is het teergehalte van "mens" roken uitgezet tegen het teergehalte van "machine" roken. Ter vergelijking zijn in Tabel 4 de resultaten van de teeranalyses volgens de NEN norm opgenomen. In Tabel 5 is het aantal trekken vermeld welke nodig waren om de sigaretten tot de gemerkte peuklengte op te roken. In het algemeen wordt bij het "machine" roken geen correlatie gevonden tussen het aantal trekken en het teergehalte. Bij de hier uitgevoerde experimenten met proefpersonen, blijkt het teergehalte wel gecorreleerd te zijn met het aantal trekken. De gevonden regressie tussen teergehalte en aantal trekken en bijbehorende correlatiecoefficient zijn vermeld in Tabel 5. Als het aantal trekken groter wordt, neemt het teergehalte af. In Tabel 6 zijn de trekvolumina van de 10 personen vermeld. Ook blijkt het aantal trekken gecorreleerd met het trekvolumina van de afzonderlijke proefpersonen. De correlatiecoefficienten zijn groter of gelijk aan 0,64 hetgeen nog significant is op het 95% betrouwbaarheidsniveau.

9 12 r feer in mg/sigaret e 1 I voor" mens"roken i 10.~ e i r ~ I e 3 / l 2 ~ / I 0 2 4' 6 B 10' - teer in mg/sigaret', voor"moclrne"roken Fig. 1 Grafiek van het teergehalte van sigarettenrook bepaald via "machine" roken uitgezet tegen teergehalte bepaald via "mens" roken. 1= Belinda 3= Philip Morris U.L. 2 = Peter Stuyvesant E.M. 4 = Barclay

10 5. DISCUSSI E Zoals blijkt uit Tabel 2 komen de op de sigarettenpakjes vermelde teer en nicotine aanduidingen goed overeen met de in dit onderzoek volgens NEN 3382 bepaalde teer en nicotinecijfers. Uit Tabel 3 blijkt dat de extinctiecoefficienten enigszins afhankelijk zijn van het merk sigaretten. U7t de resultaten van de vergelijking tussen "mens" roken en "machine" roken (Tabel 4 en Fig. 1) blijkt dat bij "mens" roken meer teer wordt gevonden dan bij "machine" roken. Een verklaring hiervoor kan zijn, dat bij "mens" roken de trekvolumina groter zijn. In Tabel 5 zijn de gemeten trekvolumina (gemiddelde van ca 15 metingen) van de afzonderlijke proefpersonen vermeld. Het blijkt, dat het gemiddelde trekvolume (41 ml) hoger is dan dat van de rookmachine (35 ml). Dit trekvolume is gemeten met een trekweerstand van 10 cm waterkolom ; de in dit onderzoek betrokken sigaretten hebben een iets lagere trekweerstand, waardoor het trekvolume nog groter kan zijn. Bij, het "mens" roken zijn de trekvolumiina gecorreleerd met het aantal trekken. Hoe groter het trekvolume hoe kleiner het aantal trekken. Het aantal trekken, is gecorreleerd met het teergehalte (Tabel 6). Hoe kleiner het aantal trekken hoe hoger het teergehalte. Inderdaad blijkt uit Tabel 6 dat het aantal trekken bij "mens" roken lager is dan bij,"machine" roken, zodat hierdoor de hogere teergehalten bij "mens" roken kunnen worden verklaard. Uit Tabel 4 en Fig. 1 blijkt tevens, dat de verhouding van de teercijfes voor "mens"'en "machine" roken toeneemt voor de Lagere teergehalten. De resultaten voor de Barclay sigaret wijken echter nogal af van de ander 3 merken. Dit kan worden veroorzaakt door de afwijkende constructie van het filter van de Barclay sigaret. Op grond vam dit onderzoek blijkt bij "mens" roken het teercijfer van Barclay op het niveau van Peter Stuyvesant Extra Mild te liggen en dus duidelijk boven het niveau van Philip Moris Ultra Lights. Een en ander in tegenstelling tot hetgeen worden gevonden bij "machine" roken, waarbij Barclay nog iets onder het niveau van Philip Morris Ultra Lights ligt.

11 6. REFERENTIES 1. Analyse van sigarettenrook Nederlandse norm NEN 3382, 2e druk maart 1982 Uitgegeven door het NNI. 2. Determination of retention of coloured part of smoke constituents by cigarette filters. Direct spectrophotometric method. ISO norm nr Effects of varied smoking machine parameters on deliveries of total particulate matter and selected smoke constituents from an Ultra-low- Tar cigarette. W.S. Schlotzhauer, O.T. Chortyk Journal of Analytical Toxicology, vol. 7, (1983)

12 7. TABELLEN (I t/m 6) TabeL 1 Onderzochte sigarettenmerken. Merk Fabrikant teer in ^' mg/sigaret nicotine in ^ mg/sigaret Belinda B.A.T. 9 0,7 Peter Stuyvesant Extra Mild Turmac 5 0,4 Philip Morris Ultra Lights Philip Morris I 0,1 Barclay B.A.T. 1 0,2 ~ deze teer en nicotine cijfers zijn door de fabrikanten op de pakjes vermeld. Tabel 2 Teer en nicotine, bepaald volgens de norm NEN 3382, 2e druk sigarettenmerk teer in s.d. nicotine in s.d.^-^ teer nicotine mg/sigaret teer in mg/sig. nicotine vlgs vigs fabrikant fabrikant Belinda 8,5 0,2 0,65 0,02 9 0,7 Peter Stuyvesant Extra Mild 4,8 0,2 0,36 0,02 5 0,4 Philip Morris Ultra Lights 1,6 0,1 0, 16 0,01 1 0,1 Barclay 1,0 0,4 0,14 0,03 1 0,2 s.d. standaard deviatie

13 Tabel 3 Bepaling van extinctiecoefficienten van teerextracten. absorptie bij 447 nm (teer teer in berekende sigarettenmerk van 10 siga- s.d. mg/sig. extinctieretten in 100 (uit tab. 2) coefficient -1 ml methanol) in l.g Belinda 0,400 0,013 8,5 0,471 Peter Stuyvesant Extra Mild Philip Morris Ultra Lights 0,228 0,012 4,8 0,471 : 0,079 0,004 1,6 0,506 Barclay 0,056 0,011 1,0 0,538 Tabel 4 Teercijfers van "mens" roken en "machine" rolen. sigarettenmerk teer via "mens" roken in mg/sigaret s.d. teer via "machine" roken in mg/sigaret s.d. verhouding "mens"/"machine" roken Belinda 11,3 2,8 8,5 0,2 1,3 Peter Stuyvesant Extra Mild Philip Moris Ultra Lights Barclay 8, 5 2, 2 4, 8 0,2 1,8 4, 2 1, 4 1, 6 0, 1 2,6 8,8 2,5 1,0 0,4 8,8

14 Tabel 5 Trekvolumina van de afzonderlijke proefpersonen, gemeten met trekweerstand van 10 cm waterkolom. proefpersoon gemid. s.d. trekvolume ine~olumina ,7 11 Tabel 6 Aantal trekken bij "mens"' en "machine" roken en berekende correlatie* tussen teergehalte en aantal trekken bij "mens" roken. sigarettenmerk aantal trekken bij "mens" roken s.d. aantal trekken bij "machine"' roken s.d. berekende'^* regressie correlatie^^^" coeffitient Belinda 7,9 0,7 9,1 0,2 T=-2,8 N ,74 Peter Stuyvesant Extra Mild 7, 6 0, 7 8, 9' 0, 1 T = -2, 8 N , 92 Philip Morris U1tra Lights 7, 2 0, 5 8, 7 0, 1 T = -2, 2 N , 85 Barclay 6,4 0,9 9,0 0,2 T = -2,2 N ,90 * De correlatie is bereken&voor 50 paren waarnemingen per merk. ^'^ T = teergehalte in mg/sigaret N = aantal trekken ^^'^" Alle 4 correlatiecoefficienten zijn significant op het 99% betrouwbaarheidsniveau.?ut+= NvMIIERS 'bst6-qa4 (.4,e nlo%/ +B2) G H Aan/ rj c`m (WSC :J> J6Z f~v3 OR-F ~ilvr1on ~Jrr' erv.,,dc-(l 0 84% 40, Yo (0.5