title: Τοξικότητα υδατικών εκπλυμάτων από προϊόντα καπνού
title: Toxicity of water leachates from tobacco products
Creators: name: Δημητριου Βασιλικη
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2020

description: Τα υπολείμματα των τσιγάρων (αποτσίγαρα) και άλλα απορρίμματα προϊόντων καπνού είναι τα πιο συνηθισμένα αντικείμενα που συλλέγονται στους καθαρισμούς πόλεων, παραλιών και σκουπιδιών παγκοσμίως. Συχνά βρίσκονται πεταμένα σε παραλίες, δρόμους και εισέρχονται στους υδάτινους αποδέκτες μέσω των αποχετεύσεων δημιουργώντας πρόβλημα στους οργανισμούς. Η επίγνωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και των τοξικών χημικών συστατικών που μπορούν να απομακρυνθούν από το τσιγάρο και να γίνουν βιοδιαθέσιμες στη υδρόβια ζωή κατά την έκθεσή τους στο νερό από τους καπνιστές είναι ελλιπής. Τα αποτσίγαρα περιέχουν όλες τις τοξίνες, τη νικοτίνη και τα καρκινογόνα συστατικά που βρίσκονται στον καπνό μαζί με το μη βιοδιασπώμενο φίλτρο. Μελέτες τοξικότητας έχουν δείξει ότι οι ενώσεις που εκπέμπονται από τα τσιγάρα σε αλμυρό και σε γλυκό νερό είναι τοξικές για τους υδρόβιους οργανισμούς. Επίσης καθώς τα δύο τρίτα όλων των καπνισμένων τσιγάρων (τρισεκατομμύρια αποτσίγαρα παγκοσμίως) απορρίπτονται στο περιβάλλον κάθε χρόνο, είναι σημαντικό να εξεταστεί η πιθανή τοξικότητα αυτών των αποβλήτων. Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει την τοξικότητα υδατικών εκπλυμάτων από χρησιμοποιημένα και μη προϊόντα καπνού καθώς και υδατικού διαλύματος νικοτίνης. Τα είδη που εξετάστηκαν ήταν συμβατικά τσιγάρα καπνού (conventional cigarettes,CC) και προϊόντα καπνού που δεν καίγονται (tobacco sticks) με αλουμίνιο σε υπερκάθαρο νερό. Για τα χρησιμοποιημένα προϊόντα καπνού χρησιμοποιήθηκε μηχανή καπνίσματος που ήταν ρυθμισμένη ανάλογα με το δείγμα σύμφωνα με το αντίστοιχο πρωτόκολλο. Στο πρώτο στάδιο έγιναν βιοδοκιμές με το βακτήριο Vibrio fischeri που ανήκει στο τροφικό επίπεδο των αποικοδομητών για τα χρησιμοποιημένα και μη προϊόντα καπνού. Από τα αποτελέσματα προέκυψε ότι τα δείγματα χρησιμοποιημένων και μη συμβατικών τσιγάρων προκαλούν μείωση του πληθυσμού του βακτηρίου 75-100% ενώ τα χρησιμοποιημένα tobacco sticks 50-75% μείωση και θεωρούνται τοξικά. Αντίθετα τα αχρησιμοποίητα tobacco sticks επιτρέπουν την κανονική ανάπτυξη του βακτηρίου καθώς η μείωση ήταν μηδενική. Στο δεύτερο στάδιο έγινε μελέτη της τοξικότητας με τον οργανισμό Daphnia magna που ανήκει στο τροφικό επίπεδο των καταναλωτών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα πιο τοξικά δείγματα είναι τα χρησιμοποιημένα και αχρησιμοποίητα συμβατικά τσιγάρα καθώς και τα αχρησιμοποίητα tobacco sticks αφού προκάλεσαν το θάνατο όλων των οργανισμών. Το δείγμα των χρησιμοποιημένων tobacco sticks ήταν λιγότερο τοξικό καθώς το ποσοστό επιβίωσης στις αντίστοιχες συγκεντρώσεις κυμαίνεται μεταξύ 50-70%. Τέλος το διάλυμα νικοτίνης σε υπερκάθαρο νερό δεν επηρεάζει σχεδόν καθόλου την επιβίωση των οργανισμών και δεν καθίσταται τοξικό. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας η D. magna ήταν πολύ περισσότερο ευαίσθητη σε σύγκριση με το V. fischeri υπό τις δεδομένες πειραματικές συνθήκες, κυρίως όταν ελέχγθηκαν τα συμβατικά τσιγάρα. Γενικά, οι ανώτεροι οργανισμοί εμφανίζονται περισσότερο ευάλωτοι στην τοξικότητα που αναπτύσσεται εξαιτίας προϊόντων καπνού, γεγονός που προκαλεί ανησυχία για την προστασία της δημόσιας υγείας.


description: Cigarette butts and other tobacco product wastes are the most common items picked up in environmental trash beach and urban cleanups worldwide.

They are often thrown away on beaches and roads and they are dispersed through sewer systems and streams into the oceans. Up until now, there is minimum awareness regarding the environmental impacts and toxic chemicals that can be removed from the cigarette and become bioavailable to aquatic life, when exposed to water by smokers. Cigarettes butts contain all the toxins, nicotine and carcinogenic ingredients found in tobacco along with the non-biodegradable filter. Toxicity studies have shown that compounds emitted by cigarettes in salt and fresh water are toxic to aquatic organisms. Also, as two-thirds of all smoked cigarettes (numbered in the trillions of cigarettes worldwide) are discharged into the environment each year, it is important to consider the potential toxicity of these wastes. The present work examines the toxicity of water leachates from used and unused tobacco products as well as aqueous nicotine solution. The items which were examined were conventional cigarettes (CC) and non-burned aluminum tobacco sticks in ultra-pure water. The used tobacco products were obtained from an analytical cigarette-smoking machine that operated according to a standardized protocol. In the first stage, bioassays were performed using the bacterial species Vibrio fischeri, which belongs to the trophic level of decomposers. Bioassays took place with used and non-used tobacco products. The results showed that samples of used and unused conventional cigarettes cause a 75-100% reduction of the bacterial population, while used tobacco sticks 50-75% decrease and are considered toxic. On the other hand, unused tobacco sticks allow normal growth of the bacterium as the reduction level reached zero values. In the second stage toxicity was studied with Daphnia magna, which belongs to the trophic level of consumers. The results showed that the most toxic samples were used and unused conventional cigarettes as well as unused tobacco sticks since they caused the death of all organisms. The sample of used tobacco sticks was less toxic as the survival rate at the respective concentrations varied between 50-70%. Finally, the nicotine solution in ultra-pure water had almost no effect on the survival of the organisms. According to the present results D. magna seemed to be highly more sensitive than V. fischeri under the current experimental conditions, especially when conventional cigarettes were tested. Generally, higher organisms are more vulnerable to the toxicity induced by tobacco products, raising many concerns about public health protection.