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【综述】电子烟的安全性浅析

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文章来源:中华结核和呼吸杂志,2019,42(5):393-397

DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-0939.2019.05.016

作者:曾鼎宸鲁黎明赵希胜杨尚谕蒋垚童铸封漪

单位:四川农业大学农学院

电子烟是一种迎合消费者追求健康的心理而出现的新兴产品,近年来得到了迅速的发展。在各种各样的宣传下,电子烟已成为很多消费者眼中的"健康产品",实际上电子烟并不是消费者心目中的无毒无害的健康新品,而是对人体具有潜在危害的电子产品。本文从烟油、气溶胶、烟用电池、生产条件等多个角度对电子烟的潜在危害性进行了探讨,同时,就我国电子烟产业的健康发展提出了相应的建议。

随着社会经济的发展、人们生活水平的提高以及健康意识的增强,吸烟有害健康已经成为大众的常识,世界卫生组织也已将烟草列为人类健康最大的威胁,并已经确认吸烟为公共健康最大的危害

1,2,3,4]

。反烟运动在全球范围内风起云涌,许多国家已经通过立法等手段,对传统卷烟的生产、销售以及使用等进行了一系列的限制

5,6]

正是在这种形势下,标榜"安全无害"、"戒烟产品"的新型制品——电子烟应运而生。电子烟是一种能够蒸发含尼古丁溶液的装置,该装置通过高温将液体蒸发后喷出,喷出后在大气中冷凝形成微小雾滴,在使用过程中可产生类似传统烟草的烟雾

7,8,9]

。电子烟于2003年由我国辽宁省中药研究所工程师韩力所发明,并于2004年开始投入生产与销售。我国不仅作为电子烟的起源地,同时也是世界第一生产大国,其总产量达世界电子烟生产总量的90%,生产场地主要集中于广东与浙江等地

10,11,12,13]

不含香烟中的焦油及悬浮微粒等其他有害成分、能够在公共场合抽吸以及与香烟近似的味道,同时可以用于戒烟,这是电子烟所宣扬的主要优点

14]

,同时,由于其丰富的口味以及较高的可把玩性,电子烟也成为一部分年轻人的钟爱。因此,自电子烟上市以来,其发展十分迅速。世界卫生组织官网的数据显示,全球2013年电子烟的销售额约35亿美元;截至2014年,电子烟遍布全球62个国家,覆盖总人口的50%左右,全球销售额约60亿美元,同比增长约1倍。据统计,美国2013年电子烟销售额已经超过10亿美元,预计在2020年左右可达到100亿美元,且有望十几年内超过传统卷烟的市场份额

15,16]

电子烟蓬勃发展的背后,是公众对电子烟产品安全性的信赖。李晟姝等

17]

关于电子烟使用的调查报告结果显示,在956名受调查吸烟者中,多数认为电子烟对人体安全或相对传统卷烟更为安全。然而,电子烟真如所宣称的那样安全吗?本文将从电子烟烟油、烟雾、电池以及生产资质、制假等方面逐一剖析电子烟的安全性,并借此机会与同行进行商榷。

一、电子烟液的潜在危害性

电子烟烟液又称电子烟烟油,其主要组成成分为有机溶剂、香味物质(食用香精)、烟碱以及少量的添加剂等。有机溶剂主要为1,2丙二醇(1,2-propanepiol)以及丙三醇(也称甘油,Glycerol),通常占据烟液成分的90%左右

18]

Lim和Shin

19]

用2,2,2-三氟乙基肼衍生化处理225个电子烟液样品后,通过顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱法,测量样品中的甲醛和乙醛含量,发现受测样品中全部含有乙醛,且仅有18个样品中不含有甲醛。陈刚等

20]

通过高效液相色谱法测定了48种国内主流电子烟烟液中甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮和丁醛等8种挥发性羰基化合物的含量,结果显示,48种烟液中仅有一个样品不含有这8种挥发性羰基化合物,且90%的样品含有甲醛和乙醛。而甲醛、乙醛等活性羰基化合物常被称为致癌物和人体毒物,能够导致多种疾病

21]

。同时,不同组成成分、不同浓度的电子烟烟液对人体呼吸道、鼻、肺泡等部位的细胞以及人体胚胎干细胞等的细胞毒性研究结果表明,电子烟液对部分细胞具有细胞毒性,且部分烟液样品可造成细胞凋亡,从而证明其对生物体的有害性

22,23]

韩书磊等

24]

检测了电子烟烟液中烟碱与其他生物碱的含量,结果表明,多数电子烟烟液样品中烟碱含量与烟液包装标准不符,且多数烟液使用烟草提取物,部分使用烟碱纯品。欧盟及美国食品药品监督管理部门均已经颁布数条关于电子烟的规定,对电子烟烟液的添加剂以及烟碱浓度等进行了规定。但在我国,由于没有相应的规定或标准,生产厂家对烟油中的烟碱含量随意添加,同时也将维生素、咖啡因等欧盟禁止添加的成分在烟油中添加,以作为售卖的噱头

25]

此外,我国对于电子烟烟液包装也并无明确要求,而其包装常由卡通图案构成,再加之其香精等物质散发出的香味,增加了儿童误食烟液的可能。Demir和Topal

26]

报道了1名6岁儿童由于误食电子烟烟液而造成突发性感觉神经性听力损失。Noble等

27]

也报道,1名6岁儿童误食电子烟尼古丁补充液后,迅速丧失知觉且全身出现抽搐。由此可见,儿童误食电子烟烟液后会出现十分严重的后果。文献报道

28]

,一个成人的尼古丁致死量<60mg,而一瓶电子烟烟液的尼古丁含量往往远大于此含量。因此,直接食用电子烟烟液,无论是对于儿童还是成人都具有巨大的危害。

此外,虽然1,2丙二醇、甘油和香精在食品和药品中都有着广泛的应用,但人体对这些看似安全的化学成分的摄入途径为消化道。至于其雾化后进入人体呼吸系统后对人体产生的潜在危害性,值得进一步探讨。另外,为使电子烟液的口感更加丰富,在生产过程中部分厂家会在烟液中添加不同成分的凉味剂以及润喉剂等添加剂。尽管没有相关法规对这类添加剂的使用进行规范与限制,但对其安全性的研究目前也同样缺乏。

二、电子烟烟液气溶胶的危害性

卷烟烟气是在卷烟抽吸过程中由烟草燃烧、裂解和蒸馏过程所形成的复杂成分,目前已经从中检测出5000余种化合物,其中还包括100余种有毒有害物质和致癌物质

29]

。电子烟烟液气溶胶则为电子烟烟液经发热部件加热雾化产生,经呼吸道直接吸入肺部。与未经过雾化的电子烟烟液相比,电子烟烟液气溶胶的安全性更值得关注。

Goniewicz等

30]

对电子烟烟液气溶胶中的羰基化合物、挥发性有机化合物、亚硝胺和重金属等4类毒性及致癌物质进行了分析,结果表明,虽然检测样品中这4类物质的浓度均小于传统卷烟,但仍能检测出来。美国波特兰州立大学的研究结果显示,电子烟烟液气溶胶中甲醛含量与电子烟使用功率有关,在最高功率下,电子烟烟液气溶胶中的甲醛释放量竟高于传统卷烟

31]

。同时,由于电子烟相比传统卷烟的使用频率更为频繁,其气溶胶中的甲醛等物质更容易被肺部吸收。

众所周知,吸烟可导致心血管疾病的发生

32]

,那么,电子烟烟液气溶胶对心脏健康的影响也同样值得关注。Farsalinos等

33]

进行了20个电子烟烟液气溶胶与传统卷烟烟气对心肌细胞毒性的研究,结果显示,部分气溶胶样品对心肌细胞具有细胞毒性。张亮等

34]

采用中性红细胞毒性法,以甘油、丙二醇为空白对照,对6个电子烟烟液所产生的气溶胶与传统卷烟烟气进行了细胞毒性的对比分析,结果显示,空白对照的细胞毒性最低,6个电子烟烟液气溶胶样品均具有一定程度的细胞毒性,且在深度抽吸时显著大于标准抽吸条件。总体来说,电子烟烟液气溶胶对细胞有一定的毒性,但长期使用电子烟对人体的毒害性研究还较为缺乏。

值得一提的是,在Marasco等

35]

报道的病例中已有使用电子烟后引起的自发性肺气肿的情况,但总体来说,关于电子烟使用后的临床病例报道较少,还需要进行更多的电子烟烟液气溶胶危害性的研究。

三、电子烟用电池的安全隐患

目前,电子烟所使用的电池以锂电池居多,主要包括钴酸锂离子电池、磷酸铁锂离子电池以及锰酸锂离子电池

。电子烟电池虽然体积不大,但其爆炸时造成的伤害却比较大,同时,鉴于其内部结构的特点,电子烟爆炸时其金属外壳碎裂很容易形成二次伤害

36]

。Ban等

37]

报道1名男子因使用电子烟时发生爆炸,导致腹部一度烧伤,右手拇指骨折,部分电子烟外壳嵌入其上颌骨。Kumetz等

38]

报道1名29岁男子在使用电子烟时,在口中发生爆炸,导致面部烧伤及骨折;1名23岁女性口袋中的电子烟里发生自动点火,从而导致手部及腿部烧伤。近年来,随着电子烟的不断普及,电子烟电池爆炸和起火的报道也越来越多,据统计,2009—2016年,美国食品药品监督管理局共接到134起相关报道

12]

导致电子烟电池爆炸的原因主要有:(1)使用过程中电池短路;(2)充电过程中使用不匹配充电器长期充电;(3)长时间充电导致保护电路失效,引起爆炸与起火。在电子烟爆炸致伤的报道中,多数是由于使用过程中电池短路导致的。

此外,电子烟用电池本身的质量也同样存在问题。杨旭等

39]

对市售的电子烟电池及其充电器的安全性进行了检测,设置了常温外部短路试验、过充电试验以及燃烧喷射试验等,结果表明,大多数电子烟锂电池存在着严重的安全隐患。

四、卫生条件及制假所带来的安全性问题

卷烟生产过程中,对环境卫生条件以及卷烟辅助材料的卫生条件与安全性具有严格的要求。电子烟的使用方式类似卷烟,可直接由使用者吸入肺部,但电子烟的生产却并没有类似卷烟生产的相关要求。电子烟烟液组成成分是否采用食品级的材料、电子烟制造组件是否符合食品卫生条件要求等,均构成了电子烟的潜在危害性。同时,电子烟市场真假产品鱼目混珠,制假现象严重,越来越多无生产资质的厂家进入电子烟行业,生产大量的假冒伪劣产品,导致本身就无生产标准的电子烟产品的安全性问题更加突出

40]

五、电子烟行业监管缺位所蕴藏的潜在风险

面对电子烟的蓬勃发展,世界各国采取了不同的管理措施。美国于2016年依据"家庭吸烟预防和烟草控制法"将电子烟定义为其他烟草制品;日本、英国、俄罗斯等国也将电子烟分别列为烟草制品、医疗器械及普通销售品进行管制;而巴西、新加坡等国则明令禁止电子烟的销售

41]

。2018年10月10日,我国香港特别行政区行政长官林郑月娥发表施政报告,称将开始全面禁止电子烟及其他新型烟草产品。我国虽然是电子烟的发源地,但到目前为止仍未对电子烟进行分类管理,也没有制定对电子烟生产与销售的国家或行业层面的法规或标准

25,42]

。由于监管的缺位,导致国内市场电子烟的宣传、广告不受限制,且其内容往往夸大其词,许多电子烟以"健康烟","无毒无害"等口号自诩,甚至宣称电子烟可以清除肺部的毒素

43]

。由于电子烟对人体的危害性尚不清晰,这种离谱的宣传显然具有一定的误导性

44]

同时,缺失的监管使得消费者能够通过线上、线下等各种渠道购买到多种多样的电子烟产品,其中有很多电子烟含有尼古丁成分。电子烟的使用群体除了成年人外,不乏一部分未成年人,甚至是小学生

45]

。据调查,2013年全国初中生的尝试吸烟率已经达到了19.9%,而这其中不乏一部分电子烟尝试使用者

46,47]

。电子烟在青少年人群的流行,其危害不仅在于电子烟会对青少年身体造成危害,还有可能诱导青少年去吸食传统卷烟

48]

。Bartter

49]

对美国中学生电子烟和卷烟使用情况的调查结果表明,电子烟的使用群体与当前正在使用卷烟或正在计划戒烟的群体有很高的关联性,并且电子烟与传统卷烟相比,其戒烟的可能性更低。

此外,电子烟监管的缺位还导致电子烟的质量参差不齐以及走私问题。由于缺乏电子烟的生产标准,电子烟生产厂家并不清楚电子烟的质量要求,因而导致目前市场上不仅产品质量鱼目混珠,且对产品的宣传存在夸大性与误导性。这样不仅不能促进电子烟产业的健康发展,而会一步一步让电子烟成为新的公众健康威胁。同时,在电子烟消费的终端,进口电子烟产品一直被消费者所追捧,但这些所谓的进口产品很大可能是通过走私进入国内市场的。2017年广东省珠海拱北海关破获的电子烟走私案件,涉案金额达3亿元人民币,其中4家重大嫌疑公司垄断了全国80%的进口电子烟市场

50]

六、建议与展望

我国作为烟草生产与使用最多的国家,拥有世界上最大的电子烟潜在消费群体,但我国对于电子烟的监管却仍处于空白状态。纵观各国对于电子烟行业的态度以及颁布的各种法规政策可以看出,电子烟行业真正的蓬勃发展并不是建立在毫无限制、毫无底线的盲目生产与夸大宣传之上。实际上,本文上述电子烟的种种潜在危害性,基本上可以通过制定相应的法律、法规与技术标准加以限制、规范与规避

51]

。为此,笔者建议国家相关部门尽快制定相应的规章、条例与技术标准,规范电子烟的生产、销售及宣传,为我国电子烟的良性发展营造健康的环境。

1.明确电子烟的地位:

针对我国电子烟的发展状况及我国的国情,参照其他国家的做法对电子烟进行明确分类,可以归为烟草制品、医疗器械或单独归类,从而进行有效监管。根据我国消费者对电子烟的使用情况,笔者认为将电子烟列入烟草制品的范畴更为合适。我国对烟草制品的监管与专卖管理已有30多年的经验,并已经形成了成熟的法律框架体系及专卖管理体系。由烟草专卖部门对电子烟进行统一监管,管理效率较高,成效较大。同时,电子烟本身也是作为烟草替代品而出现的新兴产物,多数烟油中含有来自烟草的尼古丁成分,且使用电子烟的动机与状态与吸食传统卷烟有很高的相似性,将其纳入烟草制品进行监管较为合理

52,53]

对于电子烟的明确定位不应只是国家管理层面的责任,作为消费者同样义不容辞。在多数电子烟使用者眼中,电子烟被视为健康的戒烟替代产品,但事实上电子烟与传统卷烟一样具有成瘾性及危害性。因此,作为消费者应当更为理智地对待电子烟,将电子烟与传统卷烟一视同仁,不应让电子烟成为戒烟与禁烟口号之下的漏网之鱼。

2.设立电子烟生产准入门槛:

设置电子烟生产门槛可有效减少市场上假冒伪劣电子烟产品的出现。电子烟行业门槛的设置可参照国内对卷烟与雪茄生产的管理规定,仅有取得相应资质的企业才能进行符合相应标准的电子烟产品的生产。同时,禁止电子烟产品以各种形式进行广告宣传。电子烟产品的销售也应纳入专卖或准专卖管理,需由取得相应许可证书的单位或个体工商户在专卖部门或市场管理部门的监督与管理下进行销售。

3.制定电子烟烟液技术标准:

规范烟液中的各种配方成分的安全与卫生标准,禁止添加维生素、咖啡因以及食用色素等添加剂,并确定各种食用香精的安全添加量;规定电子烟液用甘油、丙二醇及尼古丁等的卫生与安全技术标准。同时,就电子烟烟液配方成分及气溶胶中各种有害物质的浓度范围做出相应的规定。

4.颁布电子烟设备的安全标准:

作为一种电子设备,电子烟同样要具备安全性的标准。在具体制定标准时可参照其他电子产品的安全性标准,以确保消费者能够安全使用。雾化器是电子烟的关键部件,在使用过程中直接与人的口腔接触,因此其选材的卫生标准也应做出相关规定,以确保其安全无毒。由于烟液的雾化温度与雾化的效果密切相关,故应在研究的基础上,规定电子烟使用时的安全与最适温度范围,这样既能够避免因高温而产生有害物质,又可以给消费者提供更好的体验。

电子烟在使用过程中由于短路造成的爆炸事件屡见报道,因此,电子烟设备的短路保护功能应该作为其基本功能,并且对其功能的可靠性进行相关的可靠性测试,同时应禁止无短路保护功能的电子烟的生产及销售。

电子烟的间歇性抽吸的特性决定了电子烟用电池要具有"爆发性",即要求电池在高功率条件下进行输出。电池安装泄压阀后,在短路过程中将自动断路,从而保证电池不至引起爆炸。因此,应当将泄压阀的安装作为电子烟专用锂电池的强制标准,同时与电池相配套的充电器的安全标准也应当一并制定。

目前,不乏报道将电子烟用发热丝作为部分有害物质产生的来源,其原因在于:(1)电子烟发热丝在高温下会产生一部分有毒有害物质;(2)电子烟抽吸时发热丝长时间处于湿热环境下,可引发一些含铁材质的发热丝生锈。总之,电子烟发热丝的潜在危害性仍需要进行深入的研究,并在此基础上制定相关规章与标准,规范发热丝的材质与制造工艺,以避免对人体的危害。

5.深入研究电子烟吸食对人体的潜在威胁:

作为一个新生事物,电子烟出现伊始即受到了消费者的追捧,其市场份额迅速上升,大有取代传统卷烟之势。然而,目前人们对电子烟吸食对人体健康的长期潜在影响却并不清楚。我国作为电子烟的发源地,且拥有现今世界上最大的电子烟生产能力以及庞大的潜在消费群体,因此建议国家相关部门组织跨学科、多领域的联合攻关,深入研究电子烟的安全性,并及时制定相应的技术标准,规范电子烟的生产、宣传与销售,以保护消费者的合法权益,促进电子烟产业的健康、稳定发展。

参考文献(略)

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