Passivrauch und „Third Hand Smoke“: Giftige Metalle im Tabakrauch aufgespürt

Wissenschaftler liefern überraschende neue Hinweise zu den anhaltenden gesundheitlichen Auswirkungen des Passivrauchens.

Zigarettenrauch wird seit Jahren untersucht, wobei eine Vielzahl darin enthaltener Schadstoffe wie toxische Schwermetalle ermittelt wurde. Aber welche dieser Metalle lassen sich genau auf die Exposition gegenüber Passivrauch oder sogenannten „Third Hand Smoke“ (THS; Ablagerung auf Oberflächen) zurückführen? Die Beantwortung dieser Frage war bisher schwierig, weil viele der im Tabakrauch enthaltenen Metalle auch von industriellen oder natürlich vorkommenden Schadstoffen herrühren könnten, die die Luft in Innenräumen und im Freien verunreinigen.

Eine aktuelle Studie von Wissenschaftlern des Lawrence Berkeley National Laboratory (USA) hat nun zur Identifizierung von 28 Spurenmetallen im Tabakrauch geführt. Die Ergebnisse liefern neue Hinweise in Bezug auf die langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen von Passivrauchen und THS hin.

„Es ist wichtig, die Spurenmetalle aus Passivrauch und THS zu quantifizieren, da einige Spurenmetalle auch in anderen Schadstoffquellen im Innen- und Außenbereich vorhanden sind“, erläutert Hugo Destaillats, Hauptautor der Studie und Forscher in der Indoor Environment Group der Energy Technologies Area des Berkeley Lab. „Seit mehr als einem Jahrzehnt untersucht unsere Arbeitsgruppe giftige organische Schadstoffe, die beim Rauchen freigesetzt werden. Wir möchten nun das Bild der anhaltenden Hinterlassenschaft des Rauchens vervollständigen, indem wir untersuchen, wie Spurenmetalle zur Gesundheitsbelastung durch Tabak beitragen können.“

Im Verlauf von Experimenten in einer Klimakammer in Wohnraumgröße im Berkeley Lab sammelte ein Team der Indoor Environment Group über einen Zeitraum von 43 Stunden nach dem Schwelen von sechs Zigaretten Proben von Aerosolpartikeln. Um Passivrauchen zu charakterisieren, verwendeten die Forschenden teflonbeschichtete Filter, mit denen sie frisch emittierte Aerosolproben unmittelbar nach dem Abbrennen der Zigaretten einfingen. Anschließend nahmen sie über längere Zeiträume zusätzliche Proben, um den Passivrauch zu charakterisieren.

Co-Autor Wenming Dong, Wissenschaftler in der Earth and Environmental Sciences Area (EESA) des Berkeley Lab, verwendete im EESA Aqueous Geochemistry Laboratory ein fortschrittliches System für Triple-Quadrupol-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (QQQ ICP-MS), um signifikante Konzentrationen von 28 Spurenmetallen im Passivrauch und im THS zu erkennen. Darunter befanden sich mehrere giftige Metalle wie Cadmium, Arsen, Chrom, Beryllium und Mangan.

Um besser zu verstehen, wie Spurenmetalle zur chemischen Zusammensetzung von Passivrauch und THS beitragen können, nutzten die Wissenschaftler dann die experimentellen Ergebnisse der Klimakammerstudie, um die Konzentration von Spurenmetallverunreinigungen im Haus eines Rauchers und in nicht zu Wohnzwecken genutzten Szenarien wie Raucher-Bars bei unterschiedlichen Luftaustauschraten vorherzusagen. In fast allen modellierten Szenarien stellten sie fest, dass die vorhergesagte Konzentration von Cadmium, Arsen und Chrom in der Raumluft die Krebsrisiko-Richtlinien des US-Bundesstaates Kalifornien überschritt. Sie fanden außerdem heraus, dass einige dieser Metalle über die staatlichen Referenzwerte für chronische Belastungen, die nicht zu Krebs führen, hinausgingen.

Laut den Forschenden des Berkeley Lab ist diese Untersuchung ein erster Schritt zum Verständnis dafür, wie Tabakrauch zur Gesamtbelastung durch Spurenmetalle in Innenräumen beitragen kann.

„In Umgebungen, in denen geraucht wird, finden sich diese Spurenmetalle in der Raumluft sowie auf Oberflächen und in Staubpartikeln, und Menschen können ihnen beispielsweise durch Aufnahme über die Haut und Verschlucken ausgesetzt sein“, erklärt Xiaochen Tang, Erstautor der Studie. „Wir haben unsere Analyse auf das Einatmen von luftgetragenen Metallverunreinigungen konzentriert, daher stellen unsere Ergebnisse nur einen Teil der gesamten Belastung dar. Angesichts der Persistenz von Spurenmetallen in der Umwelt wäre es wichtig, die Wirksamkeit von Belüftung, Reinigung und Staubsaugen als Entfernungsmechanismen für diese Schadstoffe besser zu verstehen.“