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E-Zigaretten erzeugen bei Überhitzung Formaldehyd

Eine Studie zeigt, dass beim Verdampfen von E-Zigaretten Formaldehyd freigesetzt wird. Formaldehyd ist eine krebserregende Chemikalie und wird bei hohen Temperaturen freigesetzt, wie sie bei einigen E-Zigaretten auftreten können. Die Studie zeigt, dass das Risiko von Krebs bei E-Zigaretten-Nutzern höher sein kann als bei Rauchern.

Anmerkung: Die hohen Formeldehydwerte sind nur durch eine (absichtliche) Überhitzung der E-Zigarette ermöglich worden. Beim normalen Gebrauch war kein Formaldehyd feststellbar.


An die Redaktion:

E-Zigarettenflüssigkeiten sind in der Regel Lösungen aus Propylenglykol, Glycerin oder beidem sowie Nikotin und Aromastoffen. Wir haben beobachtet, dass formaldehydhaltige Halbacetale, die nachweislich durch kernmagnetische Resonanzspektroskopie (NMR) nachweisbar sind,1 während des "Vaping"-Prozesses von E-Zigaretten gebildet werden können. Formaldehyd ist ein bekanntes Abbauprodukt von Propylenglykol, das während des Verdampfens mit Propylenglykol und Glycerin reagiert und Halbacetale bildet (Abbildung 1). Bei diesen Molekülen handelt es sich um bekannte Formaldehyd freisetzende Stoffe, die als industrielle Biozide verwendet werden.5 In vielen Proben der Partikel (d. h. des Aerosols) in "gedampften" E-Zigaretten haben sich mehr als 2 % der gesamten Lösungsmittelmoleküle in Formaldehyd freisetzende Stoffe umgewandelt und dabei Konzentrationen erreicht, die höher sind als die Nikotinkonzentrationen. Dies geschieht, wenn Propylenglykol und Glycerin in Gegenwart von Sauerstoff auf Temperaturen erhitzt werden, die von handelsüblichen E-Zigaretten erreicht werden, die mit Hochspannung betrieben werden. Wie sich Formaldehyd freisetzende Stoffe in den Atemwegen verhalten, ist unbekannt, aber Formaldehyd ist ein Karzinogen der Gruppe 1 der International Agency for Research on Cancer.4

Hier stellen wir die Ergebnisse einer Analyse von handelsüblichem E-Liquid vor, das mit einer "Tank-System"-E-Zigarette verdampft wurde, die mit einem Akku mit variabler Spannung ausgestattet ist. Das aerosolierte Liquid wurde in einem NMR-Spektroskopieröhrchen gesammelt (10 50-ml-Züge über 5 Minuten; 3 bis 4 Sekunden pro Zug). Mit jedem Zug wurden 5 bis 11 mg E-Liquid verbraucht und 2 bis 6 mg Liquid aufgefangen. Bei niedriger Spannung (3,3 V) konnten wir die Bildung von Formaldehyd freisetzenden Substanzen nicht nachweisen (geschätzte Nachweisgrenze: etwa 0,1 μg pro 10 Züge). Bei Hochspannung (5,0 V) wurden im Mittel (±SE) 380±90 μg Formaldehyd pro Probe (10 Puffs) als Formaldehyd freisetzende Stoffe nachgewiesen. Ausgehend von den Ergebnissen bei Hochspannung würde ein E-Zigarettenkonsument, der 3 ml pro Tag dampft, 14,4±3,3 mg Formaldehyd pro Tag in Form von Formaldehyd freisetzenden Stoffen inhalieren. Diese Schätzung ist konservativ, da wir weder die gesamte aerosolierte Flüssigkeit noch das Formaldehyd in der Gasphase erfasst haben. Eine Schätzung der durchschnittlichen Abgabe von Formaldehyd aus herkömmlichen Zigaretten liegt bei etwa 150 μg pro Zigarette3 oder 3 mg pro Schachtel mit 20 Zigaretten. Die tägliche Formaldehydexposition durch Zigaretten, E-Zigaretten aus der Formaldehydgasphase und E-Zigaretten aus Aerosolpartikeln, die Formaldehyd freisetzende Stoffe enthalten, ist in Abbildung 1 dargestellt.

Inhaliertes Formaldehyd weist einen Steigungsfaktor von 0,021 kg Körpergewicht pro Milligramm Formaldehyd pro Tag für Krebs auf (http://oehha.ca.gov/risk/pdf/TCDBcas061809.pdf. öffnet in neuem Tab). Bei Personen mit einem Körpergewicht von 70 kg kann das mit langfristigem Zigarettenrauchen verbundene zusätzliche Lebenszeitkrebsrisiko bei 1 Schachtel pro Tag auf 9×10-4 geschätzt werden. Wenn wir davon ausgehen, dass das Inhalieren von Formaldehyd freisetzenden Stoffen das gleiche Risiko pro Formaldehyd-Einheit birgt wie das Inhalieren von gasförmigem Formaldehyd, dann ist langfristiges Dampfen mit einem zusätzlichen lebenslangen Krebsrisiko von 4,2×10-3 verbunden. Dieses Risiko ist fünfmal so hoch (im Vergleich zu dem in Abbildung 1 dargestellten Risiko auf der Grundlage der Berechnungen von Miyake und Shibamoto) oder sogar 15-mal so hoch (im Vergleich zu dem in Abbildung 1 dargestellten Risiko auf der Grundlage der Berechnungen von Counts et al.) wie das mit Langzeitrauchen verbundene Risiko. Darüber hinaus lagern sich Formaldehyd freisetzende Stoffe möglicherweise effizienter in den Atemwegen ab als gasförmiges Formaldehyd, so dass sie einen höheren Neigungsfaktor für Krebs aufweisen könnten.

https://doi.org/10.1056/nejmc1413069

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25607446/

Jensen RP, Luo W, Pankow JF, Strongin RM, Peyton DH. Hidden formaldehyde in e-cigarette aerosols. N Engl J Med. 2015;372(4):392-394. doi:10.1056/NEJMc1413069