[논문]전자담배 액상 및 기체상 중 유해물질 고찰

신호상

doi:10.5668/jehs.2013.39.6.483

전자담배 액상 및 기체상 중 유해물질 고찰
Review on Toxic Substances in the Liquid and Gas Phases of Electronic Cigarettes 원문보기

韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences, v.39 no.6, 2013년, pp.483 - 491

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: Electronic cigarettes are battery powered devices that convert a nicotine-containing liquid into an inhalable vapor. The device aerosolizes nicotine so that it is readily entrained into the respiratory tract, from where it enters the bloodstream. Information on the safety of E-cigarettes is required. Methods: Seventeen articles on studies analyzing toxic substances in the liquid and gas phases of electronic cigarettes were reviewed. Results: Tobacco-specific nitrosamines, bis(2-ethylhexyl) phthalate, formaldehyde and acetaldehyde, known to be carcinogenic agents in humans or animals, were detected in the liquid and gas phases. In addition, diethyl phthalate, acetone, ethanol, cresol, xylene, propylene, styrene, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol cis-3-hexen-1-ol, methyl cinnamate and undecane were identified in the liquid and gas phases of E-cigarettes. Propylene glycol, glycerin, 1-methoxy-2-propanol, 1-hydroxy-2- propanone, acetic acid, 1-menthone, 2,3-butanediol, menthol, carvone, maple lactone, benzyl alcohol, 2-methyl-2-pentanoic acid, ethyl mantel, ethyl cinnamate, myosamine, benzoic acid, 2,3-bipyridine, cotinine, hexadecanoic acid, and 1'1-oxybis-2-propanol were detected in the vapors of E-cigarettes. Conclusion: The hazardous compounds identified in the liquid and gas phases of E-cigarettes should be controlled for the lowest concentrations in the raw materials and production procedures.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 17 편의 발표된 논문과 보고서를 기초로 그 동안 전자담배의 액상에서 검출한 유해성분을 정리하였으며 이들 유해 성분들을 분석하기 위해 사용한 분석법을 정리하였다. 이 고찰은 지금까지의 전자담배의 유해물질에 대해 연구한 내용을 정리함으로써 이에 대해 많은 관심을 갖고 있는 연구자 및 전자담배 소비자들에게 필요한 정보를 제공하고자 한다.
본 연구에서는 17 편의 발표된 논문과 보고서를 기초로 그 동안 전자담배의 액상에서 검출한 유해성분을 정리하였으며 이들 유해 성분들을 분석하기 위해 사용한 분석법을 정리하였다. 이 고찰은 지금까지의 전자담배의 유해물질에 대해 연구한 내용을 정리함으로써 이에 대해 많은 관심을 갖고 있는 연구자 및 전자담배 소비자들에게 필요한 정보를 제공하고자 한다.

제안 방법

⁷⁾ Shin 등²⁵⁾ 은 전자담배 액상 중 알데하이드류 분석법으로 액상중 알데하이드류를 pentafluoroethylhydrazine (PFEH)을 사용하여 유도체화한 후 headspace (HS)로 추출한 후 GC-MS로 측정하여 낮은 검출한계를 얻을 수있었다. 전자담배 기체 상 중에서 알데하이드를 분석하는 방법으로 임핀저 (impinger)를 사용하여 포집과 2,4-DNPH로 유도체화가 이루어진 후 HPLC로 측정하는 방법을 주로 사용하였다.^7,17,26) Shin 등²⁷⁾은 전자담배 기체상 중 알데하이드류를 gastight syringe를 사용하여 포집하고 PFEH로 유도체화한 다음 HS로 추출한 후 GC-MS로 측정하였다.
최근 Shin 등²¹⁾에 의해서도 전자담배 기체상 중 알데하이드류에 대한 폭넓은 연구가 이루어졌는데 이 연구에서는 전자담배 30개 종류의 액상으로부터 전자담배를 사용하여 기화되었을 때에 FA, AA 및 AL이 검출되었는데 기체상에서 검출된 FA와 AA는 액상에 있었던 농도 보다 증가하는 것을 관찰하였으며 액상에서는 검출되지 않았던 아크로라인이 추가적으로 검출되었다. 전자담배 기체상 중에 FA를 분석한결과 4.

이론/모형

Shin 등²⁷⁾에 의해 전자담배 액상 중 DEP, DEHP, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, cis-3-hexen-1-ol, methyl cinnamate와 undecane을 분석하였는데, 이때 MeOH로 희석하여 GC-MS로 측정하는 방법을 사용하였다. 크로마토그램 상에서 많은 간섭현상이 예상되었으나 간섭은 거의 없는 것으로 나타났다.

성능/효과

21) cis-3-Hexen-1-ol을 분석한 결과 0.12-465.8 mg/m3 (0.028-104.3 µL/L, 0.004-16.30 µg/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 26.5 mg/m3 (5.94 µL/L, 0.928 µg/puff)이었으며 methyl cinnamate을 분석한결과 0.13-71.69 mg/m3 (0.018-9.91 µL/L, 0.005-2.509 µg/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 3.12 mg/m3 (0.431 µL/L, 0.109 µg/puff)이었다.
미국의 FDA는 전자담배 액상 중에는 프로필렌그라이콜 (드물게 디에틸렌그라이콜)과 그리세린이 검출되었다고 보고하였다.⁶⁾ 프로필렌그라이콜과 그리세린은 전자담배 액상의 주요 용매로 사용되고 있어서 이들이 검출되었다는 것은 특별하지는 않다. Hadwiger 등은 전자담배 액상 중에서 aminotadalafil와 rimonabant을 검출하였다.
AA를 분석한 결과 4.10-68.19 mg/m3 (2.09-34.71 µL/L, 0.144-2.38 µg/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 22.14 g/m3 (11.27 µL/L, 0.775 µg/puff)이었다.
AL을 분석한 결과 0.37-20.11 mg/m3 (0.15-8.05 µL/L, 0.013-0.704 µg/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 3.91 g/m3 (1.56 µL/L, 0.137 µg/puff)이었다.
DEHP를 분석한 결과 0.31-11.55 mg/m3 (0.018-0.663 µL/L, 0.011-0.404 µg/puff)의 범위였고 평균농도는 1.56 mg/m3 (0.09 µL/L, 0.055 µg/puff)이었다.
DEP을 분석한 결과 0.61-205 mg/m3 (0.062-20.684 µL/L, 0.021-7.18 µg/puff)의 범위였고 평균농도는 19.4 mg/m3 (1.96 µL/L, 0.678 µg/puff)이 었다.
NAB를 분석한 결과 0.1-4.7 µg/m3 (0.02-0.55 nL/L, 0.01-0.16 ng/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 0.8 µg/m3 (0.09 nL/L, 0.03 ng/puff)이었으며, NNK를 분석한 결과 0.1-21.7 µg/m3 (0.01-2.35 nL/L, 0.01-0.76 ng/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 2.5 µg/m3 (0.27 nL/L, 0.09 ng/puff)이었다.
137 µg/puff)이었다. 이 결과는 전자담배의 액상에는 FA와 AA가 존재하며 전자담배의 기체상이 되면서 이들의 양은 더 늘어날 뿐만 아니라 액체상에 없었던 AL도 기체상에서 측정할 수 있었다. 이 연구에서도 기화되면서 알데하이드류가 생성되는 것을 다시 확인할 수 있었다.
22 ng/puff)이었다. 이 결과에서 전자담배의 기체상에서 검출된 TSNAs는 모두 액상에 있었던 것으로 판단이 되며 기화과정에서 새로 생성되거나 오염되지는 않는 것으로 판단이 된다.
전자담배 기체상 중에 FA를 분석한결과 4.04-73.86 mg/m3 (3.02-55.15 µL/L, 0.141-2.585 µg/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 20.24 g/m3 (15.11 µL/L, 0.708 µg/puff)이었다.
전자담배 기체상 중에 NNN을 분석한 결과 0.1-1.3 µg/m3 (0.01-0.17 nL/L, 0.01-0.05 ng/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 0.3 µg/m3 (0.04 nL/L, 0.01 ng/puff)이었으며, NAT를 분석한 결과 0.1-17.5 µg/m3 (0.01-2.08 nL/L, 0.01-0.61 ng/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 2.7 µg/m3 (0.32 nL/L, 0.10 ng/puff)이었다.
총 TSNAs를 계산한 결과 0.3-44.1 µg/m3 (0.03-5.00 nL/L, 0.01-1.54 ng/puff) 의 범위로 검출되었고 평균농도는 6.3 µg/m3 (0.73 nL/L, 0.22 ng/puff)이었다.
테트라에틸렌그라이콜을 분석한 결과 0.01-7.80 g/m3 (1.0-982 µL/L, 0.4-273 µg/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 0.76 g/m3 (96 µL/L, 27 µg/puff)이었다.
펜타에틸렌그라이 콜을 분석한 결과 0.03-6.25 g/m3 (3.0-680 µL/L, 1.0-219 µg/puff)의 범위로 검출되었고 평균농도는 0.7 g/m3 (76 µL/L, 24 µg/puff)이었다.

후속연구

11 µg/L의 농도범위로 검출되었다고 보고하였다. 특히 NNN과 NNK는 IARC가 발암물질로 분류하고 있으므로 이에 대한 관리가 철저히 이루어져야할 것으로 보이며 이들 TSNAs는 천연적으로 또는 제조과정에서 전구체가 산화되어 생성되는 것으로 판단되어 원료나 제조과정의 철저한 관리가 요망된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전자 담배는 어떻게 구성되어 있는가?	전자 담배 (Electronic cigarettes)는 본체와 기체 변환장치 (분무기) 그리고 니코틴이 들어있는 카트리지로 구성되어 있다 (Fig. 1).
	전자담배를 처음 개발한 곳은?	이 장치는 니코틴이나 담배, 초콜렛, 과일 및 커피향을 프로필렌 그라이콜 (propylene glycol) 또는 그리세롤 (glycerol)에 녹여 채워서 사용할 수 있게 만들었으며 니코틴 액을 기체로 변환시켜 인체 내로 흡입할 수 있게 만든 장치이다.1-3)전자담배는 2003년 중국 루옌사에서 개발한 뒤 전세계로 퍼져나갔는데, 한국에는 2007년 들어와 2008년부터 본격적으로 팔리기 시작했다. 전자담배 제조사들은 이 제품이 담배에 대한 안전한 대용품이고수증기, 니코틴과 프로필렌 그라이콜 이외에는 어떤 성분도 함유하지 않고 있다고 주장하고 있으며 과학적으로 검증되지 않은 인체 무해 정보를 제공하면서 판매하고 있다.
	전자담배의 부작용은 무엇인가?	그러나 이 제품을 사용한 후에 부작용을 호소하는 사례들이 많이 나타나고 있다.5) 주로 나타나는 부작용으로는 식욕저하와 어지럼증, 메스꺼움 등의 증상이며, 그 중에는 구강이나 입술에 염증이 생긴 사람도 있다. 그리고 전자담배는 연초담배처럼 불꽃에 의한 연소과정이 없어 흡연자가 어느 정도를 피웠는지 가늠하기 어렵기 때문에 한번 흡연할때 일반 담배 여러 개비를 피우는 양의 니코틴을 유입할 수 있어 과다 흡입될 가능성이 많고, 성인 흡연자들보다 청소년 흡연자들이 더 늘어난 추세이다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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