Появление огня сыграло важнейшую роль в эволюции человечества, однако научно-технический прогресс, подкрепленный энергией огня, принес не только блага, но и много негативных последствий. Ученые доказали, что термически обработанная пища, особенно мясо, может повышать риск возникновения разных форм онкологических заболеваний. По словам проводивших исследования ученых, приготовление мяса при высоких температурах приводит к выведению таких химических веществ, как гетероциклические амины (ГАА) и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), которые также присутствуют в других процессах переработки и промышленного производства продуктов питания, а также встречаются в сигаретном дыме. Но чтобы выяснить, при каких условиях образуются токсичные вещества, сначала необходимо понять, что такое горение.
Горение — это экзотермическая химическая реакция между топливом и окислителем, в результате которой выделяется тепло, а иногда и свет. Помимо многочисленных преимуществ, которые дает нам этот процесс в повседневной жизни, горение негативно отражается на здоровье из-за химических веществ, которые выделяются во время этого процесса. Одной из основных причин образования этих веществ является высокая температура – пространство вокруг огня нагревается, что вызывает интенсивное разложение веществ и становится источником вредных соединений. Например, это происходит, когда человек закуривает сигарету. В горящую сигарету попадает воздух, и температура при этом может достигать 900°C. Таким образом, в результате горения сигареты образуются летучие газы и остаточный углерод.
Некоторые компоненты дыма, такие как угарный газ, цианистый водород и оксиды азота, являются газами. Другие, такие как формальдегид и бензол, представляют собой летучие химические вещества, содержащиеся в жидких парах дыма от аэрозоля. Еще одна категория веществ содержится в твердых частицах субмикронного размера, которые являются взвесью в сигаретном дыме. Учитывая всю эту химическую сложность, курение очень сильно сказывается на здоровье человека и вызывает такие последствия, как развитие респираторных, сердечно-сосудистых заболеваний или рака легких, пищевода, гортани и поджелудочной железы.
Но есть разные способы, с помощью которых можно уменьшить негативное воздействие горения. Если основной целью процесса горения не является получение энергии и тепла, достаточно снизить его интенсивность. Например, ужин можно приготовить на пару, а благодаря сковородке со специальным покрытием можно не пережаривать еду. Иными словами, иногда лучше нагревать, чем давать гореть. В процессе нагревания может происходить дистилляция и термическое разложение, но при этом не возникают цепные реакции, приводящие к накоплению тепла без участия внешнего источника, как в случае с горением. Это позволяет значительно снизить объем токсичных веществ.
Табачная промышленность – еще одна область, где в 1980 году начали изучать возможность отказа от горения. Это объясняется тем, что люди курят, и за никотина, а умирают от смол которые содержатся в сигаретном дыме.
Сегодня существуют различные альтернативы сигаретам, которые делятся на две категории: электронные сигареты, в которых никотин доставляется в организм без непосредственного использования табака, и устройства для нагревания табака, в которых происходит нагревание и извлечение никотина из табачных листьев. Согласно исследованиям, проведенным несколькими компаниями в области табачной промышленности, а также независимых, температура в этих изделиях остается в диапазоне 240-350°C. Исследователи измерили температуру в трех разных точках табачного стика относительно нагревательного элемента и пришли к выводу, что ни в одной из них температура нагрева не превышала 309°C.
Чтобы полностью убедиться в отсутствии горения, необходимо оценить уровень содержания оксидов азота и угарного газа в аэрозолях с кислородом и без него – именно эти соединения выделяются в воздух в больших количествах при неполном сгорании. Эксперименты ученых показали, что существенной разницы между наличием и отсутствием воздуха нет, а это значит, что горения не происходит. В этом случае можно ожидать значительного снижения вредных веществ. Предварительный анализ подтвердил снижение количества вредных веществ во вдыхаемом аэрозоле от нагревательных приборов по сравнению с дымом от обычных сигарет. В среднем уровень этих веществ был меньше на 90-95%. Кроме того, был проведен анализ, который показал, что большинство химических соединений, обнаруженных в аэрозоле нагревательных приборов, безопасны. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) пришло к выводу, что «хотя некоторые из этих химических веществ могут быть генотоксичными или цитотоксичными, они присутствуют в таких малых количествах, что их потенциальное воздействие гораздо менее значительно по сравнению с сигаретами».
Аналогичные результаты были получены несколькими независимыми исследователями. Согласно их исследованиям, количество канцерогенов, таких как альдегиды и летучие соединения, снижено на 80-90%, количество токсичных металлов (ртути и кадмия) меньше на 99%, а ПАУ и угарного газа – на 90%. Однако независимые исследования пока не охватывают весь спектр веществ, которые могут нанести вред здоровью.
По статистике, 80% мировой экономики зависит от ископаемого топлива, что говорит о том, что мы все еще зависим от процесса горения. Но человечество прилагает все усилия, чтобы перейти на альтернативные источники энергии.