miniaturadaimagem|Gaivota-de-bico-vermelho jovem mordendo uma bituca de cigarro O impacto ambiental dos cigarros envolve todo tipo sequelas no meio ambiente causadas por dejeto ou emissões desses produtos. Os filtros de cigarro são compostos por milhares de cadeias de polímero de acetato de celulose. Quando descartados no meio ambiente, os filtros criam um grande problema de resíduos. Os filtros de cigarro são a forma mais comum de lixo no mundo, visto que aproximadamente 5,6 trilhões de cigarros são fumados anualmente em todo o mundo. Desses, estima-se que 4,5 trilhões de filtros de cigarro se tornem poluição a cada ano.
Cigarros eletrônicos descartáveis têm sido associados a inúmeras preocupações ambientais. Esses dispositivos de uso único são vistos como convenientes, mas geram resíduos devido à sua composição complexa e às dificuldades inerentes à reciclagem de materiais mistos, especialmente aqueles com baterias de lítio. Os cigarros eletrônicos descartáveis podem contribuir para a poluição ambiental através da potencial liberação de substâncias tóxicas, como altas quantidades de lítio metálico.
Cigarros combustíveis
miniaturadaimagem|Representação molecular simplificada do acetato de celulose, com um dos grupos acetato na cadeia principal da celulose indicado pelo círculo vermelho. Preocupações com a saúde da vida aquática Os filtros de cigarro descartados geralmente acabam no sistema de água através de valas de drenagem e são transportados por rios e outros cursos de água até o oceano.
Na Limpeza Costeira Internacional de 2006, cigarros e bitucas de cigarro constituíram 24,7% do total de lixo recolhido, mais do dobro de qualquer outra categoria.
Os filtros de cigarro contêm os produtos químicos filtrados da fumaça do cigarro, que podem infiltrar-se em cursos de água e fontes abastecimento de água. A toxicidade dos filtros de cigarro usados depende da mistura específica de tabaco e dos aditivos utilizados pelo fabricante. Após o cigarro ser fumado, o filtro retém alguns desses produtos químicos, alguns dos quais cancerígenos. Ao estudar os efeitos ambientais dos filtros de cigarro, os vários produtos químicos presentes neles não são estudados individualmente, devido à complexidade da tarefa. Em vez disso, os pesquisadores concentram-se no filtro de cigarro como um todo e em sua DL50. A DL50 é definida como a dose letal que mata 50% de uma amostra populacional. Isso permite um estudo mais simples da toxicidade dos filtros.
Um estudo analisou a toxicidade de filtros de cigarro fumados (com filtro e tabaco), filtros de cigarro fumados (sem tabaco) e filtros de cigarro não fumados (sem tabaco) para duas espécies marinhas exemplares, o peixe-rei marinho (Atherinops affinis) e o peixe-rei de água doce (Pimephales promelas). Os resultados do estudo mostraram que, para ambas as espécies, os filtros de cigarro fumados com tabaco são mais tóxicos do que os filtros de cigarro fumados sem tabaco, mas ambos são severamente mais tóxicos do que os filtros de cigarro não fumados. +DL50 dos filtros de cigarro para a vida marinha (cigarro por litro) Tipo de cigarro peixe-rei marinho peixe-rei de água doce Filtro de cigarro fumado (filtro fumado + tabaco) 1.0 1.0 Filtros de cigarro fumados (sem tabaco) 1.8 4.3 Filtros de cigarro não fumados (sem tabaco) 5.1 13,5
Outros problemas de saúde Os produtos químicos tóxicos não são a única preocupação para a saúde humana representada pelos cigarros; o acetato de celulose e as partículas de carbono inaladas durante o fumo são outros problemas. Acredita-se que estas partículas causem danos pulmonares.
Outra preocupação para a saúde do ambiente não são apenas os carcinógenos tóxicos que são prejudiciais à vida selvagem, mas também os próprios filtros, com ou sem produtos químicos nocivos, uma vez que representam um risco de ingestão para a vida selvagem.
A última grande preocupação com a saúde a ser mencionada é a bioacumulação. À medida que espécies marinhas, como o peixe-rei marinho e o peixe-rei de água doce, ingerem substâncias químicas liberadas pelos filtros de cigarro, as toxinas se acumulam em seus corpos. Quando predadores comem esses peixes e são comidos, as toxinas sobem na cadeia alimentar. Filtros de cigarro em combustão lenta também foram apontados como responsáveis por iniciar incêndios, desde áreas residenciais até grandes incêndios florestais, causando grandes danos materiais, interrupção dos serviços de segurança pública ao acionar alarmes e sistemas de alerta, e mortes.
Degradação e biodegradação A maioria dos filtros é feita de acetato de celulose, que se degrada lentamente. Os filamentos do acetato ficam semelhantes ao algodão quando o filtro se desfaz. Uma vez no ambiente, os filtros podem sofrer biodegradação e fotodegradação. A variação na taxa e na resistência à biodegradação em muitas condições determina os danos ambientais, podendo levar até doze anos para se degradarem.
A primeira etapa na biodegradação do acetato de celulose é a desacetilação do acetato da cadeia polimérica (que é o oposto da acetilação). A desacetilação pode ser realizada por hidrólise química ou por acetilesterase. A hidrólise química é a quebra de uma ligação química pela adição de água. A água (H2O) reage com o grupo funcional éster acético ligado à cadeia polimérica da celulose, formando um álcool e um acetato. O álcool é simplesmente a cadeia polimérica da celulose com o acetato substituído por um grupo álcool. A segunda reação é exatamente igual à hidrólise química, com a exceção do uso de uma enzima acetilesterase.miniaturadaimagem|Maços de cigarros Newport descartados encontrados em Olneyville, Rhode Island, 2008|esquerdaOs dois substratos (reagentes) são o éster acético e a H2O. Os dois produtos da reação são o álcool e o acetato. Essa reação é exatamente igual à hidrólise química. Após a remoção do grupo acetato da cadeia de celulose, o polímero pode ser facilmente degradado pela celulase, uma enzima encontrada em fungos, bactérias e protozoários. As celulases quebram a molécula de celulose em açúcares simples, como a beta- glicose, ou em polissacarídeos e oligossacarídeos menores. Esses açúcares simples não são prejudiciais ao meio ambiente e, na verdade, são um produto útil para muitas plantas e animais. A decomposição da celulose é de interesse na área de biocombustíveis. Devido às diversas condições que afetam o processo, há grandes variações no tempo de degradação do acetato de celulose.
Fatores na biodegradação A duração da biodegradação pode variar, levando de apenas um mês a quinze anos ou mais, dependendo das condições ambientais. O principal fator que afeta a duração da biodegradação é a disponibilidade das enzimas acetilesterase e celulase. Sem essas enzimas, a biodegradação ocorre apenas por hidrólise química. A temperatura é outro fator importante. Se os organismos que contêm as enzimas estiverem em uma temperatura muito baixa para crescer, a biodegradação é prejudicada. O oxigênio no ambiente também afeta a degradação. O acetato de celulose é degradado em 2 a 3 semanas em sistemas de ensaio aeróbicos de técnicas de cultivo de enriquecimento in vitro e em um sistema de tratamento de águas residuais com lodo ativado. Ele é degradado em até quatorze semanas em condições anaeróbicas de incubação com culturas especiais de fungos, assumindo condições ideais (ou seja, temperatura adequada e organismos disponíveis em quantidade suficiente para fornecer enzimas). Assim, os filtros duram mais em locais com baixa concentração de oxigênio, como pântanos e brejos.miniaturadaimagem|400x400px|Hidrólise química do acetato de celulose miniaturadaimagem|400x400px|A mudança na estrutura química da celulose em glicose Fotodegradação O outro processo de degradação é a fotodegradação, que ocorre quando uma ligação molecular é quebrada pela absorção de radiação fotônica (ou seja, luz). A fotodegradação primária do acetato de celulose é considerada insignificante para o processo total de degradação, uma vez que o acetato de celulose e suas impurezas absorvem luz em comprimentos de onda mais curtos. As pesquisas estão focadas em compensar algumas das limitações da biodegradação, como a adição de um composto aos filtros que seja capaz de absorver a luz natural, utilizando-a para iniciar o processo de degradação. Duas áreas de pesquisa são a oxidação fotocatalítica e a degradação fotossensibilizada. A oxidação fotocatalítica utiliza uma espécie reativa de oxigênio (ROS), um composto químico reativo, que absorve radiação e cria radicais hidroxilas cuja reação com os filtros pode iniciar o processo de degradação. A degradação fotossensibilizada utiliza uma ROS que absorve radiação e transfere a energia para o acetato de celulose para iniciar o processo de degradação. Ambos os processos utilizam outras espécies reativas de oxigênio que absorvem luz em comprimentos de onda de 370 nm para iniciar a degradação do acetato de celulose.
Projetos de remediação direita|miniaturadaimagem|Um recipiente para descarte de cigarros, incentivando o público a descartar seus cigarros corretamente O descarte adequado em recipientes apropriados leva à diminuição do número de bitucas encontradas no meio ambiente e pode mitigar seus impactos ambientais. Outro método é a imposição de multas e penalidades para o descarte inadequado de filtros. Muitos governos sancionaram penalidades severas para o descarte de filtros de cigarro. O estado de Washington, por exemplo, tem uma multa de US$ 1.025. Outras opções incluem o uso de maços de cigarro com um compartimento para descarte de bitucas, a implementação de depósitos monetários para filtros, o aumento da disponibilidade de recipientes e a expansão da educação pública. A proibição total da venda de cigarros com filtro, devido aos seus efeitos ambientais adversos, é outra opção. Um grupo de pesquisa na Coreia do Sul desenvolveu um processo simples de uma única etapa que converte o acetato de celulose presente em filtros de cigarro descartados em um material de alto desempenho que pode ser integrado a computadores, dispositivos portáteis, veículos elétricos e turbinas eólicas para armazenamento de energia. Esses materiais demonstraram desempenho superior em comparação com carbono, grafeno e nanotubos de carbono disponíveis comercialmente. O produto se mostra promissor como uma alternativa ecológica para o problema do lixo.
Cigarros eletrônicos descartáveis O uso de cigarros eletrônicos descartáveis tornou-se popular em todo o mundo. Ao contrário de seus equivalentes recarregáveis, os cigarros eletrônicos descartáveis não exigem manutenção ou conhecimento de equipamentos de vaporização.
Desafios da reciclagem Em 2023, mais de 1,3 milhão de cigarros eletrônicos descartáveis foram descartados semanalmente na Grã-Bretanha, contribuindo para o lixo eletrônico. Os cigarros eletrônicos descartáveis são difíceis e caros de reciclar, pois contêm materiais difíceis de separar. Estes incluem metais como alumínio, lítio, cobre e aço inoxidável, bem como plásticos e componentes eletrônicos. Isso coloca os cigarros eletrônicos descartáveis em três categorias de resíduos: resíduos plásticos, resíduos eletrônicos e resíduos químicos perigosos. Esses materiais residuais provêm de recipientes de líquido para cigarro eletrônico, embalagens e baterias.