主流煙氣中氮氧化物的危害及檢測探究

蔣瀟航

【摘要】本方法選擇性強(qiáng)，靈敏度高，重復(fù)性好，且樣品不需預(yù)處理，所用試劑少，從而使分析過程簡便快速，適于卷煙企業(yè)的常規(guī)檢測。和目前國際上廣泛采用的化學(xué)發(fā)光法相比，本方法還具有儀器為通用型的優(yōu)點(diǎn)，使分析成本降低，應(yīng)用更多。本文建立了全新的卷煙主流煙氣中氮氧化物的離子色譜分析方法。設(shè)計了主流煙氣中氮氧化物的捕集方法，對其各個條件進(jìn)行選擇和優(yōu)化，通過應(yīng)用合適的梯度，使樣品不需任何前處理即可得到很好分離，并對色譜條件進(jìn)行了優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】主流;煙氣;氮氧化物;危害及檢測

對國內(nèi)市場上占有率較高的卷煙進(jìn)行了測定，比較了其主流煙氣中氮氧化物的含量，分析了國內(nèi)外不同類型卷煙的含量差異和規(guī)律。

一、氮氧化物危害

（一）氮氧化物性質(zhì)

卷煙主流煙氣中的氮氧化物（NOx）主要是由煙草中的亞硝酸鹽、硝酸鹽經(jīng)氧化、高溫?zé)峤庖约按髿庵械牡趸纬傻模琋Ox可通過激活肺組織內(nèi)中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，釋放出大量超氧陰離子自由基、羥自由基、氫過氧自由基和過氧化氫等。

（二）氮氧化物的危害

NO可與卷煙煙氣中的烴或二烯類等有機(jī)分子反應(yīng)產(chǎn)生過氧化或烷基自由基的連鎖反應(yīng)，加劇人體內(nèi)的氧化和過氧化損傷程度，對機(jī)體各器官的組織的危害性較大，NO2.是劇毒性氧化劑，因為刺激性比較弱，所以能侵入到肺臟深處及肺毛細(xì)管，煙氣中的氮氧化物是在吸煙時形成致癌性一亞硝胺的主要前體。

二、研究進(jìn)展

（一）氮氧化物測定的研究現(xiàn)狀

國內(nèi)在這方面研究起步較晚，從70年代起，越來越多的煙草科技工作者對卷煙煙氣中的NOx進(jìn)行了研究。目前國內(nèi)外已報道的檢測NOx的分析方法主要有比色法、電化學(xué)法、化學(xué)發(fā)光法、光譜法、GC法和IC法。

（二）氮氧化物測定的研究進(jìn)展

雖然已報道的測定大氣或煙氣中氮氧化物的方法有上述方法，但對于卷煙主流煙氣里氮氧化物的測定有些方法并不適用。卷煙主流煙氣里氮氧化物的含量很低，且煙氣成分復(fù)雜，測定中可能會有較多干擾。比色法易受光、熱的影響、采樣后比色要快，且靈敏度、選擇性都不能滿足要求。直接分光光度法易有干擾，測定不準(zhǔn)。電化學(xué)傳感器選擇性不好，煙氣收集效果不好。化學(xué)發(fā)光法有靈敏、穩(wěn)定且選擇性很好等優(yōu)點(diǎn)，所以國際上大多以化學(xué)發(fā)光法為標(biāo)準(zhǔn)方法。但化學(xué)發(fā)光NOx分析儀價格昂貴，且該儀器沒有通用性。離子色譜法快速、靈敏、選擇性好，且是通用性儀器，相關(guān)研究也有較多，所以通過合理設(shè)計收集方法、裝置，建立起簡便快速、實(shí)用的檢測卷煙主流煙氣中氮氧化物的體系是值得探索的

三、氮氧化物檢測及分析

（一）氮氧化物的測定

隨著吸煙與健康問題越來越受到各界的高度重視，及我國政府簽署煙草控制框架公約，煙草有害成分和排放物的管制及公布被提出了更高要求。氮氧化物（NOx）是卷煙主流煙氣中主要有害物質(zhì)之一，但我國相關(guān)研究較少，因此很有必要建立起實(shí)用、準(zhǔn)確的卷煙主流煙氣中主要有害物質(zhì)氮氧化物的測定方法，為今后降低煙草危害提供技術(shù)支持。

（二）氮氧化物測定的結(jié)果

實(shí)驗所需儀器借助長沙卷煙廠提供，主要儀器有：42CNO一N0：分析儀（ThermoEnviro朋entalInstrumentsIne）SM400直線型吸煙機(jī)（美國eerulean公司）！真空泵l000mL平底燒瓶NO標(biāo)準(zhǔn)氣體（國家環(huán)?？偩謽?biāo)準(zhǔn)樣品研究所）！劍橋濾片，集氣袋。煙支挑選，平衡及抽吸均按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)操作。

結(jié)果如表所示，參考煙IRSF和ZR4F的兩種方法測定結(jié)果差異很小，其相對偏差為2%左右，另外3種牌號的卷煙為5%左右。

（三）氮氧化物測定的分析

用本文所建立的卷煙主流煙氣中氮氧化物的離子色譜測定法對國內(nèi)市場上占有率較高的28種牌號的卷煙和肯塔基大學(xué)的參考煙進(jìn)行了測定。每種卷煙平行測定3次，取其平均值。通過本文方法測定到吸收液的濃度，然后通過下面的公式計算得出卷煙主流煙氣中氮氧化物的含量。

Y=（a1+a2+a3）×7546×5+（b1+b2+b3）×7562×5

樣品測定結(jié)果如表所示（其中打橫線地方的表示該數(shù)據(jù)缺失），其中樣品編號為9、10、20、21的牌號為混合型卷煙，其余牌號為烤煙型型卷煙。由結(jié)果可見，烤煙型卷煙主流煙氣中氮氧化物的含量約為1～3μmol/cig.，混合型卷煙的約為2～10μmol/cig;混合型卷煙主流煙氣中氮氧化物的含量要遠(yuǎn)高于烤煙型卷煙的，而且相同類型卷煙，一般國外的卷煙其主流煙氣中氮氧化物含量要比國內(nèi)的高。

三、總結(jié)

本方法選擇性強(qiáng)，靈敏度高，重復(fù)性好，且樣品不需預(yù)處理，所用試劑少，從而使分析過程簡便快速，適于卷煙企業(yè)的常規(guī)檢測。和目前國際上廣泛采用的化學(xué)發(fā)光法相比，本方法還具有儀器為通用型的優(yōu)點(diǎn)，使分析成本降低，應(yīng)用更多。同時應(yīng)用所建立的方法對國內(nèi)市場上主要卷煙品牌進(jìn)行了測定，烤煙型卷煙主流煙氣中氮氧化物的含量約為1～3μmol/cig.，混合型卷煙的約為2～10μmol/cig;混合型卷煙主流煙氣中氮氧化物的含量要遠(yuǎn)高于烤煙型卷煙的，而且相同類型卷煙，一般國外的卷煙其主流煙氣中氮氧化物含量要比國內(nèi)的高。另外還用樣品的相關(guān)數(shù)據(jù)作圖分析，證實(shí)了卷煙主流煙氣中氮氧化物的含量與其總粒相物、焦油、尼古丁、一氧化碳含量沒有相關(guān)性。樣品的相關(guān)數(shù)據(jù)、結(jié)論使煙草工作者對卷煙主流煙氣中氮氧化物的了解更為清晰，對卷煙的減害提供了一定的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

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