卷烟烟气中微量和痕量元素研究综述

对卷烟烟气的捕集和常用的分析方法进行了综述和比较,给出了剑桥滤片、冷阱、静电捕集器、碰撞捕集器等烟气捕集方法各自的优缺点;比较了原子吸收法、中子活化分析法、电感耦合等离子体质谱法等元素分析方法,并给出不同方法在分析烟气中元素时的优缺点。认为研究和完善电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法,并建立一套与之相配套的烟气捕集和样品前处理方法,对烟气中元素分析有着重要意义。     

卷烟主流烟气和侧流烟气中半挥发性成分的分析研究

本文对5个牌号国产商品卷烟主流烟气(MS)与侧流烟气(SS)中的半挥发性成分进行了分析研究。卷烟主流烟气总粒相物采用标准方法捕集;卷烟侧流烟气总粒相物采用鱼尾罩装置来收集。采用同时蒸馏萃取前处理分离方法和气相色谱、气质联用分析技术对总粒相物中的半挥发性成分进行了分析。定性分析了主流烟气和侧流烟气中的87种成分;采用内标法对其中38种成分的含量进行了定量分析,测定了这38种成分在侧流烟气与主流烟气中的分配比,并对结果进行了讨论。研究结果表明,卷烟主流烟气和侧流烟气中半挥发性成分种类基本相同,但每种成分的含量有很大的差异;普通卷烟侧流烟气中半挥发性成分的总量明显高于主流烟气,大多数半挥发性成分的侧流烟气含量高于主流烟气。低侧流卷烟侧流烟气中半挥发性成分总量明显低于主流烟气,证实了低侧流卷烟能减少对环境的烟气释放量。      

接装纸和成型纸透气度对卷烟中元素迁移行为的影响

为研究接装纸和成型纸透气度对卷烟燃烧过程中铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)、硒(Se)、镉(Cd)和铅(Pb)6种元素迁移行为的影响,采用单因素设计方法制备了不同接装纸、成型纸透气度试验卷烟样品,并对抽吸前后各部分(卷烟烟丝柱体、抽吸前烟蒂、抽吸后烟蒂、主流烟气、侧流烟气和烟灰)中6种目标元素进行了电感耦合等离子质谱(ICP-MS)测定和迁移率分析。结果表明:①卷烟燃烧过程中,Cr,Ni,As,Se和Pb 5种元素的烟灰迁移量占总量的70%以上,仅少量(<10%)迁移到主、侧流烟气中。②随着接装纸和成型纸透气度的增加,6种元素的主流烟气、烟蒂迁移率有一定程度的降低,但烟灰迁移率有所增加。③接装纸和成型纸透气度对6种元素侧流烟气迁移率的影响不明显。      

卷烟侧流烟气中有害醛酮类化合物的分析

为了测定卷烟侧流烟气中的有害醛酮类化合物,考察了卷烟侧流烟气捕集装置各部分对8种有害醛酮的捕集量和样品处理方法对其测定量的影响,建立了捕集、处理及高效液相色谱法检测卷烟侧流烟气中8种有害醛酮类的方法,并采用该方法测定了市售国内外21种卷烟样品侧流烟气中这8种有害醛酮的释放量。结果表明:所测卷烟样品侧流烟气中8种醛酮的总释放量在3300～4600μg/支之间。其中,乙醛释放量最高,在1600～2300μg/支之间;丙酮和甲醛次之,释放量在400～800μg/支之间;而其他5种醛酮的释放量在70～250μg/支之间。     

GC-MS法测定卷烟侧流烟气中半挥发性化合物吡啶、喹啉、苯乙烯

建立了气相色谱-质谱(GC-MS)测定卷烟侧流烟气中半挥发性化合物吡啶、喹啉、苯乙烯的方法.采用鱼尾罩、剑桥滤片和装有甲醇溶液的捕集阱捕集侧流烟气中的半挥发性化合物,采用四极杆GC-MS结合质谱选择性离子扫描模式(SIM)定量检测其含量,测定3种侧流烟气中半挥发性化合物释放量.结果证明:此方法有较好的重复性,对3种半挥发性化合物释放量组内测定的RSD≤3.42%,组间测定的RSD≤6.33%;具有较高的灵敏度,3种半挥发性化合物的检测限均低于0.15μg/支;较高的准确性,3种半挥发性化合物的回收率在92.87%～98.00%之间.该方法适用于定量检测卷烟侧流烟气中半挥发性化合物.     

卷烟侧流烟气焦油、烟碱的测定方法研究

采用根据CORESTA推荐的分析卷烟侧流烟气的方法和原理研制的鱼尾罩侧流烟气捕集装置 ,结合气相色谱 (GC)与紫外光谱 (UV)分析技术 ,对卷烟侧流烟气焦油、烟碱的测定方法进行了研究。共进行了两组重复实验 ,并与同一时期日本烟草公司测定的侧流烟气焦油和烟碱的分析结果进行了比较。结果发现 ,实验采用的侧流烟气焦油、烟碱的测定方法具有很好的重复性 ,所有测试项目如抽吸口数、滤片和鱼尾罩上的焦油、烟碱等的变异系数都在 10 %以下 ,侧流烟气总焦油和总烟碱的变异系数都小于 5 % ,且与日本烟草公司的测试结果非常接近 ,说明该方法适用于侧流烟气焦油和烟碱的测定。同时 ,还对卷烟侧流烟气的捕集原则、侧流烟气的测试条件选择等进行了讨论。     

离子色谱法测定卷烟侧流烟气中的甲胺和乙胺

为准确测定卷烟侧流烟气中的甲胺和乙胺,通过对烟气捕集方式的考察和色谱条件的优化,建立了卷烟侧流烟气中甲胺和乙胺的稀盐酸溶液吸收-离子色谱(IC)检测方法,并采用该方法测定了10种不同焦油量、不同类型卷烟侧流烟气甲胺和乙胺的释放量。结果表明:1以0.01 mol/L盐酸为粒相物萃取液和气相物吸收液,采用Ion Pac CS16分离柱,在柱温60Ⅲ及10 mmol/L甲烷基磺酸(MSA)为流动相的条件下进行等度洗脱时,目标物可实现基线分离;2甲胺和乙胺在0.02~2.00μg/m L质量浓度范围内线性关系良好,检出限分别为2.58和3.65μg/L,平均回收率分别为85.1%~102.1%和80.7%~107.3%,相对标准偏差(RSD)均小于3%;310种卷烟样品侧流烟气中甲胺和乙胺释放量差异较明显,分别为15.0~31.7和2.9~9.4μg/支,且主要存在于气相部分。该方法适合于卷烟侧流烟气中甲胺和乙胺的定量分析。     

卷烟纸特性参数对烟气中重金属迁移率的影响

为考察卷烟纸特性参数对主、侧流烟气中重金属迁移率的影响,采用单因素设计方案制备了13种试验卷烟,考察了卷烟纸透气度、定量和助燃剂含量对主、侧流烟气中铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)、硒(Se)、镉(Cd)和铅(Pb)6种元素迁移率的影响。结果表明:1卷烟纸透气度在20~80 CU时,与侧流烟气中Cd元素迁移率有显著正相关性;在20~50 CU时,与主流烟气中As,Cd和Pb 3种元素迁移率有显著负相关性。2卷烟纸定量与侧流烟气中Cd元素的迁移率有显著正相关性,与其他元素的迁移率无明显相关性。3助燃剂含量与主流烟气中Cr,As元素和侧流烟气中As元素的迁移率有显著负相关性。卷烟纸特性参数对主、侧流烟气中6种元素的迁移率有一定影响,但对各元素迁移率的影响并不完全一致。     

滤棒吸阻和滤嘴长度对卷烟烟气中6种元素迁移率的影响

为研究ISO和加拿大深度抽吸(HCI)模式下滤棒吸阻和滤嘴长度对卷烟烟气中6种元素迁移率的影响,采用单因素设计方案制备了试验卷烟,考察了两种抽吸模式下滤棒吸阻和滤嘴长度参数引起的主流烟气和侧流烟气中铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)、硒(Se)、镉(Cd)和铅(Pb)迁移率的变化。结果表明:①在ISO模式下,滤棒吸阻与主流烟气中Ni,Pb,Cr和Cd 4种元素的迁移率及侧流烟气中Ni迁移率显著负相关,与侧流烟气中Cd迁移率显著正相关。滤嘴长度与主流烟气中6种目标元素的迁移率均显著负相关,与侧流烟气中Ni和Pb迁移率显著正相关。②在HCI模式下,滤棒吸阻与主流烟气中Pb迁移率显著负相关。滤嘴长度与主流烟气中6种目标元素迁移率和侧流烟气中Cr和Cd迁移率显著负相关,与侧流烟气中Pb迁移率显著正相关。      

卷烟侧流烟气中氨释放量的连续流动法测定

建立了利用连续流动分析仪测定卷烟侧流烟气中氨释放量的分析方法。采用鱼尾罩、剑桥滤片和盛有稀盐酸的吸收瓶捕集卷烟侧流烟气中的氨,经处理后用连续流动分析仪测定。结果表明:1方法的线性关系良好(相关系数为0.999 9),检出限为0.12 mg/支,RSD≤6.8%(n=5),加标回收率在86.0%~112.0%之间;2该方法简便、快速、准确,适用于卷烟侧流烟气中氨释放量的测定。     

剑桥滤片-液-液捕集系统各部分烟气捕集物的细胞毒性比较

为考察烟气捕集在卷烟主流烟气体外细胞毒性检测中的作用,采用3种捕集系统:剑桥滤片-pH7.0 PBS-丙酮、剑桥滤片-pH7.2 PBS-乙酸乙酯和剑桥滤片-pH7.4 PBS-70％甘油捕集同一卷烟主流烟气的粒相物和气相物,用中性红细胞毒性法检测了各部分烟气捕集物对中国仓鼠卵巢细胞(CHO)的毒性作用,气相色谱-质谱法检测了3种有机溶剂烟气捕集物的化学成分.结果表明:①细胞毒性的大小顺序为:剑桥滤片捕集物＞ PBS捕集物＞有机溶剂捕集物;②在第2级捕集物中,pH7.4 PBS烟气捕集物的细胞毒性显著大于pH7.0和pH7.2 PBS烟气捕集物;③在第3级捕集物中,70％甘油烟气捕集物的细胞毒性最大,丙酮和乙酸乙酯的较小,且二者比较接近;④3种有机溶剂捕集的烟气气相物部分主要是醛类、酯类、烷烃和苯系物,70％甘油捕集了较多的烷烃和苯系物.剑桥滤片捕集的烟气冷凝物反映了部分烟气对CHO细胞的中性红细胞毒性,剑桥滤片-pH7.4 PBS溶液-70％甘油捕集的烟气物质可以较全面地反映烟气的细胞毒性.     

采用GC-MS测定侧流卷烟烟气中芳香胺

摘要:芳香胺类化合物是卷烟烟气中的一类重要有害物质,测定卷烟烟气中,特别是侧流卷烟烟气中的芳香胺类化合物还没有准确可靠的方法。实验中采用鱼尾罩和装有剑桥滤片的捕集装置捕集侧流卷烟烟气中的芳香胺类化合物,在酸性条件下用二氯甲烷萃取芳香胺类化合物,用五氟丙酸酐和三甲胺在强碱性条件下,对芳香胺进行衍生,利用四级杆GC-MS测定4种芳香胺的五氟丙酸酐衍生物。实验证明,此方法有较好的重复性:对4种芳香胺类化合物测定的相对标准偏差在6%以下;具有较高的灵敏度:4种芳香胺类化合物的检出限均低于0.16 ng/ cig;较高的准确性:4种芳香胺类化合物的回收率在94.41%～102.70%之间,完全适用于定量检测卷烟侧流烟气中芳香胺类化合物。      

冷阱捕集-GC/MS法同时检测卷烟主流烟气中的环氧乙烷和环氧丙烷

为同时准确测定卷烟主流烟气中环氧乙烷和环氧丙烷,建立了冷阱捕集-气相色谱/质谱联用(GC/MS)方法。采用剑桥滤片捕集卷烟主流烟气粒相物,在低温冷阱条件下用甲苯捕集主流烟气气相物,利用GC/MS检测主流烟气气相物中环氧乙烷和环氧丙烷的释放量,对21种国内外不同焦油量卷烟主流烟气中的环氧乙烷和环氧丙烷进行了测定。结果表明:1该方法线性良好(R2≥0.999 7),环氧乙烷和环氧丙烷的检测限分别为0.03μg/支和6.8 ng/支,回收率在91.0%～101.5%之间,日内、日间精密度在2.4%～6.0%之间。221种卷烟样品主流烟气中环氧乙烷和环氧丙烷的释放量分别为1.4～17.8μg/支和158.8～1153.0 ng/支。该方法操作简单、结果准确可靠,适合于同时测定卷烟主流烟气中环氧乙烷和环氧丙烷的释放量。     

采用LC/MS/MS测定侧流卷烟烟气中挥发性羰基化合物的方法研究

挥发性羰基化合物是卷烟烟气中的一类重要有害物质,准确测定卷烟烟气中,特别是侧流卷烟烟气中的挥发性羰基化合物还有许多问题有待解决。实验中采用2,4-二硝基苯肼（DNPH）酸性溶液捕集侧流烟气中的羰基化合物,乙腈水溶液稀释后,以对羟基苯甲酸丁酯为内标物,用带有负离子电喷雾的LC/MS/MS定量分析侧流烟气中8种挥发性羰基化合物。实验证明,此方法有较好的重复性:对8种羰基化合物测定的相对标准偏差在6%以下;具有较高的灵敏度:8种挥发性羰基化合物的检出限均低于2.8 ng/ cig;较高的准确性:8种挥发性羰基化合物的回收率在87.2%～104.7%之间。与以往的分析方法相比,该方法具有更高的选择性,实现了烟气中巴豆醛、2-丁酮的DNPH衍生物的同分异构体的分离,对巴豆醛、2-丁酮定量更为准确,分析方法的灵敏度也明显提高。      

GC-MS法测定侧流卷烟烟气中挥发性化合物

采用鱼尾罩和装有剑桥滤片的捕集装置将侧流烟气中的5种挥发性化合物（1,3-丁二烯、异戊二烯、丙烯腈、苯、甲苯）捕集于甲醇溶液中, 采用四极杆GC-MS结合质谱选择性离子扫描模式（SIR）定量测定侧流卷烟烟气中5种挥发性化合物释放量。试验证明,此方法有较好的重复性:对5种挥发性化合物释放量组内测定的RSD≤3.45%,组间测定RSD≤6.27%;具有较高的灵敏度:5种挥发性化合物的检测限均低于0.13 μg /支;较高的准确性:5种挥发性化合物的回收率在93.37%～98.2%之间。      

振荡萃取-GC/MS法测定卷烟主流烟气总粒相物中的14种挥发性有机酸

建立了同时测定卷烟主流烟气总粒相物中甲酸、乙酸和癸酸等14种挥发性有机酸的振荡萃取-气相色谱-质谱联用(GC/MS)方法。捕集了卷烟主流烟气总粒相物的剑桥滤片经添加乙酸苯乙酯内标后,用甲醇振荡萃取,在选择离子监测模式下进行GC/MS分析。结果表明:方法的检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为0.08~3.00和0.26~10.00μg/支,加标回收率为97.5%~110.8%,相对标准偏差为1.2%~8.5%。该方法适用于卷烟主流烟气总粒相物中甲酸、乙酸和癸酸等14种挥发性有机酸的测定。      

冷阱捕集-气相色谱-质谱法测定卷烟主流烟气气相物中的苯系物

建立了同时选择性检测卷烟主流烟气气相物中7种苯系物(苯、甲苯、乙苯、对-二甲苯、间-二甲苯、邻-二甲苯和苯乙烯)的冷阱捕集-气相色谱-质谱联用(GC/MS)分析方法,并考察了5种不同品牌卷烟样品在深度抽吸与ISO抽吸模式下主流烟气苯系物的释放量。主流烟气气相物中的苯系物经含有内标邻-二甲苯-d10的冷甲醇吸收后在选择离子监测模式下进行GC/MS分析。结果表明:方法的检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为0.006和0.018μg/支,加标回收率为95.8%~110.1%,相对标准偏差(RSD)为1.1%~4.6%。深度抽吸模式下卷烟主流烟气气相物中苯系物的释放量约为ISO模式的两倍。该方法适合用于卷烟主流烟气气相物中7种苯系物释放量测定。     

气质联用法测定卷烟侧流烟气中苯并[a]芘

建立了采用气相色谱/质谱联用法分析卷烟侧流烟气中苯并[a]芘的分析方法.该方法使用配有鱼尾罩的侧流吸烟机抽吸卷烟,鱼尾罩附着的苯并[a]芘采用甲醇洗脱,洗脱液中的甲醇在N2保护下加热至80℃挥发完,然后加入捕集了侧流烟气总粒相物的玻璃纤维滤片,采用环己烷超声萃取苯并[a]芘,萃取液苯并[a]芘浓度采用气相色谱/质谱联用...     

串联冷阱捕集-气相色谱/质谱法分析卷烟主流烟气气相成分

为解决现有卷烟主流烟气气相成分分析方法的捕集效果较差、灵敏度和通量较低等问题,基于低温捕集和吸附剂捕集原理,设计了一种串联冷阱捕集装置。该装置由两个冷阱串联而成,其中一级冷阱为-21℃冰盐浴,二级冷阱为-78℃干冰/异丙醇体系,回旋管和XAD-2吸附管分别位于两级冷阱中。采用该装置对卷烟主流烟气气相成分进行了捕集,并结合气相色谱-质谱(GC/MS)进行了检测。结果表明:1该捕集方法的抽吸流量图与标准抽吸流量图接近。2采用该方法可较完全地捕集卷烟主流烟气气相成分,能定性出134种成分。3方法的精密度较好,112个目标分析物的RSD在10%以下。4方法的工作曲线线性良好(R20.99),准确度高(回收率为80%~120%)。5参比卷烟1R5F和3R4F的测试结果与文献报道值较为相符。该方法适用于分析卷烟主流烟气中的气相成分。     

分散液液微萃取-GC-MS/MS法测定卷烟主流烟气粒相物中的农药残留

为测定卷烟主流烟气粒相物中的农药残留,通过考察优化萃取剂种类、萃取剂体积、萃取时间等因素,建立了检测卷烟主流烟气粒相物中63种农药残留的分散液液微萃取(DLLME)-气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)方法。用乙腈振荡萃取捕集主流烟气粒相物后的剑桥滤片,萃取液进行DLLME处理,取四氯化碳相进行GC-MS/MS测定,内标法定量。结果表明:63种农药在各自的线性范围内线性关系良好(R2=0.994 9~1.000 0),目标物定量限均≤10 ng·支-1;在高、中、低3个加标水平下,农药的平均回收率为75.6%~127.5%,相对标准偏差为0.5%~19.0%。该方法简单、准确,灵敏度高,适用于卷烟主流烟气粒相物中63种农药残留的测定。