茄尼醇的快速分析及在烟气摄入量评估中的应用

建立了应用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)测定卷烟主流烟气和滤嘴中茄尼醇的方法,测定了21个牌号卷烟样品烟气中茄尼醇的释放量,并研究了滤嘴截留茄尼醇量与卷烟主流烟气中茄尼醇、烟碱、焦油释放量的相关性。结果表明:①采用本方法在7 min内即可完成对茄尼醇的检测,在0.5～100.0μg/mL范围内线性良好(R2=1),定量限为0.47μg/支,加标回收率为94.28%～106.70%,相对标准偏差(RSD)为2.06%;②不同牌号卷烟主流烟气中茄尼醇释放量差别较大,为34.47～300.00μg/支;③滤嘴截留茄尼醇量与卷烟主流烟气茄尼醇、烟碱、焦油的R2分别为0.9967,0.9467和0.9954。该方法适合于卷烟主流烟气中茄尼醇的快速分析,可为吸烟者烟气主要有害成分暴露量评估方法的建立提供参考。     

与环境烟气相关的挥发性有机物的特性

本项研究测定了环境烟气(ETS)中的多种挥发性有机物,在环境实验室中目标化合物的唯一来源就是ETS。实验室中的ETS是由燃吸肯塔基参考卷烟和其他8种市售卷烟产生的。在12轮试验中同时测定了30多种化合物。目标化合物分为3类,即:气相ETS标识物3乙基吡啶(简称3-EP)与烟碱、羰基化合物(包括甲醛)和挥发性有机化合物(简称VOCs)。利用环境实验室研究结果可以确定各种VOCs与3-EP(气相ETS标记物)的特征比率,另外还可以用来估测与ETS相关的VOCs的散发因子。总体说来,本项研究测得的特征比率与以往已经发表的实验室研究数据是一致的,这意味着,"真实"室内环境受多种来源的复杂的混合物影响。本项研究测定的特征比值也可以用于ETS目标化合物的定性和定量分析      

全烟气暴露下的卷烟烟气剂量测定

为表征全烟气暴露体外试验条件下的实际卷烟烟气剂量,利用石英微量天平(QCM)和气相色谱-质谱联用(GC/MS)技术建立了基于全烟气暴露的卷烟烟气剂量测定方法。利用QCM技术对全烟气暴露模块内沉积的烟气颗粒物的累积质量浓度进行了实时测定,利用GC/MS技术分析了QCM表面捕集的烟气颗粒物中烟碱的浓度。结果表明:(1)QCM技术可用于全烟气暴露下体外试验的卷烟烟气剂量测定;(2)烟碱浓度的测定结果与烟气颗粒物质量浓度具有较好的相关性(R20.85),烟碱可以作为一种准确表征卷烟烟气剂量的化学标志物。     

燃煤电厂CPM排放状况及其环境效应研究

参考2017年EPA推荐的《固定污染源废气可凝结颗粒物的测定干冲击瓶法》(Method 202)和我国《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》(HJ 836-2017),设计并应用同步采集可过滤颗粒物(Filterable Particulate Matter,FPM)和可凝结颗粒物(Condensable Particulate Matter,CPM)的装置,测定了国内华北地区3家燃煤电厂A、B、C排放的FPM、CPM及其中水溶性离子和金属元素质量浓度,并应用计算流体力学法模拟一定气象条件时固定源排放CPM形成PM_2.5的扩散轨迹。结果表明:燃煤电厂A、B、C排放的总颗粒物(Total Particulate Matter,TPM)水平均较低,质量浓度分别为(8.63±3.11) mg/m³、(19.05±8.85) mg/m³、(5.07±1.59) mg/m³,其中CPM占比约90%;CPM中以CPM_无机为主,SO₄^2-、NH...     

抽吸参数对主流烟气中氮氧化物释放量的影响

为考察抽吸参数对卷烟主流烟气中氮氧化物(NOx)释放量的影响,采用改变单一抽吸参数(抽吸容量、通风孔封闭程度、抽吸频率)的抽吸模式对10种卷烟样品主流烟气中NOx释放量进行了测定,并讨论了不同抽吸参数对单位烟碱下NOx释放量的影响.结果表明:抽吸容量的增加和抽吸频率的提高均能引起卷烟样品主流烟气中NOx释放量的增加;抽...     

美国和日本主导牌号卷烟主流烟气成分比较

日本男性烟民喜欢抽吸可选择性地降低主流烟气(MS)中某些挥发性成分的活性炭滤嘴卷烟.过去20年在日本销售的所有卷烟中,活性炭滤嘴卷烟至少占68%,而在美国,这种卷烟现今仅占1%的市场份额.本研究的目的是,评估美国和日本主导牌号卷烟(至少分别占各自市场的50%)MS中主要毒性和基因毒性成分含量的差异.测定了卷烟烟气中的焦油、烟碱、一氧化碳(CO)、苯并[a]芘(BaP;稠环芳烃系列的代表)和烟草特有的亚硝胺(TSNA)的含量.在标准的FTC/CORESTA机器吸烟条件下,日本和美国主导牌号卷烟均输出相同量的烟碱(1.0mg/支).然而,日本卷烟MS中的焦油/烟碱比却显著地(p＞0.000 1)低(9.8对13.2),后者表明,对单位量的烟碱而言,日本卷烟的焦油成分包括BaP和TSNA显著地低.本研究的结果表明,与美国主导牌号卷烟相比,日本主导牌号卷烟MS中的焦油与CO量平均低30%(分别为10mg/支对13mg/支),BaP低35%(8.5ng/支对11.4ng/支),TSNA低135%(245ng/支对580ng/支).     

基于卷烟纸特性参数的中支烟主流烟气成分释放量预测

为准确预测中支卷烟主流烟气中焦油、烟碱和CO释放量,使用随机森林算法构建了基于卷烟纸特性参数的焦油、烟碱和CO释放量预测数学模型,并进行了焦油、烟碱和CO释放量影响因素重要性排序和相关性分析。采用构建的随机森林算法模型对5个中支卷烟样品进行了焦油、烟碱和CO释放量的预测并与实测值进行了对比,验证模型的预测能力,同时对焦油、烟碱和CO释放量检测过程中可能产生的相对扩展不确定度进行测定。结果表明：基于卷烟纸特性参数构建的随机森林算法模型对于中支卷烟样品的焦油、烟碱和CO释放量的预测,具有较好的准确性、精确度和稳定性,且模型的焦油、烟碱和CO释放量预测残差均小于检测的扩展不确定度。     

吸烟与不吸烟者尿液中的烟碱与可替宁含量的比较研究

此项研究通过测定尿液中烟碱与可替宁含量来评估卷烟烟气与环境烟气(ETS)对人体的影响.共收集了129个尿样,这些尿样是根据人的性别、年龄、吸烟年限、平均日消耗烟支数和家庭吸烟人数等特征进行采集的.采集后的尿样先通过Extrelut柱,然后用GC/NPD来分析尿样中烟碱和可替宁的含量.在吸烟者的尿样中,烟碱和可替宁平均浓度分别为5.38μg/ml和3.14μg/ml.男性不吸烟者尿液中烟碱和可替宁的平均浓度分别为0.18μg/ml和0.07μg/ml.吸烟者尿液中烟碱和可替宁含量取决于日消耗烟支数,而且,吸烟者尿液中烟碱含量和日平均消耗烟支数有直接关系.非吸烟者尿样中烟碱和可替宁来源可能为食物、饮料和ETS.研究结果表明,家庭中吸烟者的人数对不吸烟者尿液中烟碱和可替宁浓度的增加没有影响.     

卷烟纸参数对细支卷烟烟气常规成分释放量的影响

为研究细支卷烟卷烟纸参数(定量、透气度、助燃剂中钾钠比,以及麻浆、灰分和助燃剂的质量分数)对烟气常规成分释放量的影响,根据国内外细支烟用卷烟纸的设计特点进行了样品设计和制作,分析了细支烟卷烟纸参数对烟气常规成分释放量的影响,并与常规卷烟进行了对比。结果表明:(1)透气度、助燃剂质量分数、钾钠比与细支烟主流烟气焦油、烟碱和CO的释放量呈现强的负相关关系。相同的助燃剂质量分数和钾钠比增加幅度,细支烟焦油、烟碱和CO释放量的降低率比常规卷烟大;相同的透气度增加幅度,常规卷烟焦油、烟碱和CO释放量的降低率比细支烟大。(2)卷烟纸定量与细支烟焦油和烟碱的释放量具有一定的负相关关系,与CO释放量具有一定的正相关关系。相同的定量增加幅度,细支烟焦油和烟碱释放量降低率比常规卷烟大,细支烟CO释放量降低率与常规卷烟基本一致。(3)麻浆和灰分的质量分数与细支烟焦油释放量均具有一定负相关关系,与烟碱和CO的释放量不相关;常规卷烟卷烟纸麻浆和灰分质量分数对烟气常规成分释放量影响不明显。     

抽吸间隔时间对卷烟焦油释放量的影响

进行了抽吸间隔时间的长短对卷烟抽吸口数、烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响实验。抽吸间隔时间分别设置为 30、4 0、5 0、6 0、70、80、90和 10 0s ,测定了 2种牌号的卷烟。结果表明 :①抽吸间隔时间越短 ,每支卷烟的抽吸口数、焦油、烟碱和CO量越大 ,这与国外的研究结果比较一致 ;②无论抽吸间隔时间长短 ,每口烟气的焦油、烟碱和CO等化学物质的量基本上保持不变     

LIP卷烟纸的优化设计及在烤烟型卷烟中的应用

低引燃倾向(LIP)卷烟能减少卷烟引发火灾的风险,为了将LIP卷烟纸应用到烤烟型卷烟上,对LIP卷烟纸的原纸透气度、助燃剂含量和阻燃带扩散率进行优化,并将LIP卷烟纸初步应用到烤烟型卷烟上;测定了LIP卷烟的引燃性能、自由燃烧熄灭率及CO、焦油、烟碱含量,并进行感官质量评吸。结果表明,经过优化后,LIP卷烟纸的原纸透气度为95 CU,助燃剂含量为1.0%,阻燃带扩散率为0.115 cm/s;制备的LIP卷烟符合ASTM E2187-04的要求,能有效减少火灾的发生,CO、烟碱、焦油含量变化不大,抽吸品质也没有明显差别。     

不同型号吸烟机对卷烟主流烟气释放量的影响

为了比较不同型号吸烟机对卷烟主流烟气释放量检测结果的差异,分别使用RM200A和RM20H转盘式吸烟机在同一实验条件下对4个样品进行检测,并对卷烟主流烟气释放量(总粒相物、水分、焦油、烟气烟碱、烟气一氧化碳)及抽吸口数进行差异性分析.结果表明:RM200A所测样品结果的相对标准偏差小于RM20H所测结果;RM200A测定卷烟样品的CO低于RM20H所测结果,两者有显著性差异;盒标值7 mg以上样品,RM200A所测水份低、烟碱高.     

烟叶产地与部位对卷烟主流烟气焦油和7种有害成分释放量的影响

为考察国内烟叶产地及烟叶部位对卷烟主流烟气焦油和7种有害成分释放量的影响,选取国内代表性烟叶产区不同部位烟叶样品467个,卷制成单料烟并测试烟气焦油、7种代表性有害成分和烟碱释放量,研究了烟叶产地和部位对卷烟主流烟气焦油、卷烟危害性评价指数(H)、7种代表性有害成分及烟碱释放量的影响。结果表明:(1)烟叶产地对NNK的单位燃烧烟丝质量释放量影响最大,其次为氨、HCN和苯酚等3种成分,对焦油、烟碱、H、B[a]P、巴豆醛、CO等指标影响较小。(2)烟叶产地对氨和NNK的单位烟碱释放量影响最大,其次为HCN、巴豆醛、B[a]P、苯酚和CO等5种成分,对焦油和H影响较小。(3)烟叶部位对氨、烟碱、苯酚、NNK等4种成分的单位燃烧烟丝质量释放量影响显著,对焦油、H、HCN、B[a]P、巴豆醛、CO等指标影响较小。(4)烟叶部位对巴豆醛、CO、NNK、B[a]P和HCN等5种成分的单位烟碱释放量影响显著,对焦油、H、氨和苯酚等指标影响较小。通过调控卷烟配方中烟叶的产地和部位,有助于降低烟气中焦油、7种有害成分的单位燃烧烟丝质量释放量或单位烟碱释放量。     

低引燃倾向卷烟设计的影响因素

为研究低引燃倾向卷烟(LIP卷烟)设计过程中的影响因素,在不改变卷烟原有配方结构的基础上,利用不同的卷烟纸(普通卷烟纸和阻燃带卷烟纸)制备了相应的卷烟样品,并对样品进行了阻燃带扩散率、卷烟全长燃烧比例及主流烟气释放物等方面的测试.结果表明:在其他条件不变的情况下,①扩散率提高0.22cm/s,LIP卷烟的全长燃烧比例增大60％以上,主流烟气中的焦油、烟碱、CO的释放量分别减小4.0％,6.5％和6.1％;②助燃剂含量提高0.8％,LIP卷烟的全长燃烧比例增大约20％,主流烟气中的焦油、烟碱、CO的释放量分别减小9.3％,7.9％和12.7％;③在助燃剂含量高的情况下,阻燃带宽度/间距对卷烟全长燃烧比例的影响较大,但对卷烟主流烟气释放物的影响不明显.     

烟碱/焦油比与卷烟吸味品质之间的关系

为提高低焦油卷烟的设计水平 ,对烤烟型卷烟的烟碱 /焦油比与其吸味品质之间的关系进行了分析。结果表明 ,烟碱 /焦油比与吸味品质之间呈线性正相关关系。A、B类卷烟的平均烟碱 /焦油比分别为 0 .0 73 8和 0 .0 5 92 ;中低焦油卷烟的平均烟碱 /焦油比为 0 .0 73 5 ,相当于A类卷烟的水平     

醋纤和丙纤滤嘴对烟气挥发性、半挥发性成分释放量的影响

分析了聚丙烯(PP)滤嘴卷烟和醋纤(CA)滤嘴卷烟烟气常规成分和挥发性半挥发性成分的释放量.结果表明:①两种滤嘴卷烟的总粒相物、烟碱、焦油和CO释放量相当;②PP滤嘴卷烟大部分挥发性半挥发性成分的释放量都比CA滤嘴卷烟高或者相当,而且PP滤嘴卷烟与CA滤嘴卷烟释放量比值波动较大;③PP滤嘴卷烟烟气中糠醛、糠醇、苯乙醛、吡啶、乙酸、苯酚、对+间甲酚和邻甲酚的释放量远远高于CA滤嘴卷烟.     

多孔淀粉在卷烟滤嘴中的应用研究

为探索卷烟减害降焦的新途径,进行了含多孔淀粉的滤嘴、活性炭复合滤嘴和普通醋纤滤嘴的过滤效果对比试验.结果表明,接装多孔淀粉滤嘴的卷烟较普通醋纤滤嘴卷烟的总粒相物降低了3.9%,焦油降低5.4%,CO降低2.7%,烟碱降低3.5%;与活性炭复合滤嘴卷烟相比,总粒相物降低了0.7%.焦油降低3.1%,CO降低2.0%,烟碱未变化.     

基于卷烟辅助材料参数的卷烟烟气有害成分预测模型

为考察卷烟辅助材料参数(卷烟纸克重、卷烟纸透气度、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻)对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响,采用中心组合结合正交设计制备试验卷烟,利用线性回归法和逐步回归法建立卷烟辅助材料参数对主流烟气7种有害成分(CO,NNK,NH3,HCN,BaP,苯酚、巴豆醛)及2种常规化学成分(焦油、烟碱)释放量的多因素预测模型,根据统计学原理中交叉验证标准差(RMSECV)最小的原则筛选出最优预测模型。在不同卷烟配方条件下,外部验证结果表明:CO,NNK,NH3,HCN,BaP,巴豆醛、苯酚、烟碱和焦油等9种有害成分平均预测相对偏差分别为6.9%,8.7%,6.6%,11.8%,4.1%,8.2%,5.3%,4.0%和4.8%。9种有害成分预测模型预测精度良好,对于不同的配方和辅助材料具有广泛的适用性。     

卷烟主流烟气粒相物中逐口生物碱含量测定及其递送规律

为测定卷烟烟气总粒相物中5种生物碱(烟碱、降烟碱、麦斯明、假木贼碱和新烟草碱),采用经改造的吸烟机对卷烟进行抽吸,用剑桥滤片捕集20支卷烟的每口烟气总粒相物,滤片经超声波萃取、离心后,取上层清液用GC/MS进行测定分析.结果显示:①利用该方法在所测定的5种生物碱中,测定结果的相对标准偏差为1.33%～7.58%,各生物碱的加标回收率为94%～106%;②逐口TPM量、逐口烟碱量以及逐口麦斯明量逐渐升高,逐口TPM量和逐口烟碱量在每口间传递的规律性最强;③降烟碱量都比较低,没有发现降烟碱逐口量随口数的明显变化趋势,每口之间都比较平稳,混合型卷烟F的降烟碱总量最大;④卷烟D、F和G等低焦油或混合型卷烟的主流烟气TPM中5种生物碱单口传递量较之于其它卷烟偏低.该方法适用于卷烟主流烟气总粒相物中生物碱含量的测定.     

卷烟烟气的毒理学指标与其重要有害成分之间的相关性

对22个牌号卷烟烟气的5项毒理学指标(MR值、SCE率、微核率、细胞死亡率和被动吸烟小鼠死亡率)和5项化学指标(焦油、烟碱、CO、TSNA和BaP)进行了相关分析和多元线性回归分析。结果表明:卷烟烟气生物效应与烟气中重要有害化学成分之间存在一定的相关性,其中TSNA是影响MR值、SCE率和细胞死亡率最重要的因素(P<0.01),而微核率和被动吸烟小鼠急性死亡率与焦油、烟碱、CO、TSNA、BaP均无相关性(P>0.05)。因此,大幅度降低卷烟烟气中的TSNA将有可能大大减少吸烟对健康的危害。