不同抽吸模式卷煙主流煙氣中常規(guī)成分和某些有害成分釋放研究

于宏曉，趙硯棠，徐海濤，馬 強(qiáng)，鐘 青，劉麗麗，肖協(xié)忠

（山東中煙工業(yè)公司技術(shù)中心，濟(jì)南 250100）

自從《煙草控制框架公約（FCTC）》簽署以來，全球范圍反吸煙運(yùn)動(dòng)日漸高漲，世界各國(guó)對(duì)煙草與健康問題的關(guān)注也越來越密切。以世界衛(wèi)生組織（WHO）為首的公共衛(wèi)生部門對(duì) ISO抽吸模式提出質(zhì)疑，認(rèn)為ISO抽吸模式不能模擬消費(fèi)者的實(shí)際抽吸行為，當(dāng)消費(fèi)者抽吸“低焦油”卷煙時(shí)，消費(fèi)者為了滿足生理需要會(huì)自覺地改變抽吸模式，自我調(diào)控?zé)焿A攝入量，如增加抽吸容量等，同時(shí)消費(fèi)者在抽吸卷煙時(shí)會(huì)有意或無意地用手指或嘴唇覆蓋在濾嘴通風(fēng)孔上，這對(duì)抽吸低焦油卷煙的影響很大，因此，ISO抽吸模式得到的測(cè)試結(jié)果會(huì)對(duì)消費(fèi)者造成誤導(dǎo)。盡管WHO承認(rèn)沒有任何一種抽吸模式可以模擬人類的抽吸行為，但WHO認(rèn)為ISO抽吸模式是堅(jiān)決不可接受的，并強(qiáng)烈推薦加拿大深度抽吸模式。采用深度抽吸模式將造成煙氣釋放量的大幅增加，并將對(duì)低焦油卷煙尤其是超低焦油卷煙市場(chǎng)帶來巨大沖擊，同時(shí)對(duì)中國(guó)卷煙產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、煙用材料的選用、卷煙質(zhì)量檢測(cè)及煙草制品管制等產(chǎn)生重大影響。先前的研究報(bào)道主要集中在不同抽吸參數(shù)對(duì)卷煙主流煙氣中焦油、煙堿和水分常規(guī)成分的影響研究[1-5]。一氧化碳、氨和苯酚是卷煙主流煙氣中3類重要的有害成分，也是國(guó)內(nèi)煙草行業(yè)急需降低的主流煙氣中7種有害成分的組成指標(biāo)。本研究系統(tǒng)對(duì)比研究了ISO抽吸模式和深度抽吸模式下不同焦油含量的卷煙主流煙氣中焦油、煙堿和水分3種常規(guī)成分釋放量及一氧化碳、氨和苯酚3種有害成分的釋放量，以推動(dòng)低危害卷煙的開發(fā)，正確評(píng)價(jià)吸煙與健康的關(guān)系具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器 SM450型 20通道吸煙機(jī)配有COA205一氧化碳測(cè)定儀（Cerulean，英國(guó)），氣相色譜儀6890（Agilent，美國(guó)），高效液相色譜儀1100（Agilent，美國(guó)），ICS3000離子色譜儀（戴安公司，美國(guó)），電子天平（梅特勒，瑞士），ZP-200振蕩器（江蘇太倉(cāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠，中國(guó)），Millipore超純水系統(tǒng)（Millipore公司，美國(guó)）。

1.1.2 試劑 甲基磺酸，濃鹽酸均為分析純。乙腈為色譜純，其他試劑均為優(yōu)級(jí)純，實(shí)驗(yàn)用水均為電阻率18.2 M?·cm的超純水。

1.2 方法

1.2.1 主流煙氣中苯酚的分析方法 直線型吸煙機(jī)上每孔道抽吸4支卷煙，將捕集有主流煙氣總粒相物的44mm濾片放入100 mL萃取瓶中，使用四分之一濾片（44mm）擦拭捕集器，一起置于萃取瓶中，加入50 mL 1%乙酸溶液，室溫下超聲萃取20 min，靜置5 min。取萃取液過0.45 μm的濾膜，采用高效液相色譜-熒光法測(cè)定。

1.2.2 主流煙氣中氨的分析方法 直線型吸煙機(jī)上每孔道抽吸4支卷煙，在捕集阱內(nèi)加入20 mL 10 mM鹽酸，吸完后，將捕集有主流煙氣總粒相物的44mm濾片放入100 mL萃取瓶中，使用四分之一濾片（44mm）擦拭捕集器，一起置于萃取瓶中，加入20 mL 10 mM鹽酸，振蕩萃取40 min，振蕩器頻率設(shè)為160 r/min。萃取完成后，從捕集阱和萃取瓶中各移取 5 mL 溶液置于容量瓶中，定容至 25 mL，取定容液過0.45 μm的濾膜，采用離子色譜陽(yáng)離子方法測(cè)定。

1.2.3 煙支樣品的選擇 選取平均重量（0.90±0.01）g 范圍內(nèi)和平均吸阻（1000±50）Pa 范圍內(nèi)的煙支為合格煙支，卷煙圓周為24.5mm，長(zhǎng)度為84mm，實(shí)驗(yàn)前在溫度（22±1）℃、相對(duì)濕度（60±2）%條件下平衡。

2 結(jié)果與討論

2.1 焦油、煙堿和水分常規(guī)成分釋放量

表1、2結(jié)果表明，加拿大深度抽吸模式下卷煙主流煙氣中焦油、煙堿和水分釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ISO抽吸模式下的釋放量，這與前期報(bào)道[1,3]隨著抽吸容量的增加和抽吸頻率的減少，主流煙氣中焦油、煙堿和水分明顯增加的結(jié)果一致。低焦油卷煙（ISO抽吸模式下其焦油含量為1.57 mg/支）其深度抽吸模式下焦油、煙堿和水分釋放量分別是ISO抽吸模式下10.6倍、8.05倍和79.6倍，中等程度高焦油卷煙（ISO抽吸模式下其焦油含量為7.31 mg/支）其深度抽吸模式下焦油、煙堿和水分釋放量分別是ISO抽吸模式下3.05倍，2.81倍和13.65倍，高焦油卷煙（ISO抽吸模式下其焦油含量為 13.54 mg/支）其深度抽吸模式下焦油、煙堿和水分釋放量分別是ISO抽吸模式下2.06倍、2.24倍和5.44倍。由此可以得出，深度抽吸模式下，主流煙氣中焦油、煙堿和水分釋放量明顯高于ISO抽吸模式下的釋放量，其原因主要是深度抽吸模式與ISO抽吸模式相比，采用更大的抽吸容量、更小的抽吸頻率且其濾嘴通風(fēng)孔被完全封閉，完全抵消了濾嘴通風(fēng)的降焦效果，因此主流煙氣中焦油、煙堿和水分釋放量明顯高于ISO抽吸模式下的釋放量。深度抽吸模式下，主流煙氣中焦油、煙堿和水分釋放量增加幅度隨著 ISO抽吸模式下焦油量含量的增加而降低。低焦油卷煙目前大多采用具有更高濾嘴通風(fēng)率的濾嘴技術(shù)，隨著濾嘴通風(fēng)率的升高其ISO抽吸模式下的焦油含量越來越低，深度抽吸模式下，濾嘴通風(fēng)孔被完全封閉，完全抵消了濾嘴通風(fēng)的降焦效果，導(dǎo)致其主流煙氣中焦油、煙堿和水分釋放量增加幅度隨著濾嘴通風(fēng)率的增加而增加。同時(shí)發(fā)現(xiàn)無論是低焦油卷煙，還是中等程度高焦油卷煙和高焦油卷煙，其深度抽吸模式下比ISO抽吸模式下，主流煙氣中水分釋放量增加幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焦油和煙堿的增加幅度，這與前期的文獻(xiàn)[1,6]報(bào)道的濾嘴通風(fēng)率和抽吸容量對(duì)主流煙氣中水分釋放量影響比焦油和煙堿釋放量影響程度更大的結(jié)果相一致，因此濾嘴通風(fēng)率和抽吸容量是影響主流煙氣中水分釋放量的重要因素。

表1 兩種抽吸模式參數(shù)Table 1 The parameters of two smoking methods

表2 兩種抽吸模式下不同卷煙主流煙氣中焦油、煙堿和水分釋放量Table 2 The yield of tar, nicotine, water in mainstream smoke of different cigarettes under two smoking methods

2.2 一氧化碳、氨和苯酚有害成分釋放量

從表3可以看出，加拿大深度抽吸模式下主流煙氣中一氧化碳、氨和苯酚有害成分釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ISO抽吸模式下的釋放量，低焦油卷煙其深度抽吸模式下主流煙氣中一氧化碳、氨和苯酚有害成分釋放量，分別是ISO抽吸模式下12.8、4.57和7.2倍，中等程度高焦油卷煙其深度抽吸模式下一氧化碳、氨和苯酚有害成分釋放量分別是ISO抽吸模式下2.6，2.8和2.33倍，高焦油卷煙其深度抽吸模式下一氧化碳、氨和苯酚有害成分釋放量分別是ISO抽吸模式下1.7、2.68和1.66倍。由此可以得出，深度抽吸模式下，主流煙氣中一氧化碳、氨和苯酚有害成分釋放量明顯高于 ISO抽吸模式下的釋放量，其增加幅度隨著ISO抽吸模式下焦油量含量的增加而降低，此變化趨勢(shì)與深度抽吸模式下主流煙氣中焦油、煙堿和水分釋放量的變化趨勢(shì)相同。低焦油卷煙目前大多采用具有更高濾嘴通風(fēng)率的濾嘴技術(shù)，隨著濾嘴通風(fēng)率的升高其ISO抽吸模式下一氧化碳、氨和苯酚有害成分釋放量越來越低，深度抽吸模式下濾嘴通風(fēng)孔被完全封閉，完全抵消了濾嘴通風(fēng)的減害效果，導(dǎo)致其主流煙氣中一氧化碳、氨和苯酚有害成分釋放量的增加幅度隨著濾嘴通風(fēng)率的增加而增加。由此初步推斷，濾嘴通風(fēng)率、抽吸容量和抽吸頻率也是影響主流煙氣中一氧化碳、氨和苯酚3種有害成分釋放量的重要因素。

3 小 結(jié)

加拿大深度抽吸模式下卷煙主流煙氣中焦油、煙堿和水分3種常規(guī)成分及一氧化碳、氨和苯酚3種有害成分釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ISO抽吸模式下的釋放量。濾嘴通風(fēng)、抽吸容量和抽吸頻率不僅是影響主流煙氣中焦油、煙堿和水分3種常規(guī)成分釋放量的重要因素，而且也是影響主流煙氣中一氧化碳、氨和苯酚3種有害成分釋放量的重要因素。深度抽吸模式下，其主流煙氣中焦油、煙堿、水分以及一氧化碳、氨和苯酚釋放量的增加幅度隨著濾嘴通風(fēng)率的增加而增加。濾嘴通風(fēng)率可由卷煙設(shè)計(jì)和卷煙材料控制，而抽吸容量和抽吸頻率是由消費(fèi)者的抽吸習(xí)慣控制，改變?yōu)V嘴通風(fēng)分率是目前煙草行業(yè)開發(fā)低焦油低危害卷煙重要技術(shù)手段之一，在加拿大深度抽吸模式下，卷煙的濾嘴通風(fēng)孔被完全封閉，完全抵消了濾嘴通風(fēng)的減害降焦效果，導(dǎo)致其作為開發(fā)低焦油低危害卷煙的技術(shù)手段失效,。因此，在深度抽吸模式下，迫切需要開發(fā)新的減害降焦技術(shù)手段，應(yīng)對(duì)深度抽吸模式對(duì)煙草行業(yè)低危害卷煙的開發(fā)帶來的挑戰(zhàn)。

表3 兩種抽吸模式下不同卷煙主流煙氣中一氧化碳、氨和苯酚有害成分釋放量Table 3 The yield of carbon monoxide, ammonia and phenol in mainstream smoke of different cigarettes under two smoking methods

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