不同抽吸模式卷煙主流煙氣中常規成分和某些有害成分釋放研究

于宏曉，趙硯棠，徐海濤，馬 強，鐘 青，劉麗麗，肖協忠

（山東中煙工業公司技術中心，濟南 250100）

自從《煙草控制框架公約（FCTC）》簽署以來，全球范圍反吸煙運動日漸高漲，世界各國對煙草與健康問題的關注也越來越密切。以世界衛生組織（WHO）為首的公共衛生部門對 ISO抽吸模式提出質疑，認為ISO抽吸模式不能模擬消費者的實際抽吸行為，當消費者抽吸“低焦油”卷煙時，消費者為了滿足生理需要會自覺地改變抽吸模式，自我調控煙堿攝入量，如增加抽吸容量等，同時消費者在抽吸卷煙時會有意或無意地用手指或嘴唇覆蓋在濾嘴通風孔上，這對抽吸低焦油卷煙的影響很大，因此，ISO抽吸模式得到的測試結果會對消費者造成誤導。盡管WHO承認沒有任何一種抽吸模式可以模擬人類的抽吸行為，但WHO認為ISO抽吸模式是堅決不可接受的，并強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，并將對低焦油卷煙尤其是超低焦油卷煙市場帶來巨大沖擊，同時對中國卷煙產品的設計、煙用材料的選用、卷煙質量檢測及煙草制品管制等產生重大影響。先前的研究報道主要集中在不同抽吸參數對卷煙主流煙氣中焦油、煙堿和水分常規成分的影響研究[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，也是國內煙草行業急需降低的主流煙氣中7種有害成分的組成指標。本研究系統對比研究了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，以推動低危害卷煙的開發，正確評價吸煙與健康的關系具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器 SM450型 20通道吸煙機配有COA205一氧化碳測定儀（Cerulean，英國），氣相色譜儀6890（Agilent，美國），高效液相色譜儀1100（Agilent，美國），ICS3000離子色譜儀（戴安公司，美國），電子天平（梅特勒，瑞士），ZP-200振蕩器（江蘇太倉實驗設備廠，中國），Millipore超純水系統（Millipore公司，美國）。

1.1.2 試劑 甲基磺酸，濃鹽酸均為分析純。乙腈為色譜純，其他試劑均為優級純，實驗用水均為電阻率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-熒光法測定。

1.2.2 主流煙氣中氨的分析方法 直線型吸煙機上每孔道抽吸4支卷煙，在捕集阱內加入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，采用離子色譜陽離子方法測定。

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

2 結果與討論

2.1 焦油、煙堿和水分常規成分釋放量

表1、2結果表明，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遠高于ISO抽吸模式下的釋放量，這與前期報道[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孔被完全封閉，完全抵消了濾嘴通風的降焦效果，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率的濾嘴技術，隨著濾嘴通風率的升高其ISO抽吸模式下的焦油含量越來越低，深度抽吸模式下，濾嘴通風孔被完全封閉，完全抵消了濾嘴通風的降焦效果，導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率的增加而增加。同時發現無論是低焦油卷煙，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遠大于焦油和煙堿的增加幅度，這與前期的文獻[1,6]報道的濾嘴通風率和抽吸容量對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果相一致，因此濾嘴通風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遠高于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相同。低焦油卷煙目前大多采用具有更高濾嘴通風率的濾嘴技術，隨著濾嘴通風率的升高其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孔被完全封閉，完全抵消了濾嘴通風的減害效果，導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率的增加而增加。由此初步推斷，濾嘴通風率、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

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種常規成分及一氧化碳、氨和苯酚3種有害成分釋放量遠遠高于ISO抽吸模式下的釋放量。濾嘴通風、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率的增加而增加。濾嘴通風率可由卷煙設計和卷煙材料控制，而抽吸容量和抽吸頻率是由消費者的抽吸習慣控制，改變濾嘴通風分率是目前煙草行業開發低焦油低危害卷煙重要技術手段之一，在加拿大深度抽吸模式下，卷煙的濾嘴通風孔被完全封閉，完全抵消了濾嘴通風的減害降焦效果，導致其作為開發低焦油低危害卷煙的技術手段失效,。因此，在深度抽吸模式下，迫切需要開發新的減害降焦技術手段，應對深度抽吸模式對煙草行業低危害卷煙的開發帶來的挑戰。

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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