抽吸方式對卷煙主流煙氣中主要羰基化合物釋放量的影響

王穎，何君，謝濤，王芳

深圳煙草工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，廣東省深圳市寶安區(qū)龍華街道清湖工業(yè)園 518109

揮發(fā)性羰基化合物是卷煙煙氣中主要有害成分之一[1-2]。早在上世紀(jì)20年代，國外各大煙草公司和研究機(jī)構(gòu)就對這類物質(zhì)開展了研究，并把它們作為一類有害成分列入了煙氣44種有害化學(xué)成分的Hoffmann名單中[3-5]。卷煙煙氣中的主要羰基化合物包括甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮和丁醛，這些物質(zhì)在卷煙抽吸過程中會(huì)不同程度地刺激人體的呼吸系統(tǒng)和感覺器官，長期吸入會(huì)對健康造成較為嚴(yán)重的危害[6]。目前，卷煙主流煙氣中羰基化合物的釋放量是在國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抽吸條件下測得的。但在實(shí)際的吸煙人群中，由于不同的吸煙習(xí)慣，由不同吸煙者觀察到的吸煙參數(shù)變化范圍為：抽吸容量20 ～80 mL，抽吸持續(xù)時(shí)間 0.8 ～ 3 s，抽吸間隔 20 ～ 100 s，無濾嘴卷煙煙蒂長度19 ～ 28 mm[7]。抽吸習(xí)慣的差異必然造成吸煙者對主流煙氣中揮發(fā)性羰基化合物攝入量的改變。

近年來，國內(nèi)外關(guān)于抽吸方式對卷煙主流煙氣中焦油、煙堿、苯并[a]芘、煙草特有亞硝胺、酚類、氫氰酸和氨的釋放量影響的報(bào)道較多[8-16]，對揮發(fā)性羰基化合物釋放量影響的研究較少。本文分別在ISO、Massachusetts和Health Canada抽吸方案下抽吸了10種卷煙樣品，并應(yīng)用高效液相色譜法測定了其主流煙氣中主要羰基化合物的釋放量，旨在考察抽吸方式對羰基化合物釋放量的影響，討論吸煙方式的差異與羰基類有害物質(zhì)釋放量的關(guān)系，以期推動(dòng)低危害卷煙的開發(fā)，并為吸煙與健康研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

卷煙：10種市售卷煙樣品，6種為國內(nèi)外市場暢銷的烤煙型卷煙，編號(hào)分別為樣品A-F；4種為國內(nèi)外市場暢銷的普通混合型卷煙，編號(hào)分別為樣品G-J。其樣品參數(shù)如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)卷煙樣品參數(shù)

2,4-二硝基苯肼（DNPH，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物標(biāo)準(zhǔn)品（TCI公司）；乙腈（Sigma公司）；吡啶和高氯酸為分析純試劑；去離子水（電阻率18.22MΩ·cm）。

SM450型20孔道直線式吸煙機(jī)（英國Cerulean公司）；44 mm劍橋?yàn)V片（英國Whatman公司）；Agilent 1200高效液相色譜儀和Agilent 1200 DAD檢測器；液相色譜分析柱：Acclaim? Explosive E2 250 × 4.6 mm 120 ?，色譜柱填料粒度5 μM（美國Dionex公司）。預(yù)柱為Acclaim? Explosive E2 10 ×4.3 mm 120 ?，色譜柱填料粒度5 μM（美國Dionex公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)將卷煙樣品平衡48 h，然后根據(jù)質(zhì)量允差（±0.02 g）挑選測試樣品。采用ISO、Massachusetts（50%封閉濾嘴）和Health Canada深度抽吸方案（100%封閉濾嘴）分別抽吸了10種國內(nèi)外卷煙樣品，并采用HPLC法測定了3種抽吸方案下各卷煙樣品主流煙氣中主要羰基化合物的釋放量。煙氣的捕集以及主流煙氣中主要羰基化合物的測定均根據(jù)“YC/T 254 - 2008 卷煙 主流煙氣中主要羰基化合物的測定 高效液相色譜法”。每一處理設(shè)置2個(gè)重復(fù)，文中每一數(shù)據(jù)為2次重復(fù)的平均值。

2 結(jié)果

2.1 三種抽吸方式下10種卷煙樣品主流煙氣中主要羰基化合物釋放量的比較

各卷煙樣品羰基化合物總釋放量相對于ISO抽吸方式的增加幅度見圖1。結(jié)果表明：（1）Health Canada抽吸方式下羰基化合物總釋放量的增幅顯著大于Massachusetts抽吸方式下的增幅。羰基化合物在Massachusetts抽吸方式下的總釋放量比ISO方式平均增加87%，而在Health Canada方式下的總釋放量比ISO方式平均增加152%，個(gè)別樣品達(dá)到249%和187%（樣品E和F）。（2）相對于ISO抽吸方式，在Massachusetts方式下，烤煙型卷煙（樣品A-F）單位焦油下主流煙氣中主要羰基化合物的總釋放量平均增加13%，混合型卷煙（樣品G-J）平均增加10%；在Health Canada方式下，烤煙型卷煙單位焦油下主要羰基化合物的總釋放量平均增加23%，混合型卷煙平均增加16%，說明Health Canada方式下烤煙型卷煙與混合型卷煙羰基化合物的釋放量差異會(huì)增大（烤煙型均高于混合型）。（3）8種羰基化合物中，相對于ISO抽吸方式，Massachusetts和Health Canada抽吸方式下甲醛的釋放量增幅最為明顯，10種卷煙樣品中甲醛釋放量的平均增幅分別達(dá)到116%和301%（圖2）。

表2 3種抽吸方式下測定結(jié)果比較 （μg/支）

圖1 相對于ISO抽吸方式羰基化合物總釋放量的平均增加幅度

圖2 相對于ISO抽吸方式羰基化合物釋放量的平均增加幅度

2.2 三種抽吸方式對不同盒標(biāo)焦油卷煙主要羰基化合物釋放量的影響

將Massachusetts和Health Canada抽吸方式與ISO方式相比較，卷煙煙氣中羰基化合物釋放總量的增加幅度對卷煙盒標(biāo)焦油量作圖，得圖3。對于盒標(biāo)焦油量為5 mg/支的卷煙，在Massachusetts抽吸方式下，羰基化合物總釋放量增加了120%，在Health Canada抽吸方式下，羰基化合物總釋放量增加了250%。對于盒標(biāo)焦油量為12 mg/支的卷煙，在Massachusetts抽吸方式下，羰基化合物總釋放量只增加了80%，在Health Canada抽吸方式下，羰基化合物總釋放量增加了120%。由此可以看出，Massachusetts和Health Canada抽吸方式對于低焦油量的卷煙煙氣中主要羰基化合物釋放量的影響更為顯著，且隨著焦油量的降低，抽吸方式對于卷煙煙氣中羰基化合物釋放量的影響增大。對于盒標(biāo)焦油在10 ～12 mg/支的卷煙，其煙氣中主要羰基化合物總釋放量的增加幅度趨于平穩(wěn)。

圖3 相對于ISO抽吸方式羰基化合物總釋放量的增加幅度與盒標(biāo)焦油的關(guān)系

2.3 三種抽吸方式對不同濾嘴通風(fēng)率卷煙主要羰基化合物釋放量的影響

將Massachusetts和Health Canada抽吸方式與ISO方式相比較，卷煙單位焦油下羰基化合物釋放總量的增加率對卷煙濾嘴通風(fēng)率作圖，得圖4。對于濾嘴通風(fēng)率約為40%的卷煙，在Massachusetts抽吸方式下單位焦油羰基化合物總釋放量增加了20%，在Health Canada抽吸方式下增加了50%。而對于低濾嘴通風(fēng)率的卷煙，無論采用Massachusetts或Health Canada抽吸方式，其單位焦油羰基化合物總釋放量較ISO抽吸方式的增加幅度大多在10% ～ 20%之間。由此可以看出，Massachusetts和Health Canada抽吸方式對于高濾嘴通風(fēng)率的卷煙煙氣中主要羰基化合物釋放量的影響更為顯著，隨著濾嘴通風(fēng)率的增大，抽吸方式的改變對于卷煙單位焦油主要羰基化合物總釋放量的影響逐漸增大。這是因?yàn)閷τ诟咄L(fēng)率卷煙，抽吸時(shí)從濾嘴通風(fēng)孔進(jìn)入的一部分空氣有效地減少了從燃燒錐進(jìn)入的空氣體積，抽吸時(shí)所燃燒的煙絲量也隨之減少，每口主流煙氣羰基化合物含量減少，而在抽吸間隔通過通風(fēng)口向煙支外擴(kuò)散的煙氣量增加。當(dāng)采用Massachusetts和Health Canada抽吸方式時(shí)，分別封閉了卷煙濾嘴50%和100%的通風(fēng)孔，因而相較于未封閉通風(fēng)孔的ISO抽吸方式，煙氣中羰基化合物的總釋放量明顯增加，并且Health Canada抽吸方式對卷煙單位焦油羰基化合物總釋放量的影響遠(yuǎn)大于Massachusetts抽吸方式。

圖4 相對于ISO抽吸方式單位焦油羰基化合物總釋放量的增加幅度與濾嘴通風(fēng)率的關(guān)系

3 結(jié)論

不同的抽吸方式對于卷煙主流煙氣中主要羰基化合物釋放量的影響顯著，在不同抽吸方式下測定的主流煙氣中有害物質(zhì)的量并不能完全反映吸煙者真正從卷煙攝入的有害物質(zhì)的量。相對于ISO抽吸方式，在Massachusetts和Health Canada深度抽吸方式下，卷煙主流煙氣中主要羰基化合物的釋放量顯著增加，且以Health Canada深度抽吸方式下釋放量最高。抽吸方式的改變，對低焦油卷煙、高濾嘴通風(fēng)率卷煙主流煙氣中羰基化合物釋放量的影響顯著。

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