卷煙廠生產(chǎn)車(chē)間環(huán)境空氣的差異分析

崔 鵬 吳鳴建 田海英

（1.鄭州大學(xué)，河南 鄭州 450001；2.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，河南 鄭州 450000）

隨著煙草行業(yè)面臨降焦減害和強(qiáng)化品牌特色的挑戰(zhàn)，新一輪煙廠異地搬遷和技改活動(dòng)正在興起。在此過(guò)程中由于裝修材料、煙機(jī)洗滌劑、油漆等材料地引入，常會(huì)伴隨有揮發(fā)性有機(jī)化合物的產(chǎn)生［1］。而煙絲具有毛細(xì)管多孔性結(jié)構(gòu)，對(duì)異味有極強(qiáng)的吸附能力［2］，因此VOCs極易在卷煙的生產(chǎn)及儲(chǔ)存過(guò)程中被煙絲吸附，從而降低煙草的品質(zhì)從而影響到品牌形象。因此為避免正式投產(chǎn)后因車(chē)間環(huán)境空氣污染導(dǎo)致煙草品質(zhì)出現(xiàn)問(wèn)題，造成不必要的浪費(fèi)，有必要建立科學(xué)、合理的卷煙廠環(huán)境氣息評(píng)價(jià)方法，在正式生產(chǎn)前對(duì)新的生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行評(píng)價(jià)。目前，尚未發(fā)現(xiàn)有相關(guān)評(píng)價(jià)方法的報(bào)道，本研究通過(guò)對(duì)卷煙廠異地技改搬遷后生產(chǎn)車(chē)間的環(huán)境空氣與原廠進(jìn)行比較，對(duì)新老生產(chǎn)車(chē)間放置的模擬煙絲樣品進(jìn)行了感官評(píng)吸，從空氣化學(xué)成分以及對(duì)感官質(zhì)量的影響方面比較了新老廠的環(huán)境空氣差異，旨在為生產(chǎn)車(chē)間環(huán)境氣息評(píng)價(jià)提供技術(shù)支撐，為甄別車(chē)間異味來(lái)源及治理提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料、試劑和儀器

B 牌號(hào)卷煙成品煙絲70kg；DNPH 吸附管（Sigma 公司）；Tenax TA吸附管（Marks公司）；流速50～1 000mL/min采樣泵（SKC公司）。

揮發(fā)性有機(jī)成分標(biāo)準(zhǔn)品(Sigma公司）；13種醛酮組分的2,4-二硝基苯阱衍生物標(biāo)準(zhǔn)品（99%，美國(guó)A Chemtek公司）；乙腈（色譜純，美國(guó)Tedia公司）。

儀器：Agilent 1100 高效液相色譜儀，配DAD 檢測(cè)器（美國(guó)Agilent 公司）；TD-100 熱脫附儀（Marks 公司）；Agilent 7890a/5975c 氣質(zhì)聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent 公司）；CP224S電子分析天平（感量：0.1mg，德國(guó)Sartorius公司）。

1.2 方法

1.2.1 樣品點(diǎn)的選擇

樣品點(diǎn)選擇所依據(jù)的原則：①生產(chǎn)車(chē)間設(shè)備擺放較集中、引入污染物可能性較大的地方；②煙絲停留時(shí)間較長(zhǎng)或該工序比較重要。樣品點(diǎn)的數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)面積的大小和現(xiàn)場(chǎng)情況而確定，以期能正確反映生產(chǎn)車(chē)間空氣污染的水平，推薦100m2設(shè)3個(gè)點(diǎn)左右，在對(duì)角線上或梅花式分布，樣品選擇點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 樣品點(diǎn)的選擇

1.2.2 空氣樣品分析

1.2.2.1 樣品采集

在模擬樣品放置期間，同時(shí)在樣品放置點(diǎn)采集空氣樣 品，參 照HJ/T 400-2007［3］，揮 發(fā) 性 有 機(jī) 物 使 用Tenax-TA不銹鋼管采集，采樣流速200mL/min，采樣時(shí)間20min；醛酮類(lèi)化合物使用DNPH 管采集，采樣流速500mL/min，采樣時(shí)間20min。

1.2.2.2 分析條件

采用熱脫附/氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀分析揮發(fā)性有機(jī)物，脫附條件：脫附溫度300℃，脫附時(shí)間15min，脫附氣流量45mL/min，冷阱溫度－20℃，冷阱加熱溫度350℃，載氣為高純氦氣；氣質(zhì)條件：色譜柱為HP-5,0.25μm，60m×0.32mm，50℃保持10min，3℃/min 升至250℃保持20min，質(zhì)譜條件為掃描范圍35～350amu，電子轟擊能量70eV。采用帶有二極管陣列檢測(cè)器的高效液相色譜儀分析醛酮類(lèi)化合物，色譜條件：Acclaim Explosives E2（5μm，4.6×250mm）色譜柱，檢測(cè)波長(zhǎng)為10μL，流速為1mL/min。流動(dòng)相分別為乙腈和水。

表2 空氣樣品檢測(cè)結(jié)果（單位：μg/m3）

1.2.3 模擬樣品的制備

選用B 牌號(hào)成品煙絲，每個(gè)點(diǎn)所需樣品量為10kg。煙絲放置高度為1m，均勻平攤在4m2（2m×2m）的1.0mm孔徑的篩網(wǎng)上，同時(shí)在原生產(chǎn)線貯絲房放置對(duì)照樣品煙絲，放置36小時(shí)后將模擬樣品和對(duì)照樣品采用相同的卷煙材料與卷制參數(shù)上卷煙機(jī)制成卷煙備用。

1.2.4 卷煙評(píng)吸

按照GB5606.4-2005的要求準(zhǔn)備并評(píng)吸卷煙［4］，按照GB/T 12311-2012［5］進(jìn)行三點(diǎn)檢驗(yàn)的感官分析，將模擬樣品和對(duì)照樣比較，進(jìn)行三點(diǎn)評(píng)吸的差異判斷。

2 結(jié)果與分析

2.1 目標(biāo)物的選擇

根據(jù)對(duì)技改現(xiàn)場(chǎng)施工類(lèi)別的調(diào)查，主要有油漆、環(huán)氧樹(shù)脂地坪、電焊、防銹、防水、膠粘劑等作業(yè)，進(jìn)行這些作業(yè)時(shí)中常會(huì)用到有機(jī)溶劑，這些溶劑的主要成分有脂肪烴、芳香烴、醇、酯、酮、鹵代烴、醛、萜烯等化合物，它們基本都屬于揮發(fā)性有機(jī)物（WHO 定義，揮發(fā)性有機(jī)化合物是指在常溫下，沸點(diǎn)在50～260℃之間的各種有機(jī)化合物），參考相關(guān)測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)，本研究將污染源分為揮發(fā)性有機(jī)組分和醛酮組分兩大類(lèi)來(lái)進(jìn)行分析測(cè)定。

2.2 環(huán)境空氣樣品檢測(cè)結(jié)果

由表2 可知，新廠和老廠生產(chǎn)車(chē)間的空氣樣品在組成和含量上確實(shí)存在一定差異。在新廠的6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均檢測(cè)出有苯、甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物和甲醛、乙醛、苯甲醛等裝修常見(jiàn)的污染物，而在老廠車(chē)間空氣中均未出現(xiàn)。但由于施工類(lèi)別、施工完成時(shí)間、設(shè)備密集程度、通風(fēng)效果等差異的存在，導(dǎo)致不同取樣點(diǎn)的含量差異較大。由表3可知，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)6號(hào)點(diǎn)的揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮組分總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他檢測(cè)點(diǎn)，且TVOC、甲醛、苯、二甲苯均超出了室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的限量值［6］，且1號(hào)點(diǎn)的檢測(cè)值也相對(duì)較高。經(jīng)調(diào)查，1 號(hào)點(diǎn)設(shè)備較密集，周?chē)鄬?duì)比較封閉，空氣通風(fēng)對(duì)流不暢，導(dǎo)致該點(diǎn)污染物濃度較高；6號(hào)點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)采樣前2天進(jìn)行了貯絲柜及腳手架的油漆施工作業(yè)，從而導(dǎo)致含量偏高。

表3 樣品檢測(cè)結(jié)果及限量標(biāo)準(zhǔn)（μg/m3）

2.3 評(píng)吸結(jié)果

雖然空氣樣品分析可以比較準(zhǔn)確地確定污染物的濃度，但不能直觀的確定污染物的存在對(duì)卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的影響程度，同而感官評(píng)吸可以補(bǔ)充化學(xué)成分分析的盲區(qū)，因此有必要結(jié)合模擬樣品的感官評(píng)吸結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。按照GB/T 12311-2012 進(jìn)行三點(diǎn)檢驗(yàn)的感官分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1 號(hào)和6 號(hào)的模擬樣品與對(duì)照樣確實(shí)存在顯著差別，模擬樣品的評(píng)吸結(jié)果和空氣樣品的檢測(cè)結(jié)果具有較好的一致性。說(shuō)明當(dāng)污染物濃度過(guò)高時(shí)，一定時(shí)間內(nèi)模擬樣品煙絲上吸附的數(shù)量將足以引起感官的明顯變化。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)新老兩廠的環(huán)境空氣樣品的化學(xué)成分進(jìn)行定性定量分析，確定了新老兩廠的環(huán)境空氣樣品在組分的種類(lèi)和含量上的差異，并對(duì)差異存在的原因進(jìn)行分析。同時(shí)結(jié)合模擬樣品的感官評(píng)吸，結(jié)果顯示空氣成分的檢測(cè)結(jié)果和模擬樣品的評(píng)吸結(jié)果具有較好的一致性。本研究為生產(chǎn)車(chē)間環(huán)境氣息評(píng)價(jià)提供技術(shù)支撐，為甄別車(chē)間異味來(lái)源及治理提供參考。

［1］陳曉東.中國(guó)室內(nèi)裝修污染及健康危害研究進(jìn)展［J］.中國(guó)公共衛(wèi)生，2003（10）：25-37.

［2］左天覺(jué).煙草的生產(chǎn)、生理和生物化學(xué)［M］.上海：上海遠(yuǎn)東出版社，1993:386-396.

［3］HJ T 400-2007.車(chē)內(nèi)揮發(fā)性化合物及醛酮類(lèi)化合物采樣測(cè)定方法［S］.

［4］GB 5606.4-2005.卷煙感官技術(shù)要求［S］.

［5］GB/T 12311-2012.感官分析方法三點(diǎn)檢驗(yàn)［S］.

［6］GB/T18883-2002.室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.