關于主流煙氣中氮氧化物的危害及檢測探究

郭娜

[摘要]本文建立了全新的卷煙主流煙氣中氮氧化物的離子色譜分析方法。設計了主流煙氣中氮氧化物的捕集方法，對其各個條件進行選擇和優化，通過應用合適的梯度，使樣品不需任何前處理即可得到很好分離，并對色譜條件進行了優化。

[關鍵詞]主流;煙氣;氮氧化物;危害及檢測

對國內市場上占有率較高的卷煙進行了測定，比較了其主流煙氣中氮氧化物的含量，分析了國內外不同類型卷煙的含量差異和規律。

一、氮氧化物危害

（一）氮氧化物性質

卷煙主流煙氣中的氮氧化物（NOx）主要是由煙草中的亞硝酸鹽、硝酸鹽經氧化、高溫熱解以及大氣中的氮氧化形成的，NOx可通過激活肺組織內中性粒細胞和巨噬細胞，釋放出大量超氧陰離子自由基、羥自由基、氫過氧自由基和過氧化氫等。

（二）氮氧化物的危害

NO可與卷煙煙氣中的烴或二烯類等有機分子反應產生過氧化或烷基自由基的連鎖反應，加劇人體內的氧化和過氧化損傷程度，對機體各器官的組織的危害性較大，NO2是劇毒性氧化劑，因為刺激性比較弱，所以能侵入到肺臟深處及肺毛細管，煙氣中的氮氧化物是在吸煙時形成致癌性一亞硝胺的主要前體。

二、研究進展

（一）氮氧化物測定的研究現狀

國內在這方面研究起步較晚，從70年代起，越來越多的煙草科技工作者對卷煙煙氣中的NOx進行了研究。目前國內外已報道的檢測NOx的分析方法主要有比色法、電化學法、化學發光法、光譜法、GC法和IC法。

（二）氮氧化物測定的研究進展

雖然已報道的測定大氣或煙氣中氮氧化物的方法有上述方法，但對于卷煙主流煙氣里氮氧化物的測定有些方法并不適用。卷煙主流煙氣里氮氧化物的含量很低，且煙氣成分復雜，測定中可能會有較多干擾。比色法易受光、熱的影響、采樣后比色要快，且靈敏度、選擇性都不能滿足要求。直接分光光度法易有干擾，測定不準。電化學傳感器選擇性不好，煙氣收集效果不好。化學發光法有靈敏、穩定且選擇性很好等優點，所以國際上大多以化學發光法為標準方法。但化學發光NOx分析儀價格昂貴，且該儀器沒有通用性。離子色譜法快速、靈敏、選擇性好，且是通用性儀器，相關研究也有較多，所以通過合理設計收集方法、裝置，建立起簡便快速、實用的檢測卷煙主流煙氣中氮氧化物的體系是值得探索的

三、氮氧化物檢測及分析

（一）氮氧化物的測定

隨著吸煙與健康問題越來越受到各界的高度重視，及我國政府簽署煙草控制框架公約，煙草有害成分和排放物的管制及公布被提出了更高要求。氮氧化物（NOx）是卷煙主流煙氣中主要有害物質之一，但我國相關研究較少，因此很有必要建立起實用、準確的卷煙主流煙氣中主要有害物質氮氧化物的測定方法，為今后降低煙草危害提供技術支持。

1.試驗方法

（1）儀器、試劑和材料

美國D工ONEX公司工CS-2500型離子色譜儀（配有ED50電導檢測器，AS40自動進樣器，GPSO梯度泵，LC25柱溫箱，PeakNet色譜工作站），所有玻璃儀器在使用之前經過校正（校正因子99.5～100.5%），且按相關使用要求分別經過下列處理：先水洗后用1：1鹽酸浸泡12h以上，洗凈，用去離子水浸泡后烘干，最后用去離子水浸泡待用

（2）試劑、材料

NaOH溶液為基準試劑，優級純，配制為30mol/L的NaOH溶液，過濾、超聲除氣后作流動相：三乙醇胺（T攝氏度A）為優級純（天津北聯精細化學品開發有限公司）;三氧化鉻為分析純（長沙試劑廠）：雙氧水、磷酸、硫酸等均為優級純，高錳酸鉀為分析純;所用水為去離子水，電阻率≥15.2MQ*cm。

（3）色譜條件

陰離子交換色譜柱（4mmL.d.x250mm），保護柱，自動再生電導抑制器ASRS-ULTRA-11（4朋），抑制器電流75111入;淋洗液是NaOH溶液，采用梯度淋洗。

（4）樣品收集及試驗方法

按相關標準的規定，將卷煙置于溫度（22±2）攝氏度、相對濕度（60±5）%的恒溫恒濕機中調節48h，并按規定挑選煙支樣品、抽吸卷煙（抽吸25，抽吸容量35mL，抽吸間隔585，即每一分鐘完成一次抽吸）。每一組樣品抽吸卷煙5支，抽吸完后，按相同的時間間隔空抽3口。

（二）氮氧化物測定的結果

實驗所需儀器借助長沙卷煙廠提供，主要儀器有：42CNO-NO：分析儀（Thermo Enviro朋ental Instrumentslne）SM400直線型吸煙機（美國eerulean公司）！真空泵1000mL平底燒瓶NO標準氣體（國家環保總局標準樣品研究所）！劍橋濾片，集氣袋。煙支挑選，平衡及抽吸均按行業標準操作。參考煙IRSF和ZR4F的兩種方法測定結果差異很小，其相對偏差為2%左右，另外3種牌號的卷煙為5%左右。

（三）氮氧化物測定的分析

用本文所建立的卷煙主流煙氣中氮氧化物的離子色譜測定法對國內市場上占有率較高的28種牌號的卷煙和肯塔基大學的參考煙進行了測定。每種卷煙平行測定3次，取其平均值。通過本文方法測定到吸收液的濃度，然后通過下面的公式計算得出卷煙主流煙氣中氮氧化物的含量。

由公式可以得出，烤煙型卷煙主流煙氣中氮氧化物的含量約為1～3 umol/cig，混合型卷煙的約為2～10 umol/cig;混合型卷煙主流煙氣中氮氧化物的含量要遠高于烤煙型卷煙的，而且相同類型卷煙，一般國外的卷煙其主流煙氣中氮氧化物含量要比國內的高。

三、總結

本方法選擇性強，靈敏度高，重復性好，且樣品不需預處理，所用試劑少，從而使分析過程簡便快速，適于卷煙企業的常規檢測。和目前國際上廣泛采用的化學發光法相比，本方法還具有儀器為通用型的優點，使分析成本降低，應用更多。