香煙燃燒過(guò)程中重金屬含量及分布規(guī)律的研究

吳鴻偉, 董運(yùn)勤，黃二全

(棗莊學(xué)院 化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院, 山東 棗莊 277160)

0 引言

從20 世紀(jì)50 年代初, 英國(guó)皇家醫(yī)學(xué)會(huì)首次報(bào)道了吸煙將危害健康的官方報(bào)告至今, 吸煙已成為人們普遍重視的社會(huì)問(wèn)題和醫(yī)學(xué)問(wèn)題.香煙煙葉由于受其生長(zhǎng)環(huán)境的污染以及煙葉自身種類特點(diǎn)的影響, 都會(huì)含有一定量的重金屬等有害元素, 另外, 在卷煙加工過(guò)程中, 所使用的香精香料粘合劑和卷煙紙等材料中也可能含有重金屬元素[1].重金屬可引起肺癌、口腔癌、食道癌、鼻咽癌、喉癌等[2].因此, 準(zhǔn)確測(cè)定這些元素在成品煙絲中的量對(duì)于煙氣的安全性評(píng)價(jià)，降低卷煙危害具有很強(qiáng)的社會(huì)意義.

目前可用于測(cè)定重金屬含量的方法有：吸附法[3]、分光光度法[4]、ICP-MS 法[5]、AAS 法[6]、示波極譜法[7]等.

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器與試劑

Cr,Cd,Co,pb,Zn,Cu,As標(biāo)準(zhǔn)溶液(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化物質(zhì)研究中心)，高氯酸，硝酸均為優(yōu)級(jí)純?cè)噭?，抗壞血酸，硫脲為分析純，?shí)驗(yàn)用水均為二次水, 電導(dǎo)率達(dá)到18. 2M Ω·cm.

BS110S型電子天平(北京賽多利斯天平有限公司)，98-1-B 臺(tái)式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)，Z-2000原子吸收分光光度計(jì)(日本日立).

實(shí)驗(yàn)中所用玻璃器皿均用硝酸(1+ 1) 浸泡24h, 然后用二次蒸餾水沖洗干凈, 烘干后,防塵貯藏備用.

1. 2 樣品

實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇五種不同品牌的香煙，編號(hào)為1～5.對(duì)同一品牌同一包裝的香煙逐支稱重, 選質(zhì)量相近的20支作為樣品, 其中10支用于本底值測(cè)定,另外10支用于殘留量測(cè)定.

2 討論

2.1 樣品的測(cè)定

2.1.1 煙氣中金屬元素的測(cè)定

把香煙的濾嘴插入單項(xiàng)氣吹的進(jìn)氣端, 用軟管把出氣端與另一個(gè)有細(xì)密小孔的出氣嘴相連, 出氣嘴浸入盛有250mL 二次蒸餾水的燒杯中, 點(diǎn)燃香煙, 緩緩抽吸, 使煙霧以小泡狀緩緩?fù)ㄟ^(guò)蒸餾水, 直至香煙燃燒完全.如此連續(xù)燃20 支煙, 定容250mL，制得煙氣的水吸收液試樣.測(cè)定結(jié)果如表1所示

表1 煙氣中重金屬含量

通過(guò)表中數(shù)據(jù)可知煙氣中重金屬的含量較低 ，有些重金屬的含量沒(méi)有測(cè)出.其原因主要有：1.重金屬元素的熔沸點(diǎn)較高.2.重金屬元素的水溶性較差.

2.1.2 香煙中重金屬本底值與香煙各部分總殘留量的測(cè)定

取下過(guò)濾嘴, 準(zhǔn)確稱重(精確至0.0001g) , 置于三角瓶中, 用于測(cè)定過(guò)濾嘴本底值; 準(zhǔn)確稱除去過(guò)濾嘴后香煙的質(zhì)量, 稱重后分別放入三角瓶中,在三角瓶中加入硝酸和高氯酸的混合酸(4+ 1)20mL,置于電熱板上消解, 加熱至消解完全, 再繼續(xù)蒸發(fā)至高氯酸的白煙散盡,冷卻后轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中, 用超純水定容搖勻, 同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn).測(cè)定結(jié)果如表2 所示

表2 香煙中重金屬本底值與香煙各部分總殘留量對(duì)照(mg·支-1)

通過(guò)表中數(shù)據(jù)可知Cr、Cu、Zn、As含量較高：對(duì)吸煙者危害較大，同時(shí)通過(guò)殘留量數(shù)據(jù)我們可知Cd、Pd揮發(fā)量較高，因而對(duì)被動(dòng)吸煙者危害較大.

2.1.3 煙灰部分重金屬的揮發(fā)量與過(guò)濾嘴的吸附量的測(cè)定

在無(wú)明顯重金屬污染的房間內(nèi)用一次性過(guò)濾嘴采用人工方法吸煙,收集煙灰和過(guò)濾嘴分離, 分別放入兩只三角瓶中.將煙灰稱重后混勻,準(zhǔn)確稱重后分別放入兩只三角瓶中.將過(guò)濾嘴、煙灰按上述 的方法進(jìn)行消化處理.測(cè)定結(jié)果如下表3所示：

表3 過(guò)濾嘴的吸附量

通過(guò)表3數(shù)據(jù)可知，通過(guò)煙體時(shí)Cr、Cd、Co、Zn、Pb、Cu和As分別被吸附了50.6%～56.5、0～100.0%、70.9%～83.3、64.5%～95.6%、0～100%、71.1%～91.3%、23.15～60%，通過(guò)過(guò)濾嘴時(shí)又分別被吸附了5.9%—105.0%、0、0～105%、5.5%～109.0%；Pb、Cu、As在過(guò)濾嘴的本底中沒(méi)有測(cè)出，但吸附量較高.通過(guò)這些數(shù)據(jù)可知吸附量較小的重金屬元素Cr 、Pb和As，無(wú)論對(duì)主動(dòng)吸煙者還是對(duì)被動(dòng)吸煙沿者都具有較大危害.

3 結(jié)論

通過(guò)上述數(shù)據(jù)可知重金屬在香煙的各部分均有分布，同時(shí)也表明重金屬主要存在于煙體中，煙氣中含量較少，這可能與重金屬元素的熔沸點(diǎn)有關(guān).

[1]馬力路遙,魯籬.中國(guó)大陸公共場(chǎng)所禁煙問(wèn)題研究[J].理論與改革，2013,5,187-191.

[2]秦軍,蔣文強(qiáng).重金屬鉻對(duì)幾種蔬菜生長(zhǎng)的影響研究[J].棗莊學(xué)院學(xué)報(bào)，2011,28 (5):138-142.

[3]楊平,李偉朋,王召欣.等.EM菌對(duì)鎘離子的吸附特性的研究[J].棗莊學(xué)院學(xué)報(bào),2013,30(2):115-121.

[4]于京華,歐慶瑜,盧燕,等.變色酸偶氮磺試劑高靈敏光度法測(cè)定痕量鉻E[J].分析化學(xué)評(píng)述與進(jìn)展，2007，32(7)：235-236.

[5]石杰，李力，胡清源,等.ICP-MS 法同時(shí)測(cè)定煙草中的鉻、鎳、砷、硒、鎘、汞、鉛[J].煙草科技，2006，12(2)：135-138.

[6]孔維新.側(cè)柏葉中微量元素的測(cè)定[J].棗莊學(xué)院學(xué)報(bào),2009,26(5):130-135.

[7]王鋒.極譜法測(cè)定飲料中鉛和鎘[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè),2005，41(3):236-238.