卷煙廠生產(chǎn)車間環(huán)境空氣的差異分析

崔 鵬 吳鳴建 田海英

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

隨著煙草行業(yè)面臨降焦減害和強化品牌特色的挑戰(zhàn)，新一輪煙廠異地搬遷和技改活動正在興起。在此過程中由于裝修材料、煙機洗滌劑、油漆等材料地引入，常會伴隨有揮發(fā)性有機化合物的產(chǎn)生［1］。而煙絲具有毛細管多孔性結構，對異味有極強的吸附能力［2］，因此VOCs極易在卷煙的生產(chǎn)及儲存過程中被煙絲吸附，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)后因車間環(huán)境空氣污染導致煙草品質(zhì)出現(xiàn)問題，造成不必要的浪費，有必要建立科學、合理的卷煙廠環(huán)境氣息評價方法，在正式生產(chǎn)前對新的生產(chǎn)車間進行評價。目前，尚未發(fā)現(xiàn)有相關評價方法的報道，本研究通過對卷煙廠異地技改搬遷后生產(chǎn)車間的環(huán)境空氣與原廠進行比較，對新老生產(chǎn)車間放置的模擬煙絲樣品進行了感官評吸，從空氣化學成分以及對感官質(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)車間環(huán)境氣息評價提供技術支撐，為甄別車間異味來源及治理提供參考。

1 實驗部分

1.1 材料、試劑和儀器

B 牌號卷煙成品煙絲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)性有機成分標準品(Sigma公司）；13種醛酮組分的2,4-二硝基苯阱衍生物標準品（99%，美國A Chemtek公司）；乙腈（色譜純，美國Tedia公司）。

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

1.2 方法

1.2.1 樣品點的選擇

樣品點選擇所依據(jù)的原則：①生產(chǎn)車間設備擺放較集中、引入污染物可能性較大的地方；②煙絲停留時間較長或該工序比較重要。樣品點的數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場面積的大小和現(xiàn)場情況而確定，以期能正確反映生產(chǎn)車間空氣污染的水平，推薦100m2設3個點左右，在對角線上或梅花式分布，樣品選擇點見表1。

表1 樣品點的選擇

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，同時在樣品放置點采集空氣樣 品，參 照HJ/T 400-2007［3］，揮 發(fā) 性 有 機 物 使 用Tenax-TA不銹鋼管采集，采樣流速200mL/min，采樣時間20min；醛酮類化合物使用DNPH 管采集，采樣流速500mL/min，采樣時間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)性有機物，脫附條件：脫附溫度300℃，脫附時間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器的高效液相色譜儀分析醛酮類化合物，色譜條件：Acclaim Explosives E2（5μm，4.6×250mm）色譜柱，檢測波長為10μL，流速為1mL/min。流動相分別為乙腈和水。

表2 空氣樣品檢測結果（單位：μg/m3）

1.2.3 模擬樣品的制備

選用B 牌號成品煙絲，每個點所需樣品量為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，同時在原生產(chǎn)線貯絲房放置對照樣品煙絲，放置36小時后將模擬樣品和對照樣品采用相同的卷煙材料與卷制參數(shù)上卷煙機制成卷煙備用。

1.2.4 卷煙評吸

按照GB5606.4-2005的要求準備并評吸卷煙［4］，按照GB/T 12311-2012［5］進行三點檢驗的感官分析，將模擬樣品和對照樣比較，進行三點評吸的差異判斷。

2 結果與分析

2.1 目標物的選擇

根據(jù)對技改現(xiàn)場施工類別的調(diào)查，主要有油漆、環(huán)氧樹脂地坪、電焊、防銹、防水、膠粘劑等作業(yè)，進行這些作業(yè)時中常會用到有機溶劑，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)性有機物（WHO 定義，揮發(fā)性有機化合物是指在常溫下，沸點在50～260℃之間的各種有機化合物），參考相關測定方法標準，本研究將污染源分為揮發(fā)性有機組分和醛酮組分兩大類來進行分析測定。

2.2 環(huán)境空氣樣品檢測結果

由表2 可知，新廠和老廠生產(chǎn)車間的空氣樣品在組成和含量上確實存在一定差異。在新廠的6個監(jiān)測點均檢測出有苯、甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物和甲醛、乙醛、苯甲醛等裝修常見的污染物，而在老廠車間空氣中均未出現(xiàn)。但由于施工類別、施工完成時間、設備密集程度、通風效果等差異的存在，導致不同取樣點的含量差異較大。由表3可知，通過對比發(fā)現(xiàn)6號點的揮發(fā)性有機物和醛酮組分總量遠遠高于其他檢測點，且TVOC、甲醛、苯、二甲苯均超出了室內(nèi)空氣質(zhì)量標準的限量值［6］，且1號點的檢測值也相對較高。經(jīng)調(diào)查，1 號點設備較密集，周圍相對比較封閉，空氣通風對流不暢，導致該點污染物濃度較高；6號點在現(xiàn)場采樣前2天進行了貯絲柜及腳手架的油漆施工作業(yè)，從而導致含量偏高。

表3 樣品檢測結果及限量標準（μg/m3）

2.3 評吸結果

雖然空氣樣品分析可以比較準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卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的影響程度，同而感官評吸可以補充化學成分分析的盲區(qū)，因此有必要結合模擬樣品的感官評吸結果進行綜合評價。按照GB/T 12311-2012 進行三點檢驗的感官分析，結果發(fā)現(xiàn)1 號和6 號的模擬樣品與對照樣確實存在顯著差別，模擬樣品的評吸結果和空氣樣品的檢測結果具有較好的一致性。說明當污染物濃度過高時，一定時間內(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 結語

通過對新老兩廠的環(huán)境空氣樣品的化學成分進行定性定量分析，確定了新老兩廠的環(huán)境空氣樣品在組分的種類和含量上的差異，并對差異存在的原因進行分析。同時結合模擬樣品的感官評吸，結果顯示空氣成分的檢測結果和模擬樣品的評吸結果具有較好的一致性。本研究為生產(chǎn)車間環(huán)境氣息評價提供技術支撐，為甄別車間異味來源及治理提供參考。

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

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

［3］HJ T 400-2007.車內(nèi)揮發(fā)性化合物及醛酮類化合物采樣測定方法［S］.

［4］GB 5606.4-2005.卷煙感官技術要求［S］.

［5］GB/T 12311-2012.感官分析方法三點檢驗［S］.

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