大氣壓力對(duì)主流煙氣一氧化碳影響

張瑞婷

（甘肅煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

卷煙煙氣的構(gòu)成是物理、化學(xué)、大氣環(huán)境等諸多因素綜合作用的結(jié)果十分復(fù)雜,因此煙氣的一氧化碳量測(cè)定也受到許多因素的影響。有文獻(xiàn)[1]研究了當(dāng)大氣壓力變化時(shí)煙氣中焦油一氧化碳煙堿檢測(cè)結(jié)果也隨之變化的分析，用回歸方程對(duì)其檢測(cè)結(jié)果校正的方法。并且其他文獻(xiàn)中也闡述了在不同海拔下對(duì)煙葉其他煙葉質(zhì)量品質(zhì)等影響的研究[2-3]。甘肅省深居西北內(nèi)陸,其大氣壓力低，在前人研究的基礎(chǔ)上，從蘭州83～86kPa大氣壓下實(shí)際出發(fā)，采用監(jiān)測(cè)卷煙樣品,主要通過(guò)大氣壓力對(duì)卷煙煙氣中一氧化碳釋放量的影響的研究和分析，以期提高實(shí)驗(yàn)室質(zhì)檢結(jié)果的可比性。

1 材料與方法

卷煙標(biāo)樣1#監(jiān)測(cè)卷煙,盒標(biāo)一氧化碳含量為10mg。一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣體 [2.08%、4.07%、6.03%(V/V)]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供有效期一年(2018年10月～2019年10月)。一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣體（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；德國(guó)Borgwalt-KC公司的RM200轉(zhuǎn)盤式吸煙機(jī)，以及92劍橋?yàn)V片；美國(guó)Agilent公司的Agilent7890A氣相色譜儀；德國(guó)Sartorius公司的電子天平（感量：0.0001g）。

1.2 方法

符合GB/T16450常規(guī)分析用吸煙機(jī)定義和標(biāo)準(zhǔn)條件的吸煙機(jī)對(duì)1#監(jiān)測(cè)卷煙進(jìn)行檢測(cè)。RM 200轉(zhuǎn)盤式吸煙機(jī)（檢測(cè)儀德國(guó)博格瓦特公司）

1.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

在GB/T16447規(guī)定的條件下,環(huán)境控制溫度:22.5℃；濕度:60%；風(fēng)速:190～210mm/s。

1.4 測(cè)定

卷煙在GB/T16447-2004規(guī)定條件下 [溫度(22±1)℃；濕度(60±3)%]平衡水分,至少 48 小時(shí)。根據(jù)GB/T19609-2004方法對(duì)上述樣品用RM200轉(zhuǎn)盤式吸煙機(jī)對(duì)卷煙樣品進(jìn)行抽吸。

1.5 測(cè)量原理

采用國(guó)標(biāo)GB/T 19609抽吸監(jiān)測(cè)卷煙，收集其煙氣中的氣相物質(zhì)，采用非散射紅外分析儀測(cè)定一氧化碳，計(jì)算一氧化碳量。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣壓變化時(shí)實(shí)驗(yàn)室的一氧化碳含量變化

圖1 不同大氣壓力煙氣檢測(cè)結(jié)果

從圖1中看出，一氧化碳CO的檢測(cè)結(jié)果受大氣壓力影響明顯，一氧化碳的檢測(cè)值隨著大氣壓的升高而升高，且變化趨勢(shì)明顯。

2.2 測(cè)量不確定來(lái)源和數(shù)學(xué)模型

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)煙氣中一氧化碳的測(cè)量不確定度中只考慮對(duì)測(cè)量結(jié)果有顯著影響的相關(guān)因素，如圖2所示。

圖2 一氧化碳不確定度測(cè)量

采用一氧化碳測(cè)定原理及參考圖2中的影響一氧化碳的不確定度來(lái)源，建立的數(shù)學(xué)模型用公式（1）表示

一氧化碳的測(cè)量公式

式中：CO——每支卷煙的煙氣一氧化碳量

C——一氧化碳示值

V——抽吸容量

N——總抽吸口數(shù)

P——大氣壓力

q——每通道抽吸的卷煙支數(shù)

T——環(huán)境溫度

將大氣壓力P引入不確定度u（ω），其主要來(lái)源于大氣壓力計(jì)的示值誤差。其中不確定度的具體信息可參考大氣壓力計(jì)量檢定證書。

大氣壓力表的最大允差為D（0.01）kPa，按照本地大氣壓力為85kPa和矩形分布估計(jì)，則

2.3 非標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下煙氣CO量的修正方程

非標(biāo)準(zhǔn)大氣壓實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試數(shù)據(jù)按照CO量10mg/支（盒標(biāo)量）分兩段進(jìn)行修正。結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式

式中：

CO——CO量校正值（修正值），mg/支；

CO0——CO量實(shí)測(cè)值，mg/支。P0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

利用 LINEST 函數(shù)尋找自變量 X1，X2，X3與 Y的回歸關(guān)系。運(yùn)用LINEST函數(shù)卷煙標(biāo)樣1#監(jiān)測(cè)卷煙等于11mg/支卷煙樣品的CO測(cè)定結(jié)果進(jìn)行回歸分析結(jié)果。

采用上述方法對(duì)盒標(biāo)煙氣CO量10mg/支的卷煙樣品進(jìn)行回歸分析，得蘭州地區(qū)CO回歸方程如下：

公式中：CO量矯正常數(shù)△δ=0.850，見(jiàn)表1。

表1 煙氣CO校正結(jié)果

3 討論

結(jié)果顯示卷煙煙氣一氧化碳CO檢測(cè)結(jié)果受大氣壓力影響明顯，隨大氣壓的增高而增高。并建立了本地非標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下煙氣CO釋放量的修正方程。隨著行業(yè)降焦力度的增大，低焦油卷煙不斷涌現(xiàn)，之后將嘗試將高低焦油及一氧化碳釋放量的卷煙分兩部分建立煙氣CO釋放量的修正方程，以期提高實(shí)驗(yàn)室質(zhì)檢結(jié)果及可比性。