香烟燃烧过程中重金属含量及分布规律的研究

2014-08-22吴鸿伟董运勤黄二全

枣庄学院学报 2014年5期

吴鸿伟, 董运勤，黄二全

(枣庄学院化学化工与材料科学学院, 山东枣庄 277160)

0 引言

从20 世纪50 年代初, 英国皇家医学会首次报道了吸烟将危害健康的官方报告至今, 吸烟已成为人们普遍重视的社会问题和医学问题.香烟烟叶由于受其生长环境的污染以及烟叶自身种类特点的影响, 都会含有一定量的重金属等有害元素, 另外, 在卷烟加工过程中, 所使用的香精香料粘合剂和卷烟纸等材料中也可能含有重金属元素[1].重金属可引起肺癌、口腔癌、食道癌、鼻咽癌、喉癌等[2].因此, 准确测定这些元素在成品烟丝中的量对于烟气的安全性评价，降低卷烟危害具有很强的社会意义.

目前可用于测定重金属含量的方法有：吸附法[3]、分光光度法[4]、ICP-MS 法[5]、AAS 法[6]、示波极谱法[7]等.

1 实验

1.1 仪器与试剂

Cr,Cd,Co,pb,Zn,Cu,As标准溶液(国家标准化物质研究中心)，高氯酸，硝酸均为优级纯试剂，抗坏血酸，硫脲为分析纯，实验用水均为二次水, 电导率达到18. 2M Ω·cm.

BS110S型电子天平(北京赛多利斯天平有限公司)，98-1-B 台式离心机(上海安亭科学仪器厂)，Z-2000原子吸收分光光度计(日本日立).

实验中所用玻璃器皿均用硝酸(1+ 1) 浸泡24h, 然后用二次蒸馏水冲洗干净, 烘干后,防尘贮藏备用.

1. 2 样品

实验时选择五种不同品牌的香烟，编号为1～5.对同一品牌同一包装的香烟逐支称重, 选质量相近的20支作为样品, 其中10支用于本底值测定,另外10支用于残留量测定.

2 讨论

2.1 样品的测定

2.1.1 烟气中金属元素的测定

把香烟的滤嘴插入单项气吹的进气端, 用软管把出气端与另一个有细密小孔的出气嘴相连, 出气嘴浸入盛有250mL 二次蒸馏水的烧杯中, 点燃香烟, 缓缓抽吸, 使烟雾以小泡状缓缓通过蒸馏水, 直至香烟燃烧完全.如此连续燃20 支烟, 定容250mL，制得烟气的水吸收液试样.测定结果如表1所示

表1 烟气中重金属含量

通过表中数据可知烟气中重金属的含量较低，有些重金属的含量没有测出.其原因主要有：1.重金属元素的熔沸点较高.2.重金属元素的水溶性较差.

2.1.2 香烟中重金属本底值与香烟各部分总残留量的测定

取下过滤嘴, 准确称重(精确至0.0001g) , 置于三角瓶中, 用于测定过滤嘴本底值; 准确称除去过滤嘴后香烟的质量, 称重后分别放入三角瓶中,在三角瓶中加入硝酸和高氯酸的混合酸(4+ 1)20mL,置于电热板上消解, 加热至消解完全, 再继续蒸发至高氯酸的白烟散尽,冷却后转入250mL容量瓶中, 用超纯水定容摇匀, 同时做空白实验.测定结果如表2 所示

表2 香烟中重金属本底值与香烟各部分总残留量对照(mg·支-1)

通过表中数据可知Cr、Cu、Zn、As含量较高：对吸烟者危害较大，同时通过残留量数据我们可知Cd、Pd挥发量较高，因而对被动吸烟者危害较大.

2.1.3 烟灰部分重金属的挥发量与过滤嘴的吸附量的测定

在无明显重金属污染的房间内用一次性过滤嘴采用人工方法吸烟,收集烟灰和过滤嘴分离, 分别放入两只三角瓶中.将烟灰称重后混匀,准确称重后分别放入两只三角瓶中.将过滤嘴、烟灰按上述的方法进行消化处理.测定结果如下表3所示：

表3 过滤嘴的吸附量

通过表3数据可知，通过烟体时Cr、Cd、Co、Zn、Pb、Cu和As分别被吸附了50.6%～56.5、0～100.0%、70.9%～83.3、64.5%～95.6%、0～100%、71.1%～91.3%、23.15～60%，通过过滤嘴时又分别被吸附了5.9%—105.0%、0、0～105%、5.5%～109.0%；Pb、Cu、As在过滤嘴的本底中没有测出，但吸附量较高.通过这些数据可知吸附量较小的重金属元素Cr 、Pb和As，无论对主动吸烟者还是对被动吸烟沿者都具有较大危害.