卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴的分析、形成及其相關(guān)降害技術(shù)的初步研究.pdf

1、稠環(huán)芳烴(PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs)是一類(lèi)由兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)彼此共用兩個(gè)相鄰的碳原子連接起來(lái)的化合物。它們多是由于碳?xì)浠衔镌诟邷叵铝呀饧闲纬傻牟煌耆紵a(chǎn)物。它們多具有較強(qiáng)的毒性和致癌作用，如苯并[a]芘等。存在于卷煙煙氣中的稠環(huán)芳烴達(dá)數(shù)百種之多，是一類(lèi)非常重要的有害物質(zhì)。適應(yīng)當(dāng)前煙草界降焦減害的趨勢(shì)，本論文對(duì)卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴這類(lèi)有害物質(zhì)進(jìn)行了多方面的研究。 本論文的實(shí)驗(yàn)由五

2、個(gè)部分組成，包括稠環(huán)芳烴分析方法的建立、卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴的分析、熱裂解形成稠環(huán)芳烴的研究、稀釋通風(fēng)技術(shù)降低稠環(huán)芳烴的研究、環(huán)境煙氣中稠環(huán)芳烴的初步分析研究。 首先是稠環(huán)芳烴分析方法的建立研究。這部分實(shí)驗(yàn)通過(guò)環(huán)己烷提取、固相萃取柱純化和富集卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴后，利用GC/MS選擇離子技術(shù)獨(dú)特的分離和定性、定量特點(diǎn)建立了測(cè)定卷煙煙氣中包括苯并[a]芘在內(nèi)的十六個(gè)典型稠環(huán)芳烴的同時(shí)定量的分析方法。并用該法測(cè)定了近100種不同焦油含量

3、的卷煙煙氣中的稠環(huán)芳烴。由回收率、重現(xiàn)性、線(xiàn)性方程及檢測(cè)限的測(cè)定結(jié)果可知，該方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、靈敏、穩(wěn)定，對(duì)煙氣中主要稠環(huán)芳烴的回收率均在95％以上，是一種分析卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴的比較理想的方法。 在第二部分中，采用已建立的GC/MS分析方法對(duì)100多個(gè)牌號(hào)不同焦油含量的商品卷煙主流煙氣(MS)與側(cè)流煙氣(SS)中稠環(huán)芳烴進(jìn)行了分析比較研究。研究結(jié)果表明：一般情況下，卷煙主流煙氣和側(cè)流煙氣中PAHs成分基本相同，而對(duì)于一般輔料的卷

4、煙而言，除萘和芴以外，卷煙側(cè)流煙氣中稠環(huán)芳烴的量均高于主流煙氣。卷煙主流煙氣中稠環(huán)芳烴的總量及每一種稠環(huán)芳烴含量均與主流煙氣焦油量有很好的相關(guān)性，而側(cè)流煙氣中稠環(huán)芳烴與主流煙氣焦油量無(wú)此相關(guān)性。 為了認(rèn)識(shí)稠環(huán)芳烴類(lèi)物質(zhì)形成機(jī)理，我們對(duì)煙草中一些重要物質(zhì)熱裂解形成稠環(huán)芳烴進(jìn)行了研究。這部分實(shí)驗(yàn)利用Py-GC/MS聯(lián)用分析技術(shù)，選擇了600℃和900℃兩個(gè)溫度水平對(duì)煙草中一些有代表性的重要的非揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了熱裂解研究，包括氨基酸類(lèi)

5、、非揮發(fā)性有機(jī)酸及其鹽類(lèi)、糖類(lèi)(含卷煙盤(pán)紙)、煙草色素類(lèi)、磷脂、雙萜烯類(lèi)物質(zhì)以及煙葉和煙梗，考察了它們?cè)跓崃呀鈼l件下形成有害物質(zhì)稠環(huán)芳烴的情況。結(jié)果表明：各種物質(zhì)在熱裂解條件下，都會(huì)形成稠環(huán)芳烴類(lèi)化合物，其產(chǎn)物和生成的量由于前體物質(zhì)的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)不同而有較大的差異。一般來(lái)說(shuō)，同一種物質(zhì)600℃與900℃下所產(chǎn)生的熱裂解產(chǎn)物基本相同，只是后者所生成的量會(huì)更多。在各種熱裂解形成的產(chǎn)物稠環(huán)芳烴中，萘及其同系物明顯占優(yōu)勢(shì)。 通風(fēng)技術(shù)作為一

6、種降焦減害的非常重要的手段，在降焦減害工程中具有重要的意義。為此，我們具體地考察了濾嘴通風(fēng)稀釋技術(shù)對(duì)卷煙煙氣中各種稠環(huán)芳烴的影響。這部分實(shí)驗(yàn)采用已建立的GC/MS分析方法對(duì)120cu、160cu、200cu靜電打孔和200cu、300cu、400cu激光打孔程度對(duì)卷煙主流煙氣中PAHs含量的影響。研究結(jié)果表明：不論靜電打孔還是激光濾嘴打孔方式，卷煙主流煙氣中PAHs含量與打孔度呈顯著的負(fù)相關(guān)。在不同打孔條件下，主流煙氣PAHs含量均與T

7、PM含量呈正相關(guān)。另外，對(duì)濾嘴200cu靜電打孔和200cu激光打孔不同方式下卷煙主流煙氣中PAHs含量比較研究發(fā)現(xiàn)，打孔方式對(duì)PAHs含量也有一定的影響，即不同條件下，靜電打孔對(duì)降低主流煙氣PAHs影響更為有效。 作為最后一個(gè)組成部分，我們對(duì)面前尚是前沿的環(huán)境煙氣中稠環(huán)芳烴進(jìn)行了初步分析研究。這部分實(shí)驗(yàn)采用已建立的GC/MS方法對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綏l件下環(huán)境煙氣中主要PAHs進(jìn)行了研究，并利用篩選的硅膠吸附材料對(duì)一些代表性公共場(chǎng)所環(huán)境空