卷烟卷烟主流烟气中氮氧化物的测定—离子色谱法

《卷烟主流烟气中氮氧化物的测定离子色谱法》
标准项目实验报告
1.前言
氮氧化物是卷烟烟气中主要有害成分之一，被列入了Hoffmann名单[1]中。

从20世纪70年代开始，卷烟烟气中氮氧化物的分析检测越来越引起了重视。

1.1氮氧化物性质、危害
卷烟主流烟气中的氮氧化物（NO X）主要是由烟草中的亚硝酸盐、硝酸盐、生物碱、蛋白质、氨基酸等经氧化、高温热解(>620℃)形成的，NO X可通过激活肺组织内中性粒细胞和巨噬细胞，释放出大量超氧阴离子自由基、羟自由基、氢过氧自由基和过氧化氢等[2-3]。

新产生的卷烟烟气实际上只含一氧化氮及微量的氧化亚氮，不含二氧化氮[4]。

然而随着烟气的陈化，二氧化氮迅速形成，被空气稀释的烟气在数分钟内有一半的一氧化氮被氧化为二氧化氮，所以主流烟气中氮氧化物主要是指NO和NO2。

NO可与卷烟烟气中的烃或二烯类等有机分子反应产生过氧化或烷基自由基的连锁反应，加剧人体内的氧化和过氧化损伤程度，对机体各器官的组织的危害性较大。

NO2是剧毒性氧化剂，因为刺激性比较弱，所以能侵入到肺脏深处及肺毛细管。

烟气中的氮氧化物是在吸烟时形成致癌性N-亚硝胺的主要前体。

而且，当氮氧化物与碳氢化合物共存于大气中时，经阳光紫外线照射，发生光化学反应，生成臭氧（O3）和过氧酰基硝酸盐（PAN），即浅蓝色的光化学烟雾，它是一种强刺激性有害气体的二次污染物。

光化学烟雾能使植物变黑直至枯死，人体接触后可引起气喘、慢性中毒，当浓度增高时，引起肺气肿、全身痛甚至死亡。

国外相关研究表明，卷烟主流烟气中NO含量范围为10～600µg/cig（µg/支）[1]，混合型卷烟烟气中NO的释放量高于烤烟型卷烟，不同牌号的卷烟主流烟气里所含氮氧化物释放量差异较大，这与卷烟采用的烟叶原料、所加辅料、加工工艺等因素都有关[5]。

1.2氮氧化物检测技术综述
1.2.1氮氧化物的收集
相对粒相物的捕集，卷烟主流烟气中气相物质的收集较难。

而卷烟主流烟气中的NOx 基本上存在于烟气气相物质中。

根据文献，NOx的收集方法与所采用的检测方法密切相关。

现已有的收集方法主要有：直接进样法、溶液吸收法及固相吸附解吸法等。

如当用化学发光法分析时，只要将气体样品直接接入双通道化学发光仪器进行分析即可[6]，该法已被列为加拿大官方标准[7]。

当用电化学传感器分析大气中氮氧化物时，也是直接让大气通过传感器进行检测[8]。

1974年Horton等用GC法检测卷烟烟气中氮氧化物[9]，采用了直接进样法。

但大部分检测方法的收集采用了溶液吸收法。

溶液吸收法的最有用的特点是特定的溶剂和溶液的设计，如用碱性溶液收集酸性成分或是用酸性溶液收集碱性成分，同时可以避免人为产物的生成。

烟气通常是被抽吸通过一个或多个气体洗气瓶，在洗气瓶中与某些溶液或溶剂作有效的接触。

但由于NO和NO2的亨利常数较小，用普通的吸收液和吸收器收集的效果不是很好。

因此，常用一支吸收管或装有稀硫酸的真空瓶采集氮氧化物。

我国测定大气中氮氧化物的标准方法采用装有对氨基苯磺酸-冰醋酸-盐酸萘乙二胺溶液的多孔玻板吸收管进行收集[10]。

EPA（美国环保局）测定氮氧化物的方法中，采用一种装有稀硫酸和过氧化氢吸收液的真空瓶或是一种装有碱性高锰酸盐溶液的碰撞式取样器收集NOx[11-12]。

Makoto Nonomura等[13]则提出一种更简单适合于离子色谱的采样方法，使用一种熔接有玻璃起泡器的吸收瓶，用三乙醇胺溶液收集NOx，使之转化为硝酸根和亚硝酸根。

实验结果表明该法吸收效果很好，NO2的吸收率达到98%以上。

上面所述吸收液都是吸收NO2，NO一般是先被氧化为NO2后再进行吸收检测。

目前报道NO的氧化方法主要有三种：即酸性高锰酸钾溶液氧化法，三氧化铬/石英砂氧化法和气体氧化法。

酸性高锰酸钾溶液氧化法的优点是试剂无毒，氧化系数稳定，不受相对湿度的影响，但是由于二氧化氮溶于水，会造成部分损失。

三氧化铬氧化管由于没有二氧化氮的损失，氧化效率得到一定提高，但它易受相对湿度的影响，文献报道[14]仅适于相对湿度为30％～80％时使用，太大或太小时氧化系数明显下降。

气体氧化法[15]是在紫外辐射下通入氧气使NO氧化，氧化效率高、完全，且不受相对湿度影响，但需要控制臭氧浓度，所需设备复杂，不适合常规分析。

也有研究利用固相吸附来收集气相中的氮氧化物，如用活性炭、二氧化钛膜等。

1999年，Komazaki等[16]用二氧化钛和羟磷灰石混合物来氧化吸附氮氧化物。

原理即：在紫外辐射下，二氧化钛产生一些氧化性基团，如O2-、OH·、HO2·等，它们把NO氧化为NO2，并进一步把NO2氧化为硝酸，再用去离子水以NO2-、NO3-形态被洗脱下来，然后用离子色谱检测，结果表明收集效果较好，但所需装置制备复杂，条件不易实现。

1.2.2氮氧化物测定的研究现状
国内在这方面研究起步较晚，从70年代起，越来越多的烟草科技工作者对卷烟烟气
中的NOx进行了研究。

目前国内外已报道的检测NOx的分析方法主要有比色法、电化学法、化学发光法、光谱法、GC法和IC法。

(1)比色法
这是早期人们测定NO X经常采用的方法。

如Saltzman法[17]或其改良方法测定烟气中的氮氧化物(NO X)。

该法是将Griess试剂和NO2反应，生成粉红色的偶氮化合物，然后用比色法进行测定。

也有文献利用NO在酸性Fe2(SO4)3溶液中生成有色复合物的性质，通过比色法测定烟气中的NO。

(2)电化学法
早在1968年，Creamer R. M等[18]用电极法来测定烟气中的NO。

在1972年，Morie 等人[19]用离子电极法测定硝酸盐和亚硝酸盐。

1974年Sloan等人[20]先用H2O2将卷烟烟气中的NOx氧化成N2O5，再水解得到硝酸，然后用硝酸盐电极进行测定。

随着电化学传感器的发展，各种类型的电化学传感器被用来监测大气中的氮氧化物[8]。

2003年，Aleksander Ciszewski等[21]用电化学表面修饰电极测定了NO。

(3)化学发光法
化学发光法是CORESTA推荐方法，具有灵敏、稳定性好和选择性高等优点，其测定原理是NO与臭氧(O3)的化学发光反应(NO + O3 →NO2 + O2 + hν) 产生激发态的NO2分子，当激发态的NO2分子返回基态时发出一定能量的光，该光的强度与NO2的浓度呈线性正相关关系。

化学发光NOx分析仪就是通过测其光强对NO进行检测的。

在用NOx分析仪检测NO2时，一般先用钼转换炉将NO2转化成NO，然后再通过化学发光反应进行检测。

1972年，Neurath和Dunger[22]首次用化学发光法测定卷烟烟气中的NO。

1980年，Jenkins和Gill[23]用化学发光法测定了卷烟主流烟气中的氮氧化物，并对其采样技术进行了较为详细的讨论。

1999年，加拿大健康组织制定了卷烟主流烟气中的NO X检测标准[7]。

2005年，川渝中烟用化学发光法测定了卷烟主流烟气中NO X，并于2009年将此法发展为我国行业标准方法[24-25]。

化学发光分析法灵敏度高，可达10-9级，甚至更低；选择性好，对于多种污染物共存的大气，通过化学发光反应和发光波长的选择，不经过分离便能够有效地进行各种污染物的测定；线性范围可达5～6个数量级。

因此化学发光分析法现以被很多国家和世界卫生组织全球监测系统作为监测氮氧化物的标准方法[7，12]，也引起了我国环保部门的注意和重视。

(4)光谱法
光谱法主要有紫外-可见分光光度法和红外光谱法。

紫外-可见分光光度法灵敏度高，
定量性好，且操作简单，是目前测定氮氧化物最常用的方法。

1964年，Westcott等人[26]在酸性环境下用Ｈ2Ｏ2吸收烟气，再用离子交换技术将由NO X氧化得到的硝酸盐分离，而后用紫外分光光度法(UV)进行测定。

1969年，在第23届烟草化学家研究会议(TCRC)上，Urbanic等人[27]提出用UV测定新鲜烟气中的NO。

测定大气中的氮氧化物，我国制定了三种标准方法[10]，都是光谱法：GB 8969-88 标准（盐酸萘乙二胺分光光度法），GB/T 15436-1995标准（双重氮化试剂：α-萘胺和对氨基苯磺酸以及盐酸萘乙二胺和对氨基苯磺酸），GB/T 13906-92标准，即大气中的NO2与吸收液中的对氨基苯磺酸进行重氮化反应，再与N(1-萘基)乙二胺盐酸盐作用，生成粉红色的偶氮染料，于波长540～545nm之间，测定吸光度。

NO是先被氧化为NO2后再吸收。

另外，1973年，在第27届TCRC上，Williams等[28]提出采用非色散型红外分析法(NDIR)测定烟气中的NO。

近年来，傅立叶变换红外分析技术被运用于烟气中NO的检测[29-30]。

该法取样方便，可以对燃烧的卷烟进行实时分析。

(5)GC法
1974年Horton等人[9]用Coulson电导检测器检测卷烟烟气中氮氧化物，采用的是直接进样法。

同时，还用比色法和红外法做了对比实验，它们的实验数据有很好的一致性，误差在允许范围内。

1980年，KOICHI FUNAZO等[31]用GC法检测了ppm级以下的NO。

所用检测器是配有Ni63发射源的电子捕获检测器。

该法首先把空气样品收集在体积已知的圆底烧瓶里，再用注射器加入反应溶液使之与气体样品反应，然后用GC-ECD检测反应产物，从而实现对氮氧化物的检测，其检测限是0.01ppm。

该法同时收集了NO和NO2，NO不需氧化，样品的收集简单，灵敏度较高，但反应时间长，收集不是很完全。

(6)IC法
离子色谱法具有快速、方便，选择性好，灵敏度高，可同时分析多种离子化合物等优点，是测定阴离子的首选方法。

通过把气体样品里的NO X转化为NO2-和NO3-，再用离子色谱测定。

1996年，Makoto Nonomura等[13]通过用三乙醇胺溶液吸收空气中的氮氧化物，再直接进离子色谱进行测定。

在紫外灯辐射下通入氧气把NO氧化为NO2，再用三乙醇胺溶液吸收。

实验结果表明该法吸收快速、完全，且通过离子色谱的较好分离，干扰极小且测定灵敏度高。

1999年，Komazaki等[16]用二氧化钛和羟磷灰石混合物来氧化吸附氮氧化物，再用去
离子水以NO2-、NO3-形态被洗脱下来，最后用离子色谱分析。

虽然已报道的测定大气或烟气中氮氧化物的方法有上述方法，但对于卷烟主流烟气里氮氧化物的测定有些方法并不适用。

卷烟主流烟气里氮氧化物的含量很低，且烟气成分复杂，测定中可能会有较多干扰。

离子色谱法快速、灵敏、选择性好，且是通用性仪器，相关研究也有较多，所以通过合理设计收集方法、装置，建立起简便快速、实用的检测卷烟主流烟气中氮氧化物的体系是值得探索的。

2标准适用范围
本标准规定了卷烟主流烟气中氮氧化物释放量的定量测定方法：离子色谱分析方法。

本标准适用于卷烟主流烟气中氮氧化物的测定。

3原理
利用三氧化铬/石英砂将卷烟主流烟气中的NO氧化为NO2，再以三乙醇胺溶液吸收转化为NO2-和NO3-，通过离子交换分离后，采用电导检测器定量测定，进而计算得出卷烟主流烟气中NO X的释放量。

4试验方法
4.1仪器、试剂和材料
4.1.1仪器
美国DIONEX公司ICS-2500型离子色谱仪（配有ED50电导检测器，AS40自动进样器，GP50梯度泵，LC25柱温箱，PeakNet色谱工作站）；
抑制器：ASRS UL TRA II 4mm（美国DIONEX公司）；
分离住：IonPac AS18 4×250mm（美国DIONEX公司）；
保护柱：IonPac AG18 4×50mm（美国DIONEX公司）；
自动进样管：规格5mL（美国DIONEX公司）；
Milli-Q50超纯水仪，电阻率≥18MΩ·cm，25℃（美国Millipore公司）；
SY5200-T型超声波仪器（上海声源超声波仪器设备有限公司）；
Sartorius BS124S型电子天平：感量0.0001g（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；
水系样品过滤膜：尺寸Ø13mm，孔径0.45µm（广州紫安科技有限公司）；
过滤器：聚乙烯注射管（美国DIONEX公司），配以过滤头（广州紫安科技有限公司）；
移液枪：规格100～1000µL，500～5000µL，配有一次性聚乙烯移液管，使用之前经校
准（德国eppendorf公司）；
SM400直线型吸烟机、SM450直线型吸烟机（美国cerulean公司）；RM20H转盘式
吸烟机、RM1单孔道吸烟机（德国BOLGWALDT公司）；
KBF恒温恒湿箱（德国Binder）；
DME037E恒温恒湿机（美国Libert）；
Ø44 mm、Ø92 mm剑桥滤片（德国Borgwaldt公司）；
双球玻璃管、多孔玻板吸收瓶（自制）；
所有玻璃仪器在使用之前按相关使用要求分别经过下列处理：先水洗后用1：1盐酸浸
泡12 h以上，洗净、用去离子水浸泡后晾干。

所有计量仪器在使用之前经过校正（校正因子99.5～100.5%）。

4.1.2 试剂、材料
NaOH溶液为基准试剂，优级纯(德国Riedel-deHaën公司)，配制为30 m mol/L的NaOH
溶液，过滤、超声除气后作流动相；三乙醇胺（TEA）为分析纯(天津北联精细化学品开发有
限公司)；三氧化铬为分析纯(长沙试剂厂)；双氧水、磷酸、硫酸、高锰酸钾等均为分析纯；所用水为去离子水，电阻率≥18.2 MΩ·cm。

所用NO2-标准溶液浓度为100 µg/mL，NO3-标准溶液浓度为1000 µg/mL。

（国家标准
物质研究中心）。

4.2三氧化铬/石英砂氧化管的制作
筛取40目~60目适量石英砂，用1：2盐酸溶液浸泡12 h，用水洗至中性，烘干备用。

按与石英砂重量比（1:20）称取三氧化铬，加水溶解，溶解液与石英砂混合均匀，于105 ℃
图1：氧化-吸收装置示意图
1—滤片夹持器；2—活塞泵；3—三氧化铬/石英砂氧化管；4—多孔玻板吸收瓶；5—通废气。

烘干，烘干过程中应搅拌几次。

制备好的三氧化铬-石英砂应是松散的，若粘在一起，说明三氧化铬比例太大，可适当增加一些砂子，重新制备。

制成三氧化铬/石英砂氧化剂，密封保存于干燥器中。

4.3氧化-吸收装置
采用氧化管与溶液吸收瓶串联方式联合捕集卷烟主流烟气中的氮氧化物。

其具体装置示意如图1。

如图，吸收装置由三氧化铬/石英砂氧化管和两个串接装有吸收液的多孔玻板吸收瓶组成。

将三氧化铬/石英砂氧化管接在吸烟机活塞泵（针筒）后端，然后与吸收瓶用乳胶管相接，吸收瓶后接废气管。

4.4. 样品捕集与前处理
按相关标准的规定，将卷烟置于温度(22±2)℃、相对湿度(60±5)%的恒温恒湿机中调节48h，按规定抽吸卷烟（抽吸2s，抽吸容量35mL，抽吸间隔58s）。

每一组样品抽吸卷烟3支，抽吸完后，空抽3口。

采用简便常用的溶液吸收法收集样品。

吸收装置位于吸烟机活塞泵（针筒）之后。

主流烟气经剑桥滤片截留后的气相部分由吸烟机活塞泵（针筒）将气体推进氧化-吸收装置，然后通入废气中。

吸收液是5% 的TEA溶液，串接的两个多孔玻板吸收瓶内均装25mL吸收液。

主流烟气首先通过三氧化铬/石英砂氧化管使其中的NO氧化为NO2，然后通过两个串接的吸收瓶被吸收，使NO2转化为NO2-和NO3-。

抽吸完后，分别从两个吸收瓶中准确移取5.0mL的吸收液，5%TEA定容于100mL容量瓶中。

经0.45μm微膜过滤后，直接进离子色谱测定NO2-和NO3-，从而实现对主流烟气里氮氧化物的分析。

与标准物质对照定性，用一条7点的外标曲线定量。

4.5. 标准溶液的配制
储备液：分别准确移取20.0 mLNO2-标准溶液（4.1.1）和2.0 mLNO3-标准溶液（4.1.2）于50 mL容量瓶中，用5%三乙醇胺溶液（4.1.4）稀释至刻度，配制成标准储备溶液。

于4 ℃下避光保存，有效期1个月。

标准工作溶液：分别准确移取标准储备溶液（4.3.1）50 µL 、250 µL 、500 µL、1000 µL、2500 µL、5000 µL于50 mL容量瓶中，用5%三乙醇胺溶液（4.1.4）定容。

其NO2-和NO3-浓度系列分别为0.04、0.2、0.4、0.8、2.0、4.0µg/mL。

5. 结果与讨论
5.1 NO的氧化
5.1.1氧化方式的选择
NO的氧化通常有三种方法，酸性高锰酸钾溶液氧化法，三氧化铬-砂氧化管氧化法，气体氧化法。

考虑到气体氧化法需要的设备复杂、不好操作，不适于常规分析，所以试验了两种氧化方法即酸性高锰酸钾溶液氧化法和三氧化铬-砂氧化管氧化法。

酸性高锰酸钾溶液氧化法：根据文献，美国EPA测定大气中的氮氧化物，其氧化液是25mL的2.5％高锰酸钾－2.5％磷酸溶液，装于一个多孔玻板吸收瓶内，和后面两个装有吸收溶液的吸收瓶串接。

由于二氧化氮溶于水，所以会造成部分二氧化氮溶于氧化液中。

为了避免损失，对氧化液中的NO2-、NO3-也上柱检测；检测结果合并上述几方面的检测结果。

表1 氧化效率比较
总的NO2-、NO3-含量（μmol）
氧化方法
第一组第二组第三组平均值
酸性高锰酸钾氧化法 3.704 3.690 3.674 3.689
三氧化铬氧化管1号 5.895 5.902 5.914 5.904
三氧化铬氧化管2号 6.245 6.198 6.221 6.221
三氧化铬氧化管3号 6.195 6.236 6.250 6.227 试验结果如表1所示，对比发现三氧化铬氧化管的氧化效率远远高于酸性高锰酸钾溶液。

这主要是由于烟气逸出较快，和高锰酸钾溶液接触时间较短，接触面积有限。

而烟气从氧化管中覆盖有三氧化铬的沙粒缝隙间逸出时，遇到一定阻力，使得接触时间较长，接触较充分。

同时，为了保证氧化完全，试验了不同型号的氧化管，从小到大依次称为氧化管1号、2号、3号，它们的型号分别比前一种增大一倍。

2号管的具体大小如图2所示。

由表1的试验结果看出，氧化管型号增大为2号时，氧化效率明显上升；当氧化管再增大一倍为3号时，测得氮氧化物的量几乎没变，所以认为主流烟气和氧化剂已充分接触，氧化已完全。

试验选用2号三氧化铬－砂子氧化管。

图2：2号氧化管型号（单位：mm）
5.1.2环境对氧化效率的影响
根据文献报道，三氧化铬-石英砂氧化管受空气相对湿度的影响较大。

当相对湿度为30 %～80 %，三氧化铬氧化管对气流中NO的氧化效率达到99%；当气流过干或太湿，三氧化铬氧化管的氧化效率是急剧下降的。

卷烟在抽吸前于相对湿度(60±5) %中平衡过，抽吸
时空气相对湿度为(60±5) %，所以使用三氧化铬-石英砂氧化管的氧化主流烟气中一氧化氮是可行的。

用Teflon集气袋小心移取NO标准气体(移取前先要把集气袋排空，浓度分别为120ppm，240ppm),然后连接到吸烟机的抽吸单元上去,用标准NO气分别于湿度60%，22℃（烟气分析室）和92%，21℃（一般实验室，2009年5月7日，中雨）过自制吸收装置，每次测定抽吸350mL(10口烟气的体积)NO标气，其检测结果如表2。

我们发现，在烟气实验室NO的测定值为理论值的96.9%，而在湿度为92%时，其测定值为理论值的58.4%。

因此，在烟气实验室的环境下，可以达到所需氧化效率。

表2：环境对氧化效率的影响
编号环境
总NO2-、NO3-含量（μmol）
理论值* 测定值氧化率（%）
1
60%，22℃1.744 1.695 97.2
2 3.488 3.334 95.6
3
92%，21℃1.744 0.982 56.3
4 3.488 2.110 60.
5 *：在标准状态下，根据通入吸收装置的体积计算出的理论值。

5.2吸收效率
5.2.1吸收装置的选择
吸收器的结构对捕集效率影响很大。

实验对比了普通气体吸收瓶和多孔玻板吸收瓶（自制，其具体规格见图3）的吸收效率。

普通气体吸收瓶为一根直玻璃管直接插入液面，而多孔玻板吸收瓶的直玻璃管下端接有一个焊有p160砂芯（国际标准号为p160，滤板孔径100-160µm，用于滤除粗颗粒沉淀，收集和分布气体分子）的半玻璃球体。

实验证明多孔玻板吸收瓶的吸收效率比普通吸收瓶提高了15%左右。

这是因为多孔玻板吸收瓶下端的半玻璃球体增大了烟气与吸收液的接触面积，缓解了烟气逸出速度；砂芯增大了气体逸出的阻力，同时使烟气经过砂芯后分散为很多小气泡逸出，从而使烟气更充分接触吸收液，使吸收更快速、完全。

图3 多孔玻板吸收瓶示意图（单位：mm）（1—进气口；2—出气口；3—磨砂标准口；4—吸收瓶主体（80mL）；5—砂芯玻板，p160砂芯）
5.2.2吸收液种类及浓度的选择
溶液吸收法是收集主流烟气作特定成分分析的最常用的手段。

溶液吸收法的吸收效率主要决定于吸收速度，而吸收速度又取决于吸收液对待测物质的溶解速度和待测物质与吸收液的接触面积和接触时间。

其中，吸收液的选择很重要。

文献报道过吸收效果较好的二氧化氮的吸收液主要有H 2O 2溶液和TEA 溶液。

试验对比了0.03 %H 2O 2溶液、用NaOH 溶液调节其pH 值为12的0.03 %H 2O 2溶液、1 %TEA 溶液、5 %TEA 溶液、10 %TEA 溶液及20 %TEA 溶液的吸收效果。

用20孔道直线型吸烟机抽吸同一牌号、批次的卷烟做试验，用2号三氧化铬-石英砂氧化管，串接两个多孔玻板吸收瓶，吸收液用量为25 mL ，每组抽吸两支卷烟，每种吸收液平行抽吸三组。

50
70
90
110
130
150
170
190
210
12345
67
不同吸收液亚硝酸根、硝酸根总浓度(μm o l /L )
图4 不同吸收液的吸收效率比较
表3：不同吸收液的吸收效率比较 编号
1 2 3 4 5 6 7 吸收液
0.03 % H 2O 2 pH12-0.03 % H 2O 2 1 % TEA 2 % TEA 5 % TEA 10 % TEA 20 % TEA 吸收效率% 56.8 78.4 89.9 92.4 98.4 98.8 97.8 试验结果如图4和表3所示，用7种吸收液：0.03%H 2O 2、pH12-0.03%H 2O 2、1%TEA 、2%TEA 、5%TEA 、10%TEA 及20%TEA 溶液所吸收的亚硝酸根和硝酸根的总浓度作比较。

碱性H 2O 2溶液比中性H 2O 2溶液吸收效果稍好，TEA 溶液对NO 2的吸收效果远好于H 2O 2溶液。

随着TEA 溶液浓度由1％升高为2％，吸收有所增多，但继续提高浓度吸收量差别不大。

用标准NO 气过自制吸收装置，吸收液分别为0.03%H 2O 2、pH12-0.03 %H 2O 2、1%TEA 、2%TEA 、5%TEA 、10%TEA 溶液，其检测结果如表3。

结果表明5％TEA 溶液浓度能满足要求，所以选用5％TEA 溶液为吸收液。

可见，TEA 溶液对NO 2吸收快速。

Cee等曾经[32]推断了可能的反应机理如下：
2NO2→N2O4
N2O4 + TEA →TEA-NO+NO3-
TEA-NO+NO3- + H2O →TEA + 2H+ +NO2- +NO3-
5.2.3 吸收液用量及吸收瓶个数的选择
吸收液浓度的增加会提高吸收效率，但烟气与吸收液的接触时间、接触面积对吸收效率影响也很大。

为了确保烟气被完全吸收，通过增加吸收液用量，并串接多个吸收瓶来吸收。

吸收液体积越大，烟气与吸收液的接触时间越长、越充分，但高的液柱使烟气逸出的阻力增大，吸收液用量越大所产生压力越大。

同样，增加串接的吸收瓶个数也会增大烟气逸出阻力。

阻力过大，影响吸烟机的抽吸容量（吸烟机的抽吸容量仅在有限范围内是可调的），压力大也不利于烟气流通和吸收。

所以从吸收液体积、吸收器个数方面综合进行分析。

在其他条件一致的前提下（每组抽吸3支卷烟，用2号三氧化铬-石英砂氧化管氧化，吸收液为5％TEA溶液），试验了吸收液体积分别为10mL、15mL、25mL、30mL、50mL，并各分别串接1个、2个、3个、4个多孔玻板吸收瓶时的吸收效果。

检测吸收液里NO2-和NO3-的含量，结果如表4所示。

实验证明，当串接2个多孔玻板吸收瓶，且吸收液为25mL时满足吸收要求，选择串接2个多孔玻板吸收瓶，吸收液25mL作为实验条件。

表4：吸收液用量和吸收瓶个数对吸收效率的影响
吸收瓶个数/个
不同吸收液用量下所得到的NO2-和NO3-总含量/ µmol
10mL 15mL 25mL 30mL 50mL
1 1.921 2.446 4.213 5.085 6.572
2 2.645 6.46
3 10.127 10.652 9.557
3 3.21
4 6.528 10.217 10.114 8.817
4 4.137 6.489 10.004 9.971 8.104
选择吸收液用量25mL，抽吸3支卷烟（肯塔基标准卷烟2R4F）作为实验条件，考察串接2个吸收瓶是否符合实验要求，结果见表5。

实验证明，串接两个吸收瓶时，吸收液体积分别为10、15、25、30mL时，它们的吸收效率随着吸收液体积增大明显提高；而吸收液体积增加至50mL时，由于碱性吸收液在吸收烟气同时发生鼓泡现象，体积太大，超过多孔玻板吸收瓶体积的1/3，有溢出现象发生，导致浓度的损失和不准确，因此，表4所示，吸收液体积为50mL时，串接两个吸收瓶，吸收效率是减少的。

比较各组串接的三个吸收瓶的相对吸收量，发现当吸收液体积越大，第一个吸收瓶所吸收量占总吸收量的比例越大。

其中：吸收液体积为25mL时，第一个吸收瓶的
吸收量为吸收总量的80.5%左右，第二个吸收瓶的约为18%，第三个吸收瓶的仅约为1.5%，认为烟气已被基本吸收完全。

所以实验选用吸收液体积为25mL，串接两个吸收瓶。

表5：吸收瓶个数对吸收效率的影响
吸收瓶编号1# 2# 3# 总量与文献值的百分比（%）
1 6.57 1.54 0.0
2 8.1
3 96.78
2 6.72 1.47 0.01 8.20 97.74
3 6.51 1.5
4 0.01 8.06 95.9
5 5.2.4自制氧化-吸收装置对抽吸的影响
当实验将自制氧化-吸收装置置于滤片夹持器之后，针筒之前时，分别在试验前、抽吸过程中、结束时检测了吸烟机的抽吸容量：发现当串接两个或者三个吸收瓶，吸收液体积为50mL，以及当串接四个、吸收液体积为30或50mL时，刚开始抽吸时容量能达到35mL，但随着抽吸口数增加，抽吸容量会有下降，而且验证抽吸曲线，抽吸曲线不是标准的钟型曲线，而是异形的钟型曲线，曲线最高点与正常钟型曲线最高点偏差有0.46s（46%的偏差）。

抽吸容量不正常，抽吸曲线变异均是不符合卷烟抽吸的行业标准，其试验结果没有可比性，数据不准确。

由实验结果（表4）也可看出，抽吸容量不正常的各组吸收量都收到影响，会使吸收量相应下降。

而选择的实验条件，即串接2个多孔玻板吸收瓶，吸收液25mL时，验证抽吸容量及抽吸曲线，均正常。

其实验结果如表5所示。

表5：自制氧化-吸收装置对抽吸的影响
抽吸口数 1 2 3 4 5
抽吸容量（mL）35.0 34.9 35.1 35.0 35.1
曲线最高点偏差（s）0.00 -0.01 -0.01 0.00 0.01
抽吸口数 6 7 8 9 10
抽吸容量（mL）35.3 35.2 35.3 35.3 35.3
曲线最高点偏差（s）0.01 0.03 0.05 0.04 0.06
5.3 吸烟机的型号对抽吸的影响
实验比较了常用的几种吸烟机对抽吸的影响。

实验以肯塔基标准卷烟2R4F为抽吸样品，分别在RM1单孔道吸烟机、RM20H转盘式吸烟机、RM200转盘式吸烟机、SM400直线型吸烟机、SM450直线型吸烟机上进行氧化-吸收5次，用上法测定主流烟气中氮氧化物的释放量，其实验结果见表6。

由表6可知，吸烟机的型号对抽吸结果影响不大，满足实验要求。