卷烟烟气中氰化氢形成机理研究进展
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ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｔｈｅ ＨＣＮ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Ｉｔ ｗａｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｕｓｅｄ ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈ
ｏｄｓ ｔｏ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＨＣＮ．
许多研究者对烟支燃烧情况进行了研究， Ｂａｋｅｒ［５］对此作了总结。如图 １ 所示，烟支燃烧时 分为两个区域：Ａ． 放热反应的燃烧区，温度在 ７００ ～ ９５０℃之间，升温速率为 ５００℃·ｓ－１，氧气含量几 乎为零；Ｂ． 吸热反应的裂解／ 蒸馏区，温度在 １００ ～ ６００℃之间，升温速率为 １０ ～ ５０℃ ·ｓ－１，氧气含量 （ ）。 ５ ～ ２０％ Ｖ ／ Ｖ
第 期
第 卷第 ３０ 年 ４２０１８ ４
４月期
郝菊芳，等：Ｃ卷ｈｅｍ烟化ｉｃ烟ａｌ学Ｒ气ｅ研ｓ中ｅａｒ氰究ｃｈ化ａ与ｎｄ氢Ａ应形ｐｐ用ｌ成ｉｃａ机ｔｉｏ理ｎ 研究进展
， Ｖｏｌ． ３０ ， Ａｐｒ．
２Ｎ０１ｏ８． ４
文章编号： （ ） １００４１６５６ ２０１８ ０４０４６５０７
卷烟烟气中氰化氢形成机理研究进展
： ； ； ； Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｃｙａｎｉｄｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒ
烟草作为一种特殊的消费品，其对人体的危 害性越来越受到关注。随着吸烟与健康研究的深 入，提高卷烟吸食安全性逐渐成为烟草科学研究
４６６
化学研究与应用
第 ３０ 卷
１ ＨＣＮ 在卷烟烟气中的存在
１ １ 卷烟烟气的形成 卷烟抽吸过程中形成两类烟气：主流烟气和
侧流烟气。在抽吸期间，空气经过燃烧区被吸入， 同时产生主流烟气。在抽吸之间的间歇期，燃烧 区周围的空气向上方向的自然对流，产生侧流烟 气［３］。吸烟周期不同时间点燃烧着的卷烟内部的 温度也不同，在燃烧区的周边，抽吸开始后 １ ～ ２ｓ 时，卷烟纸燃烧线前约 ０ １ ～ １ ０ｍｍ 处固相温度 达到 ９１０℃，阴燃期间燃烧区的中心最高温度约 。 ８００℃ ［４］
郝菊芳１，范铁桢１，闫洪洋１，何保江２，胡建军１
（１ 中国烟草总公司职工进修学院，河南 郑州 ； ４５０００８ ２ 中国烟草总公司郑州烟草研究院，河南 郑州 ） ４５０００１
摘要：为降低卷烟烟气中的氰化氢（ＨＣＮ），对 ＨＣＮ 的来源、形成途径、影响因素及研究方法等进展进行了综 述。ＨＣＮ 的形成机理较为复杂，烟草中的氨基酸、蛋白质等多种含氮化合物都可裂解生成 ＨＣＮ，且形成途径 多样，温度、裂解气氛、烟草中其他物质都会影响 ＨＣＮ 的形成，有待于进一步模拟卷烟燃吸过程，运用先进的 检测手段来全面分析 ＨＣＮ 的形成过程。 关键词：卷烟烟气；氰化氢；形成机理；影响因素 中图分类号：Ｏ６１３ ７１ 文献标志码：Ａ
（ ， ， ； １ Ｓｔａｆｆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００８ Ｃｈｉｎａ ， ， ） ２ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００１ Ｃｈｉｎａ
， ， ｅｄ． Ｖａｒｉｏｕｓ ｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ｃｏｕｌｄ ｆｏｒｍ ＨＣＮ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｓｕｃｈ ａｓ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ． ， ， Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙｓ ｏｆ ＨＣＮ ｗｅｒｅ ｄｉｖｅｒｓｅ． Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎ ｔｏｂａｃｃｏ ａｌｓｏ
： （ ） ， ， ， Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｃｙａｎｉｄｅ ＨＣＮ ｉｎ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＨＣＮ ｉｎ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ＨＣＮ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔ
于Ｎ制２名ＯＨＣ等单Ｎ多［３的］种。危氮Ｈ害Ｃ氧Ｎ性化还较物可大，进，是因一氮此步氧从氧化上化物世生的纪成前五Ｎ驱十Ｏ体年、Ｎ。代Ｏ由开２、
的热点。氰化氢（ＨＣＮ）是卷烟烟气中最具纤毛毒 始就对烟气中 ＨＣ通过口或者吸入的方式使人中毒， 主要对 ＨＣＮ 的来源、形成途径、影响因素及研究
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｃｙａｎｉｄｅ ｉｎ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ
， ， ， ， ＨＡＯ Ｊｕｆａｎｇ１ ＦＡＮ Ｔｉｅｚｈｅｎ１ Ｙａｎ Ｈｏｎｇｙａｎｇ１ ＨＥ Ｂａｏｊｉａｎｇ２ ＨＵ Ｊｉａｎｊｕｎ１
是卷烟主流烟气中代表性有害成分之一［２］，被列 方法等方面的进展进行了综述，以期为深入研究
入 Ｈｏｆｆｍａｎｎ 名单、加拿大卫生部卷烟有害成分控 ＨＣＮ 的降低技术提供参考。
； 收稿日期：２０１７０６２２ 修回日期：２０１７１２２０ 联系人简介：胡建军（１９７０），男，高级讲师，主要从事烟草质量评价、工艺参数优化的研究。Ｅｍａｉｌ：ｈｕｈｊｊ２０１２＠ １６３ ｃｏｍ
ｏｄｓ ｔｏ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＨＣＮ．
许多研究者对烟支燃烧情况进行了研究， Ｂａｋｅｒ［５］对此作了总结。如图 １ 所示，烟支燃烧时 分为两个区域：Ａ． 放热反应的燃烧区，温度在 ７００ ～ ９５０℃之间，升温速率为 ５００℃·ｓ－１，氧气含量几 乎为零；Ｂ． 吸热反应的裂解／ 蒸馏区，温度在 １００ ～ ６００℃之间，升温速率为 １０ ～ ５０℃ ·ｓ－１，氧气含量 （ ）。 ５ ～ ２０％ Ｖ ／ Ｖ
第 期
第 卷第 ３０ 年 ４２０１８ ４
４月期
郝菊芳，等：Ｃ卷ｈｅｍ烟化ｉｃ烟ａｌ学Ｒ气ｅ研ｓ中ｅａｒ氰究ｃｈ化ａ与ｎｄ氢Ａ应形ｐｐ用ｌ成ｉｃａ机ｔｉｏ理ｎ 研究进展
， Ｖｏｌ． ３０ ， Ａｐｒ．
２Ｎ０１ｏ８． ４
文章编号： （ ） １００４１６５６ ２０１８ ０４０４６５０７
卷烟烟气中氰化氢形成机理研究进展
： ； ； ； Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｃｙａｎｉｄｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒ
烟草作为一种特殊的消费品，其对人体的危 害性越来越受到关注。随着吸烟与健康研究的深 入，提高卷烟吸食安全性逐渐成为烟草科学研究
４６６
化学研究与应用
第 ３０ 卷
１ ＨＣＮ 在卷烟烟气中的存在
１ １ 卷烟烟气的形成 卷烟抽吸过程中形成两类烟气：主流烟气和
侧流烟气。在抽吸期间，空气经过燃烧区被吸入， 同时产生主流烟气。在抽吸之间的间歇期，燃烧 区周围的空气向上方向的自然对流，产生侧流烟 气［３］。吸烟周期不同时间点燃烧着的卷烟内部的 温度也不同，在燃烧区的周边，抽吸开始后 １ ～ ２ｓ 时，卷烟纸燃烧线前约 ０ １ ～ １ ０ｍｍ 处固相温度 达到 ９１０℃，阴燃期间燃烧区的中心最高温度约 。 ８００℃ ［４］
郝菊芳１，范铁桢１，闫洪洋１，何保江２，胡建军１
（１ 中国烟草总公司职工进修学院，河南 郑州 ； ４５０００８ ２ 中国烟草总公司郑州烟草研究院，河南 郑州 ） ４５０００１
摘要：为降低卷烟烟气中的氰化氢（ＨＣＮ），对 ＨＣＮ 的来源、形成途径、影响因素及研究方法等进展进行了综 述。ＨＣＮ 的形成机理较为复杂，烟草中的氨基酸、蛋白质等多种含氮化合物都可裂解生成 ＨＣＮ，且形成途径 多样，温度、裂解气氛、烟草中其他物质都会影响 ＨＣＮ 的形成，有待于进一步模拟卷烟燃吸过程，运用先进的 检测手段来全面分析 ＨＣＮ 的形成过程。 关键词：卷烟烟气；氰化氢；形成机理；影响因素 中图分类号：Ｏ６１３ ７１ 文献标志码：Ａ
（ ， ， ； １ Ｓｔａｆｆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００８ Ｃｈｉｎａ ， ， ） ２ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００１ Ｃｈｉｎａ
， ， ｅｄ． Ｖａｒｉｏｕｓ ｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ｃｏｕｌｄ ｆｏｒｍ ＨＣＮ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｓｕｃｈ ａｓ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ． ， ， Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙｓ ｏｆ ＨＣＮ ｗｅｒｅ ｄｉｖｅｒｓｅ． Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎ ｔｏｂａｃｃｏ ａｌｓｏ
： （ ） ， ， ， Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｃｙａｎｉｄｅ ＨＣＮ ｉｎ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＨＣＮ ｉｎ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ＨＣＮ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔ
于Ｎ制２名ＯＨＣ等单Ｎ多［３的］种。危氮Ｈ害Ｃ氧Ｎ性化还较物可大，进，是因一氮此步氧从氧化上化物世生的纪成前五Ｎ驱十Ｏ体年、Ｎ。代Ｏ由开２、
的热点。氰化氢（ＨＣＮ）是卷烟烟气中最具纤毛毒 始就对烟气中 ＨＣ通过口或者吸入的方式使人中毒， 主要对 ＨＣＮ 的来源、形成途径、影响因素及研究
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｃｙａｎｉｄｅ ｉｎ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ
， ， ， ， ＨＡＯ Ｊｕｆａｎｇ１ ＦＡＮ Ｔｉｅｚｈｅｎ１ Ｙａｎ Ｈｏｎｇｙａｎｇ１ ＨＥ Ｂａｏｊｉａｎｇ２ ＨＵ Ｊｉａｎｊｕｎ１
是卷烟主流烟气中代表性有害成分之一［２］，被列 方法等方面的进展进行了综述，以期为深入研究
入 Ｈｏｆｆｍａｎｎ 名单、加拿大卫生部卷烟有害成分控 ＨＣＮ 的降低技术提供参考。
； 收稿日期：２０１７０６２２ 修回日期：２０１７１２２０ 联系人简介：胡建军（１９７０），男，高级讲师，主要从事烟草质量评价、工艺参数优化的研究。Ｅｍａｉｌ：ｈｕｈｊｊ２０１２＠ １６３ ｃｏｍ