化学发光法测定卷烟侧流烟气中的氮氧化物

注 : % A: 国内烤烟型卷烟 ; B: 国内混合型卷烟 ; C: 国外混合型卷烟。
参考文献
[ 1] 周君富 , 郭芳珍 , 钱志君等 . 一氧化氮等自由基对吸 烟者 损 害 效 应 的 研 究 . 中 国 公 共 卫 生 , 13( 2): 90 [ 2] K e ith Co le S, Pa tric ia M artin. D eter m ination of gas phase sidestrea m cigarette sm oke co m ponents using fou rier transfor m infrared spectro m e try . A na lyst , 1996, 121 : 495 [ 3] Jenkins R A, G ill B E. D ete r m ina tion o f ox ides o f ni trog en( NOX ) in cigarette sm oke by che m ilum inescent analysis . Ana.l Che m, 1980, 52( 6): 925 [ 4] [ 5] Hea lth Canada! official m ethod T - 208 . D eter m ination o f ox ides of nitrogen in sidestrea m tobacco smoke . 1999 Nor man V, Ibrig A M, La rson T M, et al. T he e ffect o f som e n itrogenous blend components on NO /NOX and [ 11] [ 10] [ 9] [ 8] [ 7] 1997, [ 6]
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此可见, 两种连接方式的稳定性差异比较大, 说明 方式 1 的稳定性要明显好于方式 2 , 这种现象的原 因可能是因为方式 1 中管路的动力只由隔膜泵提 供, 而方式 2中管路的动力由隔膜泵和 NOX 共同提
供造成的 , 故本文选择方式 1( 图 1) 的连接方式作 为最终的连接方式。 2 . 1. 2 数据采集频率确定 采用相同浓度的 NO 标气, 分别对 0 . 1 、 02 、 0 .5 、 1 H z的采集频率进行了对比 研究, 结果发现, 四种频率下 NO 的测定值相近, 但各 频率下 5 次平行测定的 RSD% 有明显差异, 随着采集 频率的增大 RSD 减小, 故选用数据采集频率为 1 Hz 。 2 . 1. 3 管路体积的确定 侧流烟气 NOX 检测系 统的管路 体积是 指从鱼 尾罩 上端 的剑 桥滤片 到 NOX 分析仪之间气体流经的所有管路 ( 图 1) 的容 积之和。管路体积的大小直接影响到新鲜烟气被 陈化的时间 , 从 而影响到 NOx 测定的准确 性。本 试验通过改变管路体积的大小 ( 从 150~ 450mL ), 分别对各死体积下 NO 的回收率进行了 5 次平行 测定, 实验结果表明 , 管路体积越小 NO 的回收率 越高, 故选用的管路的体积为 150mL。 2 . 2 标准曲线、 检出限及线性范围 用 146C Dynam ic G as Ca lib rator 在线配制 5 个 不同浓度的 NO 标准气体, 然后用 NO /NOX 分析仪 分别测定各浓度标准气体的 NO 和 NOX。每次持 续测定 5m in 。用色谱工作站记录的信号的峰面积 为横坐标 , NO 标准气中 NO 含量 ( 单位为 m o l) 为 纵坐标, 制作过原点的标准工作曲线。回归方程、 线性范 围、 相 关系 数 和 检 出 限 见 表 1 。可见在 4 . 252~ 37 . 670 m o 范 l 围内 , 各化合物的量与相应 的峰面积比值呈良好的线性关系。
[ 2]
一科技股份有限公司 ) 。 1 . 2 方法 1 . 2 . 1 试验样品的准备 将卷烟样品放置于温度 2 )% 的环境中 调节 0 . 02g 和 平 均 吸 阻 在温度为 ( 22 1) 和相对 湿度 ( 60 48h , 挑 选 40 支平 均 重 量 49Pa 的烟支为测试样品。 1 . 2. 2 卷烟侧流烟气中 NOX 的测定 ( 22 2) 和相对湿度 ( 60 5) % 的环境中及标准 抽吸条件下用吸烟机抽吸测试样品卷烟。每种卷 烟样品各抽 吸 5 组, 1 支 /组 。用 NO /NOX 分析仪 在线测定卷 烟侧流 烟气中 的 NO、 NOX ( 或 NO + NO2 )。测定装置如图 1 所示。 1 . 2 . 3 NO NOX 分析仪工作条件 最大量程设定
和化学 发光 法
[ 3- 6]
。化 学发 光法 具有 灵
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敏、 稳定 性好和 选择 性高等 优点
, 应用 最为 广
泛。在参考国内外研究资料的基础上, 本文建立了 化学发光法氮氧化物分析仪测定卷烟侧流烟气中 的 NOX 的方法。 1 实验部分 1 . 1 仪器与试剂 42C NO NOx Analyzer , 146C Dynam ic Gas C ali brator , M ode l 111 Zero A ir Supply ( T her m o 公司 ) 。 RM 1 /PLUS 吸 烟 机 ( Borgw a ld t kc 公 司 ) , 配 流 量 计, 隔膜泵。 NO 标准气体 : 2461 m o l/m ol NO /N 2 ( 四川 天
为 100000nm o l/m o,l 模拟电压输出为 1 . 0V, 响应方 式为 0~ 100 % 线性响应, 数据采集频率为 1H z 。 2 结果与讨论 2 . 1 测定条件的优化 2 . 1 . 1 装置连接方式的选择 为评价不同测定装 置的连接方式对测定结果的影响 , 考察了两种不同 的连接方式, 分别如图 1( 方式 1) 和图 2( 方式 2) 所示。分别使用两种连接方式对比平行 5 次测定 相同的浓度的 NO 标准气体样品, 并计算得出两种 方式测定结果的 RSD% 分别是 0 . 69 %和 2 . 8 %,由
[ 9]
方法测定了 11 种
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牌号卷烟侧流和主流烟气中的 NO 和 NOX 的释放 量。测定结果 ( 表 6) 显示: % 11 种牌号卷烟 侧流 烟气中的 NO 及 NOX 的释放量差异 比较大, 这 可 能与不同卷烟采用不同的烟叶原料、 叶组配方及辅 助材料有关; & 7 种国产烤烟型卷烟 ( A1~ A 7) 侧
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2 . 4 几种牌号卷烟侧流 、 主流烟气中 NOX 分析 应用所建立的方法和文献
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流烟气中的 NO 和 NOX 的释放量要小于 4 种混合 型卷烟 ( B1~ B3及 C1) ; ∋ 烤烟型卷烟之间及混合 型卷烟之间侧流烟气中的 NO 和 NOX 的释放量之 间规律不明显 ; ( 11 种卷烟侧流烟气中 NO 和 NOX 的释放量是主流烟气释放量的 4~ 10倍 , 要远远高 于主流烟气的释放量, 这可能与侧流、 主流烟气中 NOX 的来源的差异有关
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化学发光法测定卷烟侧流烟气中的氮氧化物
朱立军
* 1 , 2
, 施丰成 , 戴
2
亚 , 刘少民
2
1
(1 . 中国科学技术大学烟草与健康研究中心 , 合肥 230052 ; 2 . 川渝中烟工业公司 技术中心 , 成都 610066) 摘 要 : 建立了一种用化学发光法测定卷烟侧流烟气中氮氧化物 ( NOX ) 的方
检测限 0. 274 0. 269
2 . 3 方法精密度与回收率 按照 # 1 . 2 ∃方法分别对 3 个牌号卷烟侧 流烟 气中的 NO 和 NOX 进行 5 次平行测定来考察方法 的精密度; 用 146C Dynam ic Gas Ca lib rator 在 线配
制高、 中、 低 3 个不同浓度的 NO 标准气体, 在相同 的条件下进行 5 次平行测定来考察方法的回收率, 结果见表 2 。从表 2可见, 该方法的相对标准偏差 为 3 . 1 % ~ 8 . 8 % , 平均回收率为 98 % ~ 101 %。
* 作者简介 : 朱立军 ( 1978- ) , 男 , 工程师 ; E m a i: l : zhu lj7802 @ fox m a i. l com.
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表 1 NO 和 NOX 的回归方程 、 相关系数及检出限 化合物 NO NOX 线性范围 n / mo l 4. 252~ 37. 670 4. 252~ 37. 670 回归方程 y = 2. 147 ∀ 10 x y = 2. 105 ∀ 10 - 7 x
-7
相关系数 0. 9999 0. 9999
法 。将新鲜的侧流烟气经剑桥滤片过滤、 三通分流后用氮氧化物分析仪根据化 学发光原理测定卷烟侧流烟气中氮氧化物, 用外标法定量。 在优化的实验条件 下 , 方法的线性关系良好 , 一氧化氮 ( NO) 和 NOX 的相关系数均大于 0 . 999, 检测 限分别为 0 . 274 m o l/支和 0 . 269 m o l/支。 方法的平均回收率 98 % ~ 101 %,相 当标准偏差 ( RSD )为 3. 1 % ~ 8 . 8 % 。该方法适于大批卷烟侧流烟气中氮氧化 物的检测。 关键词 : 化学发光法; 氮氧化物; 卷烟; 侧流烟气 卷烟烟气中含有微量氮氧化物 ( NOX ) , 其中 , NO 除本身是自由基外 , 还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自由基的 连锁反应 , 加剧人体内的氧化和过氧化损伤程度 , [ 1] 对机体各器官组织的危 害性较大 。近年来 , 随 着人们对吸烟与健康问题的日益关注, 卷烟烟气中 NOX 含量的高低也为人们所关注。因此 , 快速、 准 确地测定卷烟烟气中的 NOX , 对于研究卷烟烟气中 NOX 形成机理, 探索降低卷烟烟气中的 NOX, 提高 抽吸卷烟的安全性十分必要。目前 , 国外报道的卷 烟侧流烟气中 NOX 的分析方法主要有红外光谱法 ( IR )
表 2 精密度与回收率测定结果 ( n = 5) 化合物 NO NOX 精密度 RSD /% 牌号 1 6. 66 6. 14 牌号 2 3. 10 7. 43 牌号 3 6. 89 8. 74 加入量 5. 940 m o l 98 99 回收率 /% 加入量 11 . 982 m o l 99 99 加入量 23. 880 mo l 101 101
。
表 3 卷烟侧流 、 主流烟 气中氮氧化物含量测定结果 牌号 % A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B1 B2 B3 C1 侧流 NO ( m o l/ c ig) NOX ( mo l/c ig ) 18. 476 18. 328 17. 718 15. 871 17. 442 18. 38 16. 399 33. 346 26. 772 21. 292 29. 983 19 . 95 18 . 935 18 . 066 17 . 11 16 . 965 19 . 328 16 . 977 33 . 39 26 . 449 22 . 748 30 . 562 主流 NO ( m o l/ c ig) NOX ( m o l/c ig ) 2. 088 2. 152 1. 711 2. 758 1. 679 2. 088 1. 769 5. 321 4. 289 3. 97 5. 842 2. 523 2. 627 1. 961 2. 956 1. 998 2. 523 1. 978 6. 729 4. 422 4. 404 6. 497 NO 8. 8 8. 5 10. 4 5. 8 10. 4 8. 8 9. 3 6. 3 6. 2 5. 4 5. 1 侧 流 /主流 NOX 7. 9 7. 2 9. 2 5. 8 8. 5 7. 7 8. 6 5 6 5. 2 4. 7