不同抽吸模式卷烟主流烟气中常规成分和某些有害成分释放研究

于宏晓，赵砚棠，徐海涛，马 强，钟 青，刘丽丽，肖协忠

（山东中烟工业公司技术中心，济南 250100）

自从《烟草控制框架公约（FCTC）》签署以来，全球范围反吸烟运动日渐高涨，世界各国对烟草与健康问题的关注也越来越密切。以世界卫生组织（WHO）为首的公共卫生部门对 ISO抽吸模式提出质疑，认为ISO抽吸模式不能模拟消费者的实际抽吸行为，当消费者抽吸“低焦油”卷烟时，消费者为了满足生理需要会自觉地改变抽吸模式，自我调控烟碱摄入量，如增加抽吸容量等，同时消费者在抽吸卷烟时会有意或无意地用手指或嘴唇覆盖在滤嘴通风孔上，这对抽吸低焦油卷烟的影响很大，因此，ISO抽吸模式得到的测试结果会对消费者造成误导。尽管WHO承认没有任何一种抽吸模式可以模拟人类的抽吸行为，但WHO认为ISO抽吸模式是坚决不可接受的，并强烈推荐加拿大深度抽吸模式。采用深度抽吸模式将造成烟气释放量的大幅增加，并将对低焦油卷烟尤其是超低焦油卷烟市场带来巨大冲击，同时对中国卷烟产品的设计、烟用材料的选用、卷烟质量检测及烟草制品管制等产生重大影响。先前的研究报道主要集中在不同抽吸参数对卷烟主流烟气中焦油、烟碱和水分常规成分的影响研究[1-5]。一氧化碳、氨和苯酚是卷烟主流烟气中3类重要的有害成分，也是国内烟草行业急需降低的主流烟气中7种有害成分的组成指标。本研究系统对比研究了ISO抽吸模式和深度抽吸模式下不同焦油含量的卷烟主流烟气中焦油、烟碱和水分3种常规成分释放量及一氧化碳、氨和苯酚3种有害成分的释放量，以推动低危害卷烟的开发，正确评价吸烟与健康的关系具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器 SM450型 20通道吸烟机配有COA205一氧化碳测定仪（Cerulean，英国），气相色谱仪6890（Agilent，美国），高效液相色谱仪1100（Agilent，美国），ICS3000离子色谱仪（戴安公司，美国），电子天平（梅特勒，瑞士），ZP-200振荡器（江苏太仓实验设备厂，中国），Millipore超纯水系统（Millipore公司，美国）。

1.1.2 试剂 甲基磺酸，浓盐酸均为分析纯。乙腈为色谱纯，其他试剂均为优级纯，实验用水均为电阻率18.2 MΩ·cm的超纯水。

1.2 方法

1.2.1 主流烟气中苯酚的分析方法 直线型吸烟机上每孔道抽吸4支卷烟，将捕集有主流烟气总粒相物的44mm滤片放入100 mL萃取瓶中，使用四分之一滤片（44mm）擦拭捕集器，一起置于萃取瓶中，加入50 mL 1%乙酸溶液，室温下超声萃取20 min，静置5 min。取萃取液过0.45 μm的滤膜，采用高效液相色谱-荧光法测定。

1.2.2 主流烟气中氨的分析方法 直线型吸烟机上每孔道抽吸4支卷烟，在捕集阱内加入20 mL 10 mM盐酸，吸完后，将捕集有主流烟气总粒相物的44mm滤片放入100 mL萃取瓶中，使用四分之一滤片（44mm）擦拭捕集器，一起置于萃取瓶中，加入20 mL 10 mM盐酸，振荡萃取40 min，振荡器频率设为160 r/min。萃取完成后，从捕集阱和萃取瓶中各移取 5 mL 溶液置于容量瓶中，定容至 25 mL，取定容液过0.45 μm的滤膜，采用离子色谱阳离子方法测定。

1.2.3 烟支样品的选择 选取平均重量（0.90±0.01）g 范围内和平均吸阻（1000±50）Pa 范围内的烟支为合格烟支，卷烟圆周为24.5mm，长度为84mm，实验前在温度（22±1）℃、相对湿度（60±2）%条件下平衡。

2 结果与讨论

2.1 焦油、烟碱和水分常规成分释放量

表1、2结果表明，加拿大深度抽吸模式下卷烟主流烟气中焦油、烟碱和水分释放量远远高于ISO抽吸模式下的释放量，这与前期报道[1,3]随着抽吸容量的增加和抽吸频率的减少，主流烟气中焦油、烟碱和水分明显增加的结果一致。低焦油卷烟（ISO抽吸模式下其焦油含量为1.57 mg/支）其深度抽吸模式下焦油、烟碱和水分释放量分别是ISO抽吸模式下10.6倍、8.05倍和79.6倍，中等程度高焦油卷烟（ISO抽吸模式下其焦油含量为7.31 mg/支）其深度抽吸模式下焦油、烟碱和水分释放量分别是ISO抽吸模式下3.05倍，2.81倍和13.65倍，高焦油卷烟（ISO抽吸模式下其焦油含量为 13.54 mg/支）其深度抽吸模式下焦油、烟碱和水分释放量分别是ISO抽吸模式下2.06倍、2.24倍和5.44倍。由此可以得出，深度抽吸模式下，主流烟气中焦油、烟碱和水分释放量明显高于ISO抽吸模式下的释放量，其原因主要是深度抽吸模式与ISO抽吸模式相比，采用更大的抽吸容量、更小的抽吸频率且其滤嘴通风孔被完全封闭，完全抵消了滤嘴通风的降焦效果，因此主流烟气中焦油、烟碱和水分释放量明显高于ISO抽吸模式下的释放量。深度抽吸模式下，主流烟气中焦油、烟碱和水分释放量增加幅度随着 ISO抽吸模式下焦油量含量的增加而降低。低焦油卷烟目前大多采用具有更高滤嘴通风率的滤嘴技术，随着滤嘴通风率的升高其ISO抽吸模式下的焦油含量越来越低，深度抽吸模式下，滤嘴通风孔被完全封闭，完全抵消了滤嘴通风的降焦效果，导致其主流烟气中焦油、烟碱和水分释放量增加幅度随着滤嘴通风率的增加而增加。同时发现无论是低焦油卷烟，还是中等程度高焦油卷烟和高焦油卷烟，其深度抽吸模式下比ISO抽吸模式下，主流烟气中水分释放量增加幅度远远大于焦油和烟碱的增加幅度，这与前期的文献[1,6]报道的滤嘴通风率和抽吸容量对主流烟气中水分释放量影响比焦油和烟碱释放量影响程度更大的结果相一致，因此滤嘴通风率和抽吸容量是影响主流烟气中水分释放量的重要因素。

表1 两种抽吸模式参数Table 1 The parameters of two smoking methods

表2 两种抽吸模式下不同卷烟主流烟气中焦油、烟碱和水分释放量Table 2 The yield of tar, nicotine, water in mainstream smoke of different cigarettes under two smoking methods

2.2 一氧化碳、氨和苯酚有害成分释放量

从表3可以看出，加拿大深度抽吸模式下主流烟气中一氧化碳、氨和苯酚有害成分释放量远远高于ISO抽吸模式下的释放量，低焦油卷烟其深度抽吸模式下主流烟气中一氧化碳、氨和苯酚有害成分释放量，分别是ISO抽吸模式下12.8、4.57和7.2倍，中等程度高焦油卷烟其深度抽吸模式下一氧化碳、氨和苯酚有害成分释放量分别是ISO抽吸模式下2.6，2.8和2.33倍，高焦油卷烟其深度抽吸模式下一氧化碳、氨和苯酚有害成分释放量分别是ISO抽吸模式下1.7、2.68和1.66倍。由此可以得出，深度抽吸模式下，主流烟气中一氧化碳、氨和苯酚有害成分释放量明显高于 ISO抽吸模式下的释放量，其增加幅度随着ISO抽吸模式下焦油量含量的增加而降低，此变化趋势与深度抽吸模式下主流烟气中焦油、烟碱和水分释放量的变化趋势相同。低焦油卷烟目前大多采用具有更高滤嘴通风率的滤嘴技术，随着滤嘴通风率的升高其ISO抽吸模式下一氧化碳、氨和苯酚有害成分释放量越来越低，深度抽吸模式下滤嘴通风孔被完全封闭，完全抵消了滤嘴通风的减害效果，导致其主流烟气中一氧化碳、氨和苯酚有害成分释放量的增加幅度随着滤嘴通风率的增加而增加。由此初步推断，滤嘴通风率、抽吸容量和抽吸频率也是影响主流烟气中一氧化碳、氨和苯酚3种有害成分释放量的重要因素。

3 小 结

加拿大深度抽吸模式下卷烟主流烟气中焦油、烟碱和水分3种常规成分及一氧化碳、氨和苯酚3种有害成分释放量远远高于ISO抽吸模式下的释放量。滤嘴通风、抽吸容量和抽吸频率不仅是影响主流烟气中焦油、烟碱和水分3种常规成分释放量的重要因素，而且也是影响主流烟气中一氧化碳、氨和苯酚3种有害成分释放量的重要因素。深度抽吸模式下，其主流烟气中焦油、烟碱、水分以及一氧化碳、氨和苯酚释放量的增加幅度随着滤嘴通风率的增加而增加。滤嘴通风率可由卷烟设计和卷烟材料控制，而抽吸容量和抽吸频率是由消费者的抽吸习惯控制，改变滤嘴通风分率是目前烟草行业开发低焦油低危害卷烟重要技术手段之一，在加拿大深度抽吸模式下，卷烟的滤嘴通风孔被完全封闭，完全抵消了滤嘴通风的减害降焦效果，导致其作为开发低焦油低危害卷烟的技术手段失效,。因此，在深度抽吸模式下，迫切需要开发新的减害降焦技术手段，应对深度抽吸模式对烟草行业低危害卷烟的开发带来的挑战。

表3 两种抽吸模式下不同卷烟主流烟气中一氧化碳、氨和苯酚有害成分释放量Table 3 The yield of carbon monoxide, ammonia and phenol in mainstream smoke of different cigarettes under two smoking methods

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