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卷烟纸特性对卷烟主流烟气7种有害成分释放量的影响
作者：黄朝章， 李桂珍， 连芬燕， 苏明亮， 谢卫， 张国强， 刘泽春， HUANG CHAO-ZHANG，LI GUI-ZHEN， LIAN FEN-YAN， SU MING-LIANG， XIE WEI， ZHANG GUO-QIANG， LIU ZE-
CHUN
作者单位：福建中烟工业公司技术中心,福建省厦门市海沧区新阳工业区新阳路1号,361022
刊名：
烟草科技
英文刊名：TOBACCO SCIENCE & TECHNOLOGY
年，卷(期)：2011(4)
参考文献(12条)
1.周春平;余苓;刘百战用正交试验方法分析卷烟纸特性对卷烟主流烟气指标的影响 2009
2.王世刚应用卷烟纸降低香烟焦油量的工艺措施 2005(03)
3.刘志华;崔凌;缪明明柠檬酸钾钠混合盐助燃剂对卷烟主流烟气的影响 2008(12)
4.谢剑平;刘惠民;朱茂祥卷烟烟气危害性指数研究 2009(02)
5.李春;向能军;沈宏林卷烟纸对卷烟烟气有害物质的影响 2009(06)
6.谢兰英;刘淇卷烟纸降低卷烟烟气有害成分的研究进展 2008(04)
7.王巨波;施正锐对国内卷烟纸生产的几点看法 1994(02)
8.金闻博;戴亚;横田拓烟草化学 2000
9.邵霁卷烟纸对卷烟降低焦油的作用和影响 2007(01)
10.梅志亮卷烟辅助材料研究进展 1999
11.李梁烟草工业用纸的发展现状 2006(03)
12.徐信国低焦油卷烟研制的理论与技术 1998
本文读者也读过(10条)
1.白雪平.黄朝章.张建平.苏明亮.赵艺强.吴清辉.BAI Xue-ping.HUANG Chao-zhang.ZHANG Jian-ping.SU Ming-liang.ZHAO Yi-qiang.WU Qing-hui卷烟纸特性对卷烟主流烟气中氨含量的影响[期刊论文]-中国造纸2010,29(12)
2.郑琴.程占刚.李会荣.蔡冰.王建新.龚淑玲.ZHENG QIN.CHENG ZHAN-GANG.LI HUI-RONG.CAI BING.WANG JIAN-XIN.GONG SHU-LING卷烟纸对卷烟主流烟气中7种有害成分释放量的影响[期刊论文]-烟草科技2010(12)
3.黄朝章.HUANG Chao-zhang卷烟纸特性对卷烟主流烟气中苯酚的影响[期刊论文]-江西农业学报2010,22(11)
4.宋振兴.李元实.乔跃辉.崔成哲.马林.王春利.SONG Zhen-xing.LI Yuan-shi.QIAO Yue-hui.CUI Cheng-zhe.MA Lin.WANG Chun-li降低卷烟主流烟气中CO的研究进展[期刊论文]-郑州轻工业学院学报(自然科学版)2011,26(2)
5.范保奎.张鑫.徐大勇.李斌.刘朝贤.安毅.FAN BAO-KUI.ZHANG XIN.XU DA-YONG.LI BIN.LIU CHAO-XIAN.AN YI 烟丝在流动密闭阀内的输送特性[期刊论文]-烟草科技2011(4)
6.赵艺强.连芬燕.吴清辉.白雪平.苏明亮.黄朝章卷烟纸对卷烟主流烟气中氢氰酸的影响[期刊论文]-安徽农业科学2010,38(31)
7.黄朝章.白雪平.苏明亮.连芬燕.张建平卷烟纸特性对卷烟主流烟气中氨的影响[会议论文]-2010
8.刘明友.侯轶.徐程程.LIU Ming-you.HOU Yi.XU Cheng-cheng阻燃剂氢氧化镁在卷烟纸中的适用性[期刊论文]-纸和造纸2007,26(6)
9.何善君.林苗俏.邱龙英.HE SHAN-JUN.LIN MIAO-QIAO.QIU LONG-YING基于批次的制丝质量检验系统的设计应用[期刊论文]-烟草科技2011(4)
10.杨红燕.杨柳.朱文辉.杨继.吴亿勤.丁中涛.YANG Hong-yan.YANG Liu.ZHU Wen-hui.YANG Ji.WU Yi-qin.DING Zhong-tao卷烟材料组合对主流烟气中7种有害成份释放量的影响[期刊论文]-中国烟草学报2011,17(1)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/8c18566163.html,/Periodical_yckj201104007.aspx
最主流烟气脱硫脱硝技术大汇总 目前烟气脱硫技术种类达几十种，按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法脱硫技术较为成熟，效率高，操作简单。 一、湿法烟气脱硫技术 优点：湿法烟气脱硫技术为气液反应，反应速度快，脱硫效率高，一般均高于90%，技术成熟，适用面广。湿法脱硫技术比较成熟，生产运行安全可靠，在众多的脱硫技术中，始终占据主导地位，占脱硫总装机容量的80%以上。 缺点：生成物是液体或淤渣，较难处理，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热，能耗高，占地面积大，投资和运行费用高。系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高，一般适用于大型电厂。 分类：常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。 A 石灰石/石灰-石膏法： 原理：是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸钙，经分离的亚硫酸钙(CaSO3)可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙(CaSO4)，
以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫效率达到90%以上。 目前传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应 用是比较广泛的，其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。对比石灰石法脱硫技术，双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。 B 间接石灰石-石膏法: 常见的间接石灰石-石膏法有：钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。原理：钠碱、碱性氧化铝(Al2O3&dot；nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2，生成的吸收液与石灰石反应而得以再生，并生成石膏。该法操作简单，二次污染少，无结垢和堵塞问题，脱硫效率高，但是生成的石膏产品质量较差。 C 柠檬吸收法： 原理：柠檬酸(H3C6H5O7&dot；H2O)溶液具有较好的缓冲性能，当SO2气体通过柠檬酸盐液体时，烟气中的SO2与水中H发生反应生成H2SO3络合物,SO2吸收率在99%以上。这种方法仅适于低浓度SO2烟气，而不适于高浓度SO2气体吸收，应用范围比较窄。
香烟的成分 卷烟烟气是多种化合物组成的复杂混合物，截止1988年(据Roberts，1988Tobacco Reporter报道)已经鉴定出烟气中的化学成分已达5068种，其中1172种是烟草本身就有的，另外3896种是烟气中独有的。 烟气粒相物的主要化学成分 脂肪烃低分子量的脂肪烃大部分以气态形式存在于烟气中，烟气粒相物中脂肪烃的分子量要高一些，主要来源是烟叶中C25到C34的蜡质。有人定量分析了烟气中C12到C33的饱和烃，发现香料烟烟气粒相物中的烷烃含量高达1.56%，马里兰烟为1.12%，烤烟为 0.92%，白肋烟为0.67%。烟气中的烯烃和炔烃含量比烷烃少，约为粒相物的0.01%。 芳香烃烟气中的芳香烃以稠环芳烃居多，它们在烟叶中含量少，大部分是由纤维素、高级烷烃等烟叶成分在燃烧过程中产生的，是烟气中的主要有害成分。 萜类化合物烟叶中存在不少萜类化合物。如西柏烷类、胡萝卜素类和赖百当类都属于萜烯的衍生物。但由于这些物质的分子量较大，直接转入烟气的量很少，主要以其降解物及其衍生物的形式存在于烟气中。烟气中发现的有香叶烯、罗勒烯、α-蒎烯等单萜，是烟气的重要香味成分。 羰基化合物烟气中的羰基化合物如紫罗兰酮、大马酮、茄尼酮以及柠檬醛、香草醛等，是形成烟气香味、香气的重要成分。 酚类化合物卷烟烟气粒相物中的酚类化合物，主要有莨菪亭、绿原酸、儿茶酚、间苯二酚等，有的是烟叶中原有的，有的则是燃烧中形成的。在这些酚类化合物中以儿茶酚的含量最高。酚类化合物对卷烟的香气有一定的增强作用，但引起人们更多重视的是对人的呼吸道及其他器官有不良的刺激作用。儿茶酚等还有一定的促癌作用，是烟气中的有害物质。酚类化合物的主要来源是烟叶中的碳水化合物。 有机酸烟气中的挥发酸主要有甲酸、乙酸、丁酸、正戊酸、异戊酸、β-甲基戊酸、正己酸、异己酸等。非挥发酸主要有棕榈酸、亚麻酸、亚油酸、油酸和硬脂酸等。还有少量游离氨基酸，如丙氨酸、脯氨酸、甘氨酸等。 氮杂环化合物氮杂环化合物主要存在于烟气粒相物中的碱性部分，而碱性物中最主要的成分就是烟碱。除此之外，烟气中还有吡啶、吡咯、吡嗪、吲哚、咔唑等许多氮杂环化合物，是卷烟烟气中的重要香气物质。 N-亚硝胺烟气中的N-亚硝胺种类很多，主要有亚硝基二甲基胺、亚硝基甲基乙基胺，亚硝基吡咯烷和亚硝基哌啶等。一般认为亚硝胺具有诱发肺癌的作用。 金属元素烟草中的金属元素，燃烧后绝大部分残留在灰分中，但也有极少量(0.01%~4%)进入烟气，形式有两种，一种是游离态金属和金属无机盐，另一种是有机金属。另外，卷烟纸也是烟气中金属元素的一个来源。 烟气气相物的主要化学成分 在主流烟气的气相物中，最主要的有氮、氧、二氧化碳、一氧化碳和氢。这5种气体约占总气相物的90%，占总烟气释放量的85%左右。除此之外，还有一些其它化学成分。 挥发性烃类烟气气相物中发现的挥发性烃类，除脂肪烃以外，还有不少的挥发性芳香烃。脂肪烃中包括烷烃、烯烃、炔烃和脂环烃等。芳香烃有苯、甲苯、乙苯、对-二甲苯、联-
第十章卷烟烟气的形成及其理化性质 20世纪50年代以来，随着吸烟与健康问题的提出，对卷烟烟气的形成机制和烟气理化特性的研究，已普遍开展。特别是70年代以来，在烟支燃烧状态的测定和烟气化学成分的分离鉴定等方面都取得了显著的进展。新的仪器设备、先进的分离鉴定技术，为这些研究创造了有利条件。 研究烟气理化特性的目的是显而易见的，即对卷烟烟气进行分析研究，以深入了解卷烟燃烧特性和烟气的化学组成，为探讨人们吸入烟气后所受到的刺激和影响提供线索。同时也只有在对烟气化学性质研究的基础上，才能采取有效的方法，既尽量减少烟气中的有害成分，又保持充足的香味和适当的劲头，研制开发出把对健康危害降到最低水平而又为消费者乐意接受的卷烟产品。 第一节烟支的燃烧 卷烟烟支主要是由烟草、添加剂、卷烟纸、滤嘴等构成的，其中最重要的是烟草。当烟支在高温条件下燃烧（或燃吸）时，内部化学成分发生一系复杂变化，从而形成卷烟烟气。烟草作为一种天然材料，在燃烧过程中由于温度和氧气供应量的不同，其燃烧机制不同，产生烟气的化学成分也不同。烟气中有数千种化合物，大约仅有1/3的化合物直接来自烟草，其余则是燃烧过程中产生的化合物，许多成分含量极微。 一、主流烟气和侧流烟气 烟支被点燃后，首端立即生成炭，从而形成了卷烟的燃烧系统。燃烧部分的固体物质形成一个椎体——燃烧锥，燃烧锥与未燃烧卷烟之间有一条黑色的炭线。抽吸时椎体底部外围的烟草被燃烧掉，炭线后移，椎体变长。暂停抽吸时，椎体阴燃而变短，直至与空气达到热平衡为止。于是抽吸卷烟时有两种燃烧方式—吸燃和阴燃，由此相应地产生了主流烟气（mainstream smoke简写为MS）和侧流烟气( sidestream smoke,简写为SS) (见图10-1)。 烟支被抽吸时，大部分气流是从燃烧锥底部周围进入，烟支燃烧形成气溶胶，从烟支尾端冒出的烟气流，称为主流烟气。主流烟气进入吸烟者的口腔，用吸烟机吸烟时主流烟气进入吸烟机。主流烟气通过喉部吸入肺部，达到刺激神经、产生生理强度的作用。在进行卷烟内在质量评吸时，主要通过对主流烟气的鉴别，判断其香味、杂气、刺激性、余味等的优劣。两次抽吸的间隔时间内，空气自燃烧锥周围上升，烟支进行阴燃，产生的烟气称为侧流烟气（也称支流烟气）。侧流烟气不进入吸烟者的口腔或吸烟机。动态抽吸时形成的主流烟气与静态燃烧产生的侧流烟气在化学成分及含量上有差异。 在点燃卷烟的过程中，当温度上升到300°C时，烟草中的挥发性物质开始挥发而进入烟气；到450°C时，烟草发生焦化；温度上升到600°C时，烟草就被点燃而开始燃烧。抽吸时最高温度可达到900°C，从点燃到最高燃烧温度只是一个瞬间的过程。 正在抽吸时，发生在燃烧锥底部周围的燃烧温度是最高的，大部分气流从这里通过，称为旁通区；而燃烧锥的中部却形成一个致密的不透气的炭化体，气流不易从这里通过，称为堵塞效应。因此，正在抽吸时，燃烧主要发生在旁通区，将进入的气流中的氧几乎耗尽。由于发生了有限度的燃烧，就导致了吸烟过程中形成大量的新生化合物。可见，烟支在抽吸时氧化过程并不起主要作用，二氧化碳和水也不是唯一的产物。在两次抽吸的间隔时间内，烟支内气流速度大大降低，燃烧主要发生在燃烧锥的周围，而且是在富氧的条件下燃烧，氧化反应才是主要的。
第十二章烟气危害成分分析 20世纪50年代以来，随着吸烟与健康问题的提出，卷烟烟气化学的研究已普遍开展，特别是70年代以来，在烟支燃烧状态的测定和烟气化学成分的分离鉴定等方面都取得了显著进展。 到目前为止，国际上已有数万项关于吸烟与健康方面的科研成果，在这些科技论文中，既有反对吸烟的科学依据，也有某些论点的争论，还有大量关于提高吸烟安全性的科研报告。虽然涉及吸烟与疾病之间关系的许多问题至今尚未真正解决，只有统计关系和一些理论性假设，而没有明确的最终答案，但是却促进了烟草科技的较大发展。 卷烟的抽吸方式决定了烟支燃吸是一种高温乏氧不完全燃烧的过程，最高温度可达900℃左右。抽吸时燃烧主要发生在燃烧锥底部周围，气流中的氧几乎耗尽，氧化过程不起主要作用。有限度的燃烧馏、干馏、热解、合成等反应同时发生，形成大量的新生化合物。卷烟烟气是一种气、液、固并存的复杂多相的气溶胶。据报道，仅卷烟烟气中的化学成分即达近4000种，比烟叶中还多1000多种。这些化学成分中既有提供烟草香气、吃味和生理作用的物质，也有产生杂气、刺激和不良吃味的物质，还有微量的对人体健康产生危害的物质，如气相的一氧化碳、硫化氢和焦油中的自由基、亚硝胺、苯并[a]芘等。卷烟烟气化学的深入研究对提高卷烟香吃味品质和降低有害成分无疑具有重要的意义。 T.C.Tso List Ullmann’ Encyclopedia of industrial Chemistry ,Weinheim,1996 共分成七类41种： 11种PAHs 4种氮杂-芳烃 7种氮-亚硝胺3种芳香胺 4种醛6种其它有机化合物 6种无机物 1 卷烟烟气气相中有害物质 1.1 一氧化碳 一氧化碳一经吸入即与血红蛋白结合，它与血红蛋白的化学亲和力比氧气达200倍以上。这样，由于减少了红细胞所携带氧的总量，一氧化碳能导致组织缺氧。 研究表明，烟气中CO一部分由热解产生，一部分由烟草不完全燃烧产生，一部分由CO2还原而成。主流烟气中碳氧化物还受烟丝含水量、卷烟纸孔度、烟草配方等因素的影响。采用打孔滤嘴或带有纵向气槽滤嘴来稀释烟气可使主流烟气中CO有选择地减少。 1.2 苯 苯能引起神经衰弱、乏力、白细胞和血小板减少、贫血等症状，严重的可导致神志不清、肌肉痉挛等。过去一直认为苯无致癌作用，但近年来正在被怀疑对造血系统有致癌活性。国外已有不少由于接触苯而导致白血病的临床病例报道，不过，
吸烟有害健康的探究实验 王仕杰 一、内容解读 本课题是按照化学课程标准中的“化学物质与健康”二级主题的要求进行展开的，要求学生知道三点，第一点是知道某些物质对人体健康是有损害的，让学生根据自己的一些生活体验和日常观察了解生活中的一些常见的有害物质，并通过一些简单的化学实验来感性认识这些有害物质的损害性。第二点要求学生与日常生活联系起来，发现一些有害物质对人体健康带来的影响，帮助学生树立一种正确对待有害物质的思想和养成一种良好的生活习惯，如不吸烟、不酗酒等。第三点是认识掌握化学知识能帮助人们抵御有害物质的侵害，指导学生运用化学知识来消除或减弱有害物质对人体健康的损害，引导学生对有害物质的防御提出一些建议或有效的措施。 1．课题目标 （1）通过调查和收集资料来了解香烟对人们健康带来的损害有哪些，分析香烟中存在哪些对人体有害的成分。 （2）通过实验来探究香烟所产生的有害物质对动物的影响，学会观察、记录、对比等一般的科学探究方法，培养学生科研能力和尊重事实的科学态度。 （3）学会运用已学过的化学知识来解释日常生活中碰到的现象和问题，培养学生的创新能力。 2．背景描述 吸烟是日常生活中比较普遍的现象，虽然每包烟上都标有吸烟有害健康的说明，但还是有许多人抽烟，可见人们没有从根本上认识吸烟的害处。据世界卫生组织统计，我国目前有3亿多烟民，烟草的消费量占全世界的31.6%。卷烟烟气中存在的有害成分比较多，主要的有害物质有三种：烟碱（又叫尼古丁）、烟焦油、一氧化碳（CO）。 （1）尼古丁：是一种难闻、味苦、无色透明的油质液体，挥发性强，在空气中极易氧化成暗灰色，能迅速溶于水及酒精中，很容易被机体吸收而进入体内。尼古丁有剧烈毒性，能够对人体和动物造成毒害作用。 （2）烟焦油：烟焦油是众多烃类及烃的氧化物、硫化物及氮化物的极其复杂的混合物。
焚烧烟气污染物的形成及处理的分析 1.1 酸性气体 焚烧烟气中的酸性气体主要由SOX、NOX、HCl、HF组成，均来源于相应垃圾组分的燃烧。SOX主要由SO2构成，产生于含硫化合物焚烧氧化所致。NOX包括NO、NO2、N2O3等，主要由垃圾中含氮化合物分解转换或由空气中的氮在燃烧过程中高温氧化生成。HCl 来源于氯化物，如PVC、像胶、皮革，厨余中的NaCl以及KCl等。焚烧烟气中HCl气体的浓度相对较高，往往在400～1200 ppm。SOX与NOx的浓度相对较低[。所以HCl是垃圾焚烧烟气中主要的污染气体。 HCl气体对人体有较强的伤害性。据全球污染排放评估组织(GEIA )测算，全世界每年由生活垃圾焚烧向环境排放的HCl气体达218 kg之多，相当于每人每年仅通过垃圾焚烧向大气排放了0.42 kg HCl 。HCl气体会对余热锅炉受热面和监测仪表产生高低温腐蚀，影响余热锅炉安全并限制了过热蒸汽参数的提高；HCl气体的存在升高了烟气露点，导致排烟温度升高，降低锅炉热效率，氯源在一定条件下与重金属反应生成低沸点的金属氯化物，从而加剧了重金属的挥发，导致重金属在飞灰上的富集，增加飞灰毒性。HCl气体能促进氯酚、氯苯、氯苯并呋喃等“三致”有机物的生成，而且PVC裂解后生成的HCl被认为能促进多环芳烃(PAHs)的生成。因此，有效去除HCl气体直接关系到焚烧系统的安全和环保运行。 1.2 有机类污染物 有机类污染物主要是指在环境中浓度虽然很低，但毒性很大，直接危害人类健康的二噁英类化合物，其主要成分为多氯二苯并二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)。通常认为，垃圾的焚烧是环境中此类化合物产生的主要来源。垃圾焚烧炉中二噁英有两种成因: 一是垃圾自身含有微量的二噁英类物质，二是焚烧炉在垃圾燃烧过程中产生二噁英，其形成机理概括起来有三种 (1)高温合成。在垃圾进入焚烧炉的初期干燥阶段，除水分外，含碳氢成分的低沸点有机物挥发后，与空气中的氧反应生成水和二氧化碳,形成暂时缺氧状况，使部分有机物同氯化氢反应,生成二噁英; (2)通过合成反应形成二噁英。即在低温(250~350℃)条件下，大分子碳(残碳)与飞灰基质中的有机或无机氯在飞灰表面反应，生成二噁英; (3)前驱物合成。不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应，可形成多种有机气相前驱物，
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卷烟纸特性对卷烟主流烟气7种有害成分释放量的影响 作者：黄朝章， 李桂珍， 连芬燕， 苏明亮， 谢卫， 张国强， 刘泽春， HUANG CHAO-ZHANG，LI GUI-ZHEN， LIAN FEN-YAN， SU MING-LIANG， XIE WEI， ZHANG GUO-QIANG， LIU ZE- CHUN 作者单位：福建中烟工业公司技术中心,福建省厦门市海沧区新阳工业区新阳路1号,361022 刊名： 烟草科技 英文刊名：TOBACCO SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2011(4) 参考文献(12条) 1.周春平;余苓;刘百战用正交试验方法分析卷烟纸特性对卷烟主流烟气指标的影响 2009 2.王世刚应用卷烟纸降低香烟焦油量的工艺措施 2005(03) 3.刘志华;崔凌;缪明明柠檬酸钾钠混合盐助燃剂对卷烟主流烟气的影响 2008(12) 4.谢剑平;刘惠民;朱茂祥卷烟烟气危害性指数研究 2009(02) 5.李春;向能军;沈宏林卷烟纸对卷烟烟气有害物质的影响 2009(06) 6.谢兰英;刘淇卷烟纸降低卷烟烟气有害成分的研究进展 2008(04) 7.王巨波;施正锐对国内卷烟纸生产的几点看法 1994(02) 8.金闻博;戴亚;横田拓烟草化学 2000 9.邵霁卷烟纸对卷烟降低焦油的作用和影响 2007(01) 10.梅志亮卷烟辅助材料研究进展 1999 11.李梁烟草工业用纸的发展现状 2006(03) 12.徐信国低焦油卷烟研制的理论与技术 1998 本文读者也读过(10条) 1.白雪平.黄朝章.张建平.苏明亮.赵艺强.吴清辉.BAI Xue-ping.HUANG Chao-zhang.ZHANG Jian-ping.SU Ming-liang.ZHAO Yi-qiang.WU Qing-hui卷烟纸特性对卷烟主流烟气中氨含量的影响[期刊论文]-中国造纸2010,29(12) 2.郑琴.程占刚.李会荣.蔡冰.王建新.龚淑玲.ZHENG QIN.CHENG ZHAN-GANG.LI HUI-RONG.CAI BING.WANG JIAN-XIN.GONG SHU-LING卷烟纸对卷烟主流烟气中7种有害成分释放量的影响[期刊论文]-烟草科技2010(12) 3.黄朝章.HUANG Chao-zhang卷烟纸特性对卷烟主流烟气中苯酚的影响[期刊论文]-江西农业学报2010,22(11) 4.宋振兴.李元实.乔跃辉.崔成哲.马林.王春利.SONG Zhen-xing.LI Yuan-shi.QIAO Yue-hui.CUI Cheng-zhe.MA Lin.WANG Chun-li降低卷烟主流烟气中CO的研究进展[期刊论文]-郑州轻工业学院学报(自然科学版)2011,26(2) 5.范保奎.张鑫.徐大勇.李斌.刘朝贤.安毅.FAN BAO-KUI.ZHANG XIN.XU DA-YONG.LI BIN.LIU CHAO-XIAN.AN YI 烟丝在流动密闭阀内的输送特性[期刊论文]-烟草科技2011(4) 6.赵艺强.连芬燕.吴清辉.白雪平.苏明亮.黄朝章卷烟纸对卷烟主流烟气中氢氰酸的影响[期刊论文]-安徽农业科学2010,38(31) 7.黄朝章.白雪平.苏明亮.连芬燕.张建平卷烟纸特性对卷烟主流烟气中氨的影响[会议论文]-2010 8.刘明友.侯轶.徐程程.LIU Ming-you.HOU Yi.XU Cheng-cheng阻燃剂氢氧化镁在卷烟纸中的适用性[期刊论文]-纸和造纸2007,26(6) 9.何善君.林苗俏.邱龙英.HE SHAN-JUN.LIN MIAO-QIAO.QIU LONG-YING基于批次的制丝质量检验系统的设计应用[期刊论文]-烟草科技2011(4) 10.杨红燕.杨柳.朱文辉.杨继.吴亿勤.丁中涛.YANG Hong-yan.YANG Liu.ZHU Wen-hui.YANG Ji.WU Yi-qin.DING Zhong-tao卷烟材料组合对主流烟气中7种有害成份释放量的影响[期刊论文]-中国烟草学报2011,17(1)
烟草化学成分分析综述性论文
摘要 吸烟与健康的研究关系到人类的健康及生存质量。为了更加深入的了解吸烟与健康的关系、提高卷烟安全性，世界上许多国家都加大了卷烟有害成分的研究投入。本研究结合目前国家烟草行业减害发展需要，针对代表性有害成分的国内外分析现状，面对纷繁复杂的烟气有害成分，选择有代表性的成分如Hoffman名单包含的重金属元素、挥发酚、芳胺、多环芳烃作为分析研究对象。通过设计和研制专用装置，引入新的处理技术，创建了一系列分析烟草和卷烟烟气中重要有害成分的新方法。用简便快捷的分析技术从复杂的背景中准确测定这些成分，使分析得到简化的同时获得较高的灵敏度，为研究烟气中有害成分提供了准确快捷的分析新方法，具有广阔的应用前景。 烟草及烟气中主要有害成分分析方法 1.1引言 烟草对于人体的危害性是通过燃吸过程而产生的，烟草的燃烧过程中，通过热解、合成、干馏等各种反应形成烟气。烟气中一部分与烟叶中原有的成分相同，而大部分是燃烧中新生成的产物。卷烟烟气是指卷烟燃烧后产生的气溶胶，分为气相和粒相。气相是指未被剑桥滤片捕集的烟气部分，气相部分约占整个烟气重量的92％，其中包括有机物和无机物的蒸汽、过量的氮气(约58％)、氧气(约12％)、二氧化碳(约13％)、少量的碳氢化合物、含氧化合物以及其它成分。粒相是指被剑桥滤片捕集的烟气部分，粒相部分约占烟气重量的8％，
主要由烟碱、焦油和水分组成。目前烟气中已鉴定的化学成分已超过4000种。 1．2卷烟烟气中重金属分析 烟草中含有重金属，在抽吸过程中，这些重金属可通过主流烟气进入人体，对人体造成潜在的危害。美国1989年报导的107种卷烟烟气有害成分中，As、cd、Cr、Pb、Ni、Hg等。1990年的Hoffman 清单也将As、cd、cr、Pb、Ni、se、Hg列入烟草44种有害成分。越来越多的研究证实，吸烟已成为烟民某些重金属的主要来源之一。 随着科学技术水平的发展，仪器的更新换代，烟气重金属元素的测定的方法向痕量甚至超痕量发展，分光光度法、原子荧光法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、色谱法、电化学法、原子吸收法和等离子体质谱法都用于卷烟烟气重金属元素的测定。 1．2．1样品前处理 随着分析技术的飞速发展，分析手段越来越向着快速、微量、准确的方向发展，对样品前处理过程也提出了越来越高的要求。传统的重金属元素样品前处理方法，比如：无机分析常用的干、湿消解法，不仅存在手续繁琐、试剂用量大、时间周期长、不易处理完全、易交叉污染等缺点，而且产生的有害物质会危害工作人员健康和实验室环境，从而成为整个分析过程的薄弱环节和瓶颈。近几年来，微波辅助消解、微波辅助萃取、微波灰化、在线消化等样品消解前处理技术被广泛采用。另一方面，随着对重金属元素危害性认识的增加，像固相萃取、在线固相萃取等能够选择性吸附和富集被测物的新型样品前处
现行烟气成分分析及其一些设备 在烟气成分测量中用的比较普遍的是测量烟气中氧含量的各种氧量计，测量二氧化碳 的各种二氧化碳分析仪。但随着色谱分析技术，质谱分析技术，色谱质谱联用技术以 及红外线光谱分析技术的迅速发展，在烟气成分测量中也越来越的的采用这些先进的 技术，下面仅介绍传统的奥式气体分析仪器法和那些先进技术的工作原理及相关设备。奥式气体分析仪器法 工作原理：传统的烟气分析方法即奥式气体分析仪器法是利用不同的溶液来相继吸收 气体试样中的不同组分：用40％的氢氧化钠吸收试样中的二氧化碳；用焦没食子酸钾 溶液吸收试样中的氧气；用氨性氯化亚铜溶液来吸收试样中的一氧化碳。然后根据吸 收前后试样体积的变化来计算各组分的含量。 奥氏气体分析仪特点是结构简单，虽一次购置成本低但长期运行成本高，除去分析人 员的成本，仅每年买试剂和玻璃器皿至少要1万多元，而且必须对烟气进行人工取样，在实验室进行分析，其中分析人员的操作技能和“态度”对分析的精确度有很大影响。奥氏气体分析仪只能单一成份地逐个进行检测分析，不具备多重输入和信号处理功能，分析费时，操作烦琐，响应速度慢，效率低，难以实时地分析生产工况。现逐渐被全 自动分析仪器替代。
色谱分析法 工作原理：色谱分析法是通过一次进样利用色谱柱使烟气中的所有组分—氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳分离通过检测器和记录器测定并记录整个分析过程，然后用 面积归一化计算出各组分的含量。 色谱法特点是分离效能高、样品用量少、可进行多组分分析、分析精度高和标定周 期长。但是价格高且样品质量要求高，对操作员素质要求也很高，因此，一般小厂难 以承受。 红外分析法 工作原理：是基于某些气体对不同波长的红外线辐射具有选择性吸收的特性，其吸 收程度取决于被测气体的浓度。对于不同的分子化合物，每种分子只能吸收某一波长 范围的红外辐射能，即每种分子化合物都有一个或几个特定的吸收频率，叫特征频率。CO、CO 有其固定的特征频率，因此烟气中的CO、CO 含量很容易被检测出来。 红外分析仪还有以下几个方面的优点：①良好的选择性。对于多组分的混合气体，不管背景气中的干扰组分浓度如何变化，它只对待测组分的浓度有反应；②分析范围广；③分析周期短、响应时问快；④可同时测量若干个组分。但对分析对称结构无极 性双原子分子及单原子分子气体不适用
烟草化学成分分析讲义 任课教师：保志娟 第一章：绪论 第一节烟草质量与烟草化学成分 一、烟草质量（综合概念）烟草质量是一个综合概念，主要包括：外观质量、内在质 量、物理特性、化学成分、安全性。 1、外观质量是指人体感官直接感触和识别的烟叶外观特性，即人体感官可以作出判定的烟叶外观质量因素，是以眼观、手摸、鼻闻等经验性感觉判定，是烟叶分级的主要依据。 2、内在质量是指烟叶燃烧时，吸烟者对香气、吃味的综合感受，包括香气、吃味、劲头、杂气、刺激性、余味等。评吸是鉴定内在质量的重要手段。 3、物理特性是指烟叶的外部形态和物理性能，包括烟叶的填充性、抗碎性、吸湿性、燃烧性、弹性等。 4、化学成分包括烟叶化学成分和烟气化学成分。烟草品种特征由烟草的化学成分决定， 任何影响烟草化学成分的因素（包括烟草品种、种植、加工等）都会改变烟草的品种特征。因此对烟草化学成分的研究对于指导烟草的工农业生产具有重要意义。 5、安全性是指化学农药残毒和卷烟烟气中的有害物质状况等。（焦油、烟碱、亚硝酸盐、亚硝胺、CO、NO、NH2、HCN 等） 小结： 优质烟叶和烟制品：具有完美的外观特征、优良的内在品质（即香气和吃味）、完善的物理特性、协调的化学成分、无毒无害相对安全。烟叶和烟制品的质量概念具有地域性、时间性和适应性。 二、烟叶化学成分与烟草质量的关系 烟草化学成分的结构、性质和含量，是烟草化学研究的基础。烟草内在化学成分是烟叶品质的“ 内在” 标准，烟叶外观特征是内在化学成分的具体体现。 （一）烟叶化学成分与外观质量的关系 1. 颜色 与光泽 烟叶的颜色是鉴别烟叶外观品质的重要因素之一。一般情况下，烟叶中总氮量、烟碱含量和石油醚提取物含量较高时，烟叶的颜色较深。同时，一些化学成分的变化也直接影响烟叶颜色与光泽。 （1）烟叶生长过程产生的色素。如质体色素中的叶绿素、胡萝卜素和叶黄素，这些色素在烟叶调制过程中绝大部分被分解。新鲜烟叶中色素的组成及总量随着烟草的品种类型和生长阶段的不同而变化。 （2）烟叶调制过程中形成的多酚类化合物。如芸香苷、绿原酸等在过氧化酶的作用下与蛋白质、氨基酸等反应生成的深色物质。——酶参与的棕色化反应。 （3）烟叶调制过程中形成的棕色化反应产物。美拉德反应，氨基酸与还原糖经过一系
图10-7 静电沉积器 1.卷烟嘴； 2.中央电极（正极）； 3.出口至减压区； 4.高压进口 （本图选自第36届化学家研究讨论会论文选） （Golay, P., A. Guardet, and R. Regamey., 1959）静电捕集器作为收集烟气粒相的手段与剑桥滤片比较，据称有以下优点：收集效率与流量的关系较少；收集效率与荷载量的关系较少；实验室内的重现性较好；实验室间的重现性较好；收集粒相物质后的气相组分没有重大改变。 在静电沉积和剑桥滤片两个捕集系统的比较中，发现静电捕集器的焦油量稍低。由于静电沉积对受试的气溶胶有较高的捕集效率，焦油量的差别可能反映了气相和粒相组分分离较好。用各个捕集系统同时测定气相和粒相的含量或许能更好地解释这个现象。 使用静电捕集器的主要缺点是：焦油是在不利的条件下收集的。操作时因收集管中的放电和产生臭氧，形成人为产物的机会较多。 人为产物的形成虽然没有完全被证明，但除烟碱外很少报道各种特定成分的分析方法是用静电法收集取样的。 (三)喷射撞击捕集器 喷射撞击法虽然在烟气分析中还没有被广泛使用，但可作为剑桥滤片和静电沉积器之外的另一种收集烟气的方法。这种装置是根据喷射撞击原理工作的，烟气气溶胶在高速下通过微孔使其撞击在距离很近的一块平面上。 与剑桥滤片比较，撞击捕集器的焦油值也稍低，这可能是由于剑桥滤片对挥发性烟气组分收集效率较高，增大了焦油值，也可能是撞击捕集器对较大粒子捕集效率高而对较少粒子捕集效率低的原因。 已有一种凝集容积为50ml的撞击捕集器的设计，它能使捕集效率增至99.9%以上。喷射撞击器已成功地用于挥发性中等到低的烟气组分的定量分析。其主要优点是可以有效的用来分离烟气的气相和粒相物。缺点是造成堵塞的倾向，操作时必须控制精确的流量和压力条件。 (四)冷阱 收集烟气的方法必须使沉积下来的物质尽可能符合天然烟气气溶胶的成分，必须尽可能避免在收集过程中各种副反应的发生。冷阱收集烟气时由于低温作用基本上能够满足上述要求。 据报道，通过剑桥滤片的气相组分用低温（-70°C）冷凝可收集90%；若将气相物质100%收集，则需要-190°C温度。 到目前为止，用于收集主流烟气最普遍的冷阱是Elmenhorst设计的，它已成为收集大量烟气冷凝物作为生物试验或化学分析用的标准冷阱。它是一个非常简单的装置，清洗容易，能得到重现性结果，并适于多达5000支卷烟烟气的收集。首先将捕集器在干冰和甲醇的混合物中冷却以达到烟气的沉积。当烟气第一次被抽吸通过捕集器时，冷凝不是很有效的；但
一）焊烟的主要成份 焊接烟气中的烟尘是一种十分复杂的物质，已在烟尘中发现的元素多达20种以上，其中含量最多的是Fe、Ca、Na等，其次是Si、Al、Mn、Ti、Cu等。 焊接烟气中有毒有害气体的成份主要为CO、CO2、O3、NOX、CH4等，其中以CO 所占的比例最大。由于有毒有害气体产生量不大，且气体成份复杂，较难定量化。焊接烟尘中的主要有害物质为Fe2O3、SiO2、MnO、HF（铪）等，其中含量最多的为Fe2O3，一般占烟尘总量的35.56%，其次是SiO2，其含量占10～20％，MnO占5～20％左右。 焊接烟尘主要来自焊条的药皮，少量来自焊芯及被焊工件，根据有关资料调查，焊接烟尘的产生量与焊条的种类有关，下表是各种类型焊条熔化时的产尘系数： 序号焊条种类产尘系数（g/kg） 1 钛钙型焊条 6.8～7.2 2 低氢型焊条 8.9～15.6 3 锰型焊条 10.3～18.3 （二）焊烟的危害 在焊接操作中经常会产生一些有毒的物质。如：乙醛、松香酸、异氰酸盐、氮氧化物、硫化物、碳氢化合物等。并在空气中飞扬。它通过呼吸道侵入到人的肝、肺、心血管及血液中。这些有毒物质正严重的吞噬人类的健康。导致许多职业病的出现。如：肺癌、哮喘、湿疹、支气管炎、皮肤过敏、呼吸道感染等等，重则紊乱中枢神经，破坏消化系统，导致并发症而衰竭死亡。 1、焊工尘肺及肺功能的影响 电弧焊接时，焊条中的焊芯、药皮和金属母材在电弧高温下熔化、蒸发、氧化、凝集，产生大量金属氧化物及其他物质的烟尘，长期吸入可引起焊工尘肺。电焊工尘肺一般发生在密闭、通风不良的作业条件下，发病工龄平均为18年左右。肺通气功能测定表明接触电焊尘可引起电焊工一定程度的肺通气功能损伤,FVC、FEV1.0、FEV1.0%、MMF、V50、V25、PEFR等肺通气功能指标均明显降低；吸烟因素与接尘因素对电焊工的肺通气功能可能产生协同作用；电焊工的肺通气功能损伤有随接尘工龄的延长而加重的趋势。