卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴的分析、形成及其相關(guān)降害技術(shù)的初步研究.pdf

1、稠環(huán)芳烴(PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs)是一類由兩個或兩個以上苯環(huán)彼此共用兩個相鄰的碳原子連接起來的化合物。它們多是由于碳氫化合物在高溫下裂解集合形成的不完全燃燒產(chǎn)物。它們多具有較強的毒性和致癌作用，如苯并[a]芘等。存在于卷煙煙氣中的稠環(huán)芳烴達數(shù)百種之多，是一類非常重要的有害物質(zhì)。適應(yīng)當前煙草界降焦減害的趨勢，本論文對卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴這類有害物質(zhì)進行了多方面的研究。 本論文的實驗由五

2、個部分組成，包括稠環(huán)芳烴分析方法的建立、卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴的分析、熱裂解形成稠環(huán)芳烴的研究、稀釋通風技術(shù)降低稠環(huán)芳烴的研究、環(huán)境煙氣中稠環(huán)芳烴的初步分析研究。 首先是稠環(huán)芳烴分析方法的建立研究。這部分實驗通過環(huán)己烷提取、固相萃取柱純化和富集卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴后，利用GC/MS選擇離子技術(shù)獨特的分離和定性、定量特點建立了測定卷煙煙氣中包括苯并[a]芘在內(nèi)的十六個典型稠環(huán)芳烴的同時定量的分析方法。并用該法測定了近100種不同焦油含量

3、的卷煙煙氣中的稠環(huán)芳烴。由回收率、重現(xiàn)性、線性方程及檢測限的測定結(jié)果可知，該方法簡便、準確、靈敏、穩(wěn)定，對煙氣中主要稠環(huán)芳烴的回收率均在95％以上，是一種分析卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴的比較理想的方法。 在第二部分中，采用已建立的GC/MS分析方法對100多個牌號不同焦油含量的商品卷煙主流煙氣(MS)與側(cè)流煙氣(SS)中稠環(huán)芳烴進行了分析比較研究。研究結(jié)果表明：一般情況下，卷煙主流煙氣和側(cè)流煙氣中PAHs成分基本相同，而對于一般輔料的卷

4、煙而言，除萘和芴以外，卷煙側(cè)流煙氣中稠環(huán)芳烴的量均高于主流煙氣。卷煙主流煙氣中稠環(huán)芳烴的總量及每一種稠環(huán)芳烴含量均與主流煙氣焦油量有很好的相關(guān)性，而側(cè)流煙氣中稠環(huán)芳烴與主流煙氣焦油量無此相關(guān)性。 為了認識稠環(huán)芳烴類物質(zhì)形成機理，我們對煙草中一些重要物質(zhì)熱裂解形成稠環(huán)芳烴進行了研究。這部分實驗利用Py-GC/MS聯(lián)用分析技術(shù)，選擇了600℃和900℃兩個溫度水平對煙草中一些有代表性的重要的非揮發(fā)性物質(zhì)進行了熱裂解研究，包括氨基酸類

5、、非揮發(fā)性有機酸及其鹽類、糖類(含卷煙盤紙)、煙草色素類、磷脂、雙萜烯類物質(zhì)以及煙葉和煙梗，考察了它們在熱裂解條件下形成有害物質(zhì)稠環(huán)芳烴的情況。結(jié)果表明：各種物質(zhì)在熱裂解條件下，都會形成稠環(huán)芳烴類化合物，其產(chǎn)物和生成的量由于前體物質(zhì)的種類和結(jié)構(gòu)不同而有較大的差異。一般來說，同一種物質(zhì)600℃與900℃下所產(chǎn)生的熱裂解產(chǎn)物基本相同，只是后者所生成的量會更多。在各種熱裂解形成的產(chǎn)物稠環(huán)芳烴中，萘及其同系物明顯占優(yōu)勢。 通風技術(shù)作為一

6、種降焦減害的非常重要的手段，在降焦減害工程中具有重要的意義。為此，我們具體地考察了濾嘴通風稀釋技術(shù)對卷煙煙氣中各種稠環(huán)芳烴的影響。這部分實驗采用已建立的GC/MS分析方法對120cu、160cu、200cu靜電打孔和200cu、300cu、400cu激光打孔程度對卷煙主流煙氣中PAHs含量的影響。研究結(jié)果表明：不論靜電打孔還是激光濾嘴打孔方式，卷煙主流煙氣中PAHs含量與打孔度呈顯著的負相關(guān)。在不同打孔條件下，主流煙氣PAHs含量均與T

7、PM含量呈正相關(guān)。另外，對濾嘴200cu靜電打孔和200cu激光打孔不同方式下卷煙主流煙氣中PAHs含量比較研究發(fā)現(xiàn)，打孔方式對PAHs含量也有一定的影響，即不同條件下，靜電打孔對降低主流煙氣PAHs影響更為有效。 作為最后一個組成部分，我們對面前尚是前沿的環(huán)境煙氣中稠環(huán)芳烴進行了初步分析研究。這部分實驗采用已建立的GC/MS方法對實驗?zāi)Ｊ綏l件下環(huán)境煙氣中主要PAHs進行了研究，并利用篩選的硅膠吸附材料對一些代表性公共場所環(huán)境空