加热不燃烧制品的主流烟气释放物分析

来源 :安徽农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhongsichuang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要 采用加拿大深度抽吸(HCI)模式从常规烟气指标、有害成分含量、无机元素成分含量3个方面对目前市面上流行的4款加热不燃烧制品的烟气释放物进行研究,并进行感官质量评价。结果表明,4款加热不燃烧制品的常规烟气释放物中水分含量最高,水分占总粒相物的最高占比为67.13%,约为10 mg传统卷烟的2.16倍;加热不燃烧制品的烟气烟碱含量最低含量约为10 mg传统卷烟的22.60%;加热不燃烧制品的焦油释放量的最低含量约为10 mg传统卷烟的20.00%;加热不燃烧制品的危害性指数最低为10 mg传统卷烟的17.11%;加热不燃烧制品的5种重金属离子含量均明显低于10 mg传统卷烟;加热不燃烧制品与传统卷烟的感官抽吸主要区别于烟气量和烟香丰富性。
  关键词 加热不燃烧制品;有害成分;主流烟气;释放物;气溶胶成分
  中图分类号 TS 41+1  文献标识码 A
  文章编号 0517-6611(2021)21-0215-03
  doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.055
  开放科学(资源服务)标识码(OSID):
  Analysis of Mainstream Smoke Emission of Heat-not-burn Products
  JIANG Wen YAN Ning-ning ZHANG Yong2 et al
  (1.Curriculum Center,Kunming University,Kunming,Yunnan 650214;2.Product and Marketing Center,Yunnan Xike Science & Technology Co., Ltd.,Kunming, Yunnan 650200)
  Abstract Health Canada Intense (HCI) model was used to study the flue gas emissions of four popular heat-not-burn products(HNBs)from three aspects: conventional flue gas index, harmful component content and inorganic element content, and the sensory quality was evaluated.The results showed that the moisture content of the four HNBs were higher than conventional cigarettes, the highest proportion of moisture in the total granular phase was 67.13%, which was about 2.16 times of 10 mg conventional cigarettes.The lowest nicotine content in the smoke of HNBs was about 22.60% of that of 10 mg conventional cigarettes, and the lowest tar release content of HNBs was about 20.00% of that of 10 mg conventional cigarettes.The hazard index of HNBs was 17.11% of that of 10 mg traditional cigarettes, and the contents of five heavy metal ions in HNBs were significantly lower than that of 10 mg conventional cigarettes.The sensory suction of HNBs was different from that of traditional cigarettes in terms of smoke volume and aroma richness.
  Key words Heat-not-burn products (HNBs);Harmful components;Mainstream smoke;Emission;Aerosol components
  基金項目 云南省教育厅科学研究基金项目(2020J0520)。
  作者简介 姜雯(1986—),女,黑龙江齐齐哈尔人,助理研究员,博士,从事卷烟用新材料的研究开发工作。*通信作者,助理工程师,从事新型烟草研究。
  收稿日期 2021-03-09
  随着世界各国对公共场所吸烟禁令范围的扩大以及消费者对于健康的关注度日益增加,低危害的新型烟草制品研发逐渐成为重点。加热不燃烧制品是新型烟草制品的重要品类之一,通过加热源对特制的卷烟烟丝或者烟草提取物进行加热不发生燃烧[1],经过低温热裂解产生烟气以提供与传统卷烟相似的抽吸感受。因为加热而不燃烧的特性,一定程度上避免了由于烟草高温燃烧导致的焦油和大量有害化合物,且测流烟气少减少了卷烟对公共环境的影响,逐渐受到烟草企业和消费者的青睐。
  目前,针对加热不燃烧制品的研究大多是以专利技术分析、降温材料开发、常规烟气指标释放物等研究为主[2-6],笔
  者选用加拿大深度抽吸(HCI)模式[7-14],从常规烟气指标、有害成分含量、无机元素成分含量3个方面结合感官抽吸品
  质评价对目前市面上流行4款加热不燃烧制品的综合性能进行研究。   1 材料与方法
  1.1 试材 此次试验样品均为市售产品,样品参数如表1所示。试验用烟具为电加热新型卷烟IQOS(三代),所用烟具主要包括主单元(充电器)和次级单元(烟支加热器件)。
  1.2 仪器 直线型吸烟机(英国 Cerulean 公司);气相色谱仪、气相色谱-质谱联用仪、高效液相色谱仪(美国 Agilent 公司);液相色谱-三重四极杆质谱联用仪(美国 AB SCIEX 公司)。
  1.3 方法
  1.3.1 抽吸方法。此次试验的抽吸模式为加拿大深度抽吸(HCI)模式,抽吸参数如表2所示。
  1.3.2 样品的检测方法。
  《卷烟总粒相物中水分的测定第1部分:气相色谱法》GB/T 23203.1—2013;《卷烟总粒相物中烟碱的测定》GB/T 23355—2009;《卷烟常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油》GB/T 19609—2004;《卷烟主流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅的测定 电感耦合等离子体质谱法》YC/T 379—2010;《卷烟烟气总粒相物中苯并[α]芘的测定》GB/T 21130—2007;《卷烟主流烟气中氰化氢的测定 连续流动法》YC/T 253—2008;《卷烟主流烟气中酚类化合物的测定 高效液相色谱法》YC/T 255—2008;《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定 高效液相色谱法》YC/T 254—2008;《卷烟主流烟气中氨的测定 离子色谱法》YC/T 377—2010;《卷烟烟气气相中一氧化碳的测定 非散射红外法》GB/T 23356—2009;《卷烟主流烟气总粒相物烟草特有N-亚硝胺的测定 高效液相色谱-串联质谱联用法》TCJC-ZY-IV-005—2012。
  1.3.3 样品的烟气危害性指数计算。根据谢剑平等[15]报道的方法,采用以下公式计算烟气危害性指数(H):
  H=(XCOCCO+XHCNCHCN+
  XNNKCNNK+XNH3CNH3+
  XB[α]PCB[α]P+X苯酚C苯酚+X巴豆醛C巴豆醛)×107
  式中,XCO 为卷烟主流烟气中 CO 释放量实测值(mg/支);XHCN 为卷烟主流烟气中 HCN 释放量实测值(μg/支);XNNK 为卷烟主流烟气中 NNK 释放量实测值 (ng/支);XNH3 为卷烟主流烟气中 NH3 释放量实测值(μg/支);XB[α]P 为卷烟主流烟气中 B[α]P 释放量实测值(ng/支);X苯酚为卷烟主流烟气中苯酚释放量实测值(μg/支);X巴豆醛为卷烟主流烟气中巴豆醛释放量实测值(μg/支)。CCO、CHCN、CNNK、CNH3、CB[α]P、C苯酚和C巴豆醛 分别为 2008 年度全国卷烟主流烟气中 CO、HCN、NNK、NH3、B[α]P、苯酚和巴豆醛释放量加权平均值,其具体数值分别为14.2、146.3、5.5、8.1、10.9、17.4 和 18.6。
  2 结果与分析
  2.1 常规烟气指标分析
  分析不同样品的常规烟气指标(表3)发现,从烟气组分来看,传统卷烟(KB)的常规烟气释放物中焦油含量最高,而4款加热不燃烧制品的常规烟气释放物中水分含量最高;4个加热不燃烧样品的烟气中总粒相物含量均低于对照(KB),其中C-1含量最低,约为10 mg传统卷烟(KB)的42.29%;M-1和M-2样品的烟气水分含量明显高于对照,M-2烟气中的水分含量约为10 mg传统卷烟的1.79倍,而C-1和C-2样品的烟气水分含量比KB有小幅下降;烟气烟碱含量主要与感官评吸时烟气劲头相关,对照样品的常规烟气中烟碱占比为4.73%,而加热不燃烧制品C-1和M-1烟碱占比分别为2.53%和2.90%,均低于10 mg传统卷烟;4个加热不燃烧制品的烟碱释放量均低于对照,其中C-1约为10 mg传统卷烟的22.60%;M-2约为10 mg传统卷烟的59.89%,这与感官抽吸时M-2的烟气劲头和刺激性大于C-1的结果相一致;4个加热不燃烧制品的焦油释放量均低于对照,其中C-1的焦油含量最低,约为10 mg传统卷烟的20.00%,M-2的焦油含量约为10 mg传统卷烟的60.83%。
  2.2 有害成分分析 从不同样品的7项有害成分含量(表4)可看出,4个加热不燃烧制品烟气中的HCN、巴豆醛、苯酚、NH3、NNK、丙烯醛的含量明显低于10 mg传统卷烟(KB),其中C-2和M-2样品的危害性指数降低明显,分别为对照的17.09%和17.23%,这是由于加热不燃烧制品在低温状态下热裂解程度较低,因此有害成分的释放量大大降低。C-1样品的B[α]P含量有所升高,这可能是由于部分植物颗粒加热不充分造成的,或者原料高温裂解后经环化和聚合反应形成。
  2.3 無机元素成分分析 烟支燃烧或者烟弹受加热产生的重金属离子主要以气溶胶的形式存在,抽吸过程中会进入人体,不利于人体的健康。从不同样品的气溶胶中主要几种重金属离子的检测数据(表5)可看出,除汞以外,4个低温烟草产品烟气中的5种重金属离子含量均明显低于10 mg传统卷烟(KB)。
  2.4 感官质量评价
  由于加热不燃烧制品的发烟机理和结构形式均不同于传统卷烟,因此感官评价中增加了发烟量的评价指标,评价结果如表6所示,加热不燃烧制品与传统卷烟的感官抽吸主要区别于烟气量和烟香丰富性。
  3 结论
  传统卷烟的常规烟气释放物中焦油含量最高,而加热不燃烧制品的常规烟气释放物中水分含量最高;加热不燃烧制品烟气中的水分含量较传统卷烟有所提升,最高含量约为10 mg传统卷烟的1.79倍;加热不燃烧制品由于发烟段材料区别于传统卷烟的叶组,因此加热不燃烧样品的烟气烟碱含量低于传统10 mg卷烟,其中对照样品的常规烟气中烟碱占比为4.73%,而C-1和M-1烟碱占比分别为2.53%和2.90%,均低于10 mg传统卷烟;加热不燃烧制品的焦油释放量低于10 mg传统卷烟,其中C-1和M-2样品的焦油含量分别约为10 mg传统卷烟的20.00%和60.83%;低温烟草制品的危害性指数降低明显,其中C-2和M-2的危害指数分别为对照的17.09%和17.23%;加热不燃烧卷烟的5种重金属离子含量均明显低于10 mg传统卷烟;加热不燃烧卷烟与传统卷烟的感官抽吸主要区别于烟气量和烟香丰富性。   参考文献
  [1]
  张洪非,姜兴益,庞永强,等.两种抽吸模式下加热不燃烧卷烟主流烟气释放物分析[J].烟草科技,2018,51(9):40-48.
  [2] GONZALEZ-SUAREZ I,MARTIN F,MARESCOTTI D,et al.In vitro systems toxicology assessment of a candidate modified risk tobacco product shows reduced toxicity compared to that of a conventional cigarette[J].Chemical research in toxicology,2016,29(1):3-18.
  [3] SCHALLER J P,KELLER D,POGET L,et al.Evaluation of the Tobacco Heating System 2.2.Part 2: Chemical composition,genotoxicity,cytotoxicity,and physical properties of the aerosol[J].Regulatory toxicology & pharmacology,2016,81(S2):S27-S47.
  [4] WONG E T,KOGEL U,VELJKOVIC E,et al.Evaluation of the Tobacco Heating System 2.2.Part 4:90-Day OECD 413 rat inhalation study with systems toxicology endpoints demonstrates reduced exposure effects compared with cigarette smoke[J].Regulatory toxicology & pharmacology,2016,81(S2):S59-S81.
  [5] OVIEDO A,LEBRUN S,KOGEL U,et al.Evaluation of the Tobacco Heating System 2.2.Part 6:90-Day OECD 413 rat inhalation study with systems toxicology endpoints demonstrates reduced exposure effects of a mentholated version compared with mentholated and non-mentholated cigarette smoke[J].Regulatory toxicology & pharmacology,2016,81(S2):93-122.
  [6] KOGEL U,TITZ B,SCHLAGE W K,et al.Evaluation of the Tobacco Heating System 2.2.Part 7: Systems toxicological assessment of a mentholated version revealed reduced cellular and molecular exposure effects compared with mentholated and non-mentholated cigarette smoke[J].Regulatory toxicology & pharmacology,2016,81(S2):S123-S138.
  [7] HAZIZA C,DE LA BOURDONNAYE G,SKIADA D,et al.Evaluation of the Tobacco Heating System 2.2.Part 8:5-Day randomized reduced exposure clinical study in Poland[J].Regulatory toxicology & pharmacology,2016,81(S2):S139-S150.
  [8] MARTIN F,TALIKKA M,IVANOV N V,et al.Evaluation of the Tobacco Heating System 2.2.Part 9:Application of systems pharmacology to identify exposure response markers in peripheral blood of smokers switching to THS2.2[J].Regulatory toxicology & pharmacology 2016,81(S2):S151-S161.
  [9] LDICKE F,PICAVET P,BAKER G,et al.Effects of switching to the menthol tobacco heating system 2. smoking abstinence,or continued cigarette smoking on clinically relevant risk markers:A randomized, controlled, open-label,multicenter study in sequential confinement and ambulatory settings (Part 2)[J].Nicotine & tobacco research,2018,20(2):173-182.
  [10] OGDEN M W,MARANO K M,JONES B A,et al.Switching from usual brand cigarettes to a tobacco-heating cigarette or snus:Part 2.Biomarkers of exposure[J].Biomarkers,2015,20(6/7):391-403.
  [11] 胡启秀,蒋锦锋,赵继俊,等.卷烟抽吸模式研究现状概述[J].中国烟草学报,2013,19(3):98-102.
  [12] OGDEN M W,MARANO K M,JONES B A,et al.Switching from usual brand cigarettes to a tobacco-heating cigarette or snus:Part 3.Biomarkers of biological effect [J].Biomarkers,2015,20(6/7):404-410.
  [13] OGDEN M W,MARANO K M,JONES B A,et al.Switching from usual brand cigarettes to a tobacco-heating cigarette or snus:Part 1.Study design and methodology [J].Biomarkers,2015,20(6/7):382-390.
  [14] 于宏曉,赵砚棠,徐海涛,等.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[J].中国烟草科学,201 33(5):90-9 103.
  [15] 谢剑平,刘惠民,朱茂祥,等.卷烟烟气危害性指数研究[J].烟草科技,2009(2):5-15.
其他文献
摘要 [目的]为进一步开发和利用野生豆科药用植物提供参考,通过第四次全国中药资源普查,对福建省莆田市城厢区、秀屿区和涵江区的野生豆科药用植物资源现状进行调查研究。[方法]通过野外样地调查、样线调查等方法,对福建省莆田市3个区的野生豆科药用植物资源种类和分布进行研究。[结果]莆田市3个区野生豆科植物共27属38种,其中城厢区20属26种,秀屿区13属14种,涵江区14属17种,分别占总调查物种的68
摘要 [目的]以忍冬为例,通过对传统植物腊叶标本干燥方式的改进,探究在达到保证植物腊叶标本品质较好的前提下亦能快速节能地干燥植物腊叶标本。[方法]采用传统吸水纸对忍冬进行压制,而后采用鼓風干燥箱对新鲜忍冬进行干燥,在干燥过程中逐渐升温改变其温度,最后达到忍冬标本干燥美观的地步。[结果]梯度升温较恒温烘干在节能减时的基础上对最终忍冬腊叶标本品质的影响是较好的;丹参大体也呈现此趋势。[结论]为保证植物
摘要 [目的]探究綿羊繁殖性状相关候选基因ATF4、CCNG1、KDM3B、NPTX1、PLCB3和RASD1在小尾寒羊性腺轴组织(大脑、小脑、下丘脑、垂体、子宫、卵巢、输卵管)的表达差异,为阐明绵羊发情期调控分子机理提供理论依据。[方法]以FecB BB型小尾寒羊为研究对象,利用实时荧光定量PCR检测上述6个基因在小尾寒羊黄体期和卵泡期与性腺轴相关的7种组织中的表达差异。[结果]ATF4在小尾寒
摘要 通过研究榛子坚果在不同焙烤温度和时间下坚果品质(果仁颜色、种皮剥离度、脆度、香味、甜味、含水量)的变化规律,筛选榛子坚果果仁的最佳焙烤条件。根据果仁品质指标的变化规律,将焙烤大致划分为4个焙烤程度:浅度焙烤,焙烤条件为150 ℃焙烤5~30 min;中度焙烤,焙烤条件为160 ℃焙烤5~30 min;中深度焙烤,焙烤条件为170 ℃焙烤5~30 min;深度焙烤,焙烤条件为180 ℃焙烤5~
摘要 选取云南省安宁烟区的红花大金元品种,使用对照试验,设置3组平行试验,综合分析上部叶4~6片带茎烘烤对烟叶的外观质量和内在品质(即物理特性和化学成分)的影响。结果表明:带茎烘烤烟叶物理特性变异系数较高,稳定性较差,但带茎烘烤烟叶物理特性、化学成分以及综合得分都要好于常规采烤烟叶。上部叶4~6片带茎烘烤能有效提升烟叶的外观质量和内在品质。  关键词 烤烟;带茎烘烤;物理特性;化学成分;综合分析 
摘要 [目的]优化水蒸气蒸馏法提取山苍子精油的最佳工艺。[方法]以粤北山区山苍子枝叶为原料,采用水蒸气蒸馏法提取山苍子精油,研究料液比、NaCl浓度及蒸馏时间对山苍子精油提取率的影响。[结果]确定了最佳的工艺条件:料液比1∶10(g∶mL),NaCl浓度2%,蒸馏时间2 h。在该工艺条件下,山苍子枝叶中精油的提取率为2.366%。[结论]该研究可为山苍子枝叶的综合利用提供科学依据。  关键词 水蒸
摘要 根据保护区类型自然保护区生态评价指标体系,以生物多样性、森林生态景观价值、生态旅游价值、森林生态教育科研价值作为准则层,选择多样性、稀有性、脆弱性、自然性、典型性、面积适宜性、人类干扰作为评价层指标,运用层次分析法(AHP)对高黎贡山国家级自然保护区保山片区进行生态质量评价。综合评价结果表明:该保护区生态质量指数为0.944 说明高黎贡山国家级自然保护区保山片区整体生态质量很好,保护价值极高
摘要 新疆伊犁察布查尔锡伯自治县具有丰富的文化和旅游资源,文旅融合发展成为旅游发展的主要方向。通过挖掘文化内涵,丰富旅游资源;依靠旅游平台传播地区和民族文化成为该县文旅融合发展的主要动力。对察布查尔锡伯自治县文旅融合现状进行分析,结合在该县的调查研究,归纳察布查尔锡伯自治县文旅融合发展模式与层次,为其文旅融合发展提供一定的思路。  关键词 文旅融合;产业融合;县域旅游  中图分类号 F 304.1
摘要 通过对比传统燃煤密集型烤房发现,生物质烤房在燃料费、电费等方面较传统燃煤密集型烤房增加0.35和0.05元/kg;在用工方面,生物质烤房较传统燃煤密集型烤房均有所下降,其中烘烤用工减少了0.27元/kg,减幅达40.3%;在环保、经济效益方面,生物质烤房较传统燃煤密集型烤房有所增加,生物质烤房CO2、SO2和CO排放量均有所下降,生物质烤房上等烟比例、中等烟比例、烟叶均价较传统燃煤密集型烤房
摘要 [目的]探究绵羊多羔性状候选基因CLSTN2、CCNB2、SRD5A2、HBEGF、FGFR1、GRIA2和FTH1在小尾寒羊性腺轴7种组织(大脑、小脑、下丘脑、垂体、子宫、卵巢、输卵管)中的表达情况,为阐明绵羊高繁殖力分子机理提供参考。[方法]以FecB BB型和++型小尾寒羊为研究对象,采用实时荧光定量PCR方法检测7个基因在性腺轴相关组织中的表达差异。[结果]CLSTN2基因在++型小