连续流动法分析卷烟侧流烟气中的氰化氢释放量

一、概述

关于氰化氢的危害上节已有详细讲述，卷烟侧流烟气中氰化氢的释放量比主流烟气的略高，其释放于环境形成环境烟气，同样能够带来健康风险。1999年加拿大卫生部制定了卷烟侧流烟气中氰化氢的测定方法（Determination of Hydrogen Cyanide in Sidestream Tobacco Smoke，No. T-205），该方法采用鱼尾罩收集卷烟侧流烟气、吡啶-吡唑啉酮显色反应体系连续流动法测定侧流烟气中氰化氢释放量。2008年曹继红等结合加拿大No. T-205方法和YC/T 253—2008《卷烟 主流烟气中氰化氢的测定》连续流动法，建立中国烟草总公司卷烟侧流烟气中氰化氢的标准检测方法YC/T 350—2010《卷烟 侧流烟气中氰化氢的测定 连续流动法》，该方法采用鱼尾罩收集卷烟侧流烟气、异烟酸-巴比妥酸显色反应体系连续流动法测定侧流烟气中氰化氢释放量，不仅提高了分析方法的灵敏度，而且使用的均为环境友好化学试剂，得到行业广泛应用。而目前国际标准化组织（ISO）尚未制定卷烟侧流烟气中氰化氢的检测标准方法。

本节对该方法进行详细介绍。

二、方法原理

采用鱼尾罩和氢氧化钠溶液收集卷烟侧流烟气中的氰化氢，用异烟酸—1，3-二甲基巴比妥酸显色体系在连续流动分析仪上检测氰化氢，其反应单元发生的显色反应为：在微酸性条件下，主流烟气中的氰离子与氯胺T作用生成氯化氰，氯化氰与异烟酸反应，经水解生成戊烯二醛类化合物，再与1， 3-二甲基巴比妥酸反应生成蓝色化合物，在600nm处进行吸光度检测。

三、材料与方法

（一）试剂

除非特殊说明，所有试剂应为分析纯或同等纯度。水应为蒸馏水或同等纯度的水。采用连续流动法分析卷烟侧流烟气中HCN释放量时，所需试剂见表4-10。

表4-10 分析侧流烟气中HCN释放量所需试剂列表

试剂配制和标准溶液配制方法与第四节 卷烟主流烟气中氰化氢释放量的分析中的配制方法相同。

（二）仪器

常用实验仪器如下。

（1）连续流动分析仪，由取样器、比例泵、渗析器、加热槽、混合圈、比色计（配600nm滤光片）和记录仪组成。

（2）SM450型侧流吸烟机。

（3）分析天平，感量0.0001 g。

（4）振荡器。

（5）精密pH计。

（三）实验方法

1. 侧流烟气捕集

卷烟侧流烟气粒相部分中的氰化氢由剑桥滤片捕集，气相部分中的氰化氢由串接于剑桥滤片之后的2个80mL气体吸收瓶捕集，2个吸收瓶中各装有35mL氢氧化钠溶液，校准侧流空气流速为3L/min。捕集装置见图4-14。

图4-14 单个孔道卷烟侧流烟气中氰化氢的捕集装置示意图

1—鱼尾罩 2—侧流烟气捕集器（剑桥滤片） 3—气体吸收瓶 4—氢氧化钠吸收液5—气体流量计 6—主流烟气捕集器（剑桥滤片） 7—（连接）泵 8—主流烟气

2. 粒相物处理

抽吸卷烟后，取出剑桥滤片，放入100mL锥型瓶中，准确加入25.0mL氢氧化钠溶液，常温下浸泡振荡30min，0.45μm水系滤膜过滤后待测。

3. 气相物处理

鱼尾罩内壁用30mL氢氧化钠溶液淋洗至150mL容量瓶中。将2个吸收瓶中的吸收液转移至150mL容量瓶中，分别用5～8mL氢氧化钠溶液淋洗吸收瓶与侧流烟气接触的部分，每个吸收瓶洗涤2～3次，淋洗液一同并入150mL容量瓶中，用氢氧化钠溶液定容至刻度，摇匀，待测。样品处理完后应立即上机分析，时间间隔不应超过6h。(www.xing528.com)

4. 样品测定

样品在连续流动仪上经过在线稀释后二次进样分析，一种典型的连续流动分析仪配置方案见图4-15。分析标准工作溶液系列和样品溶液，由600nm处检测器响应值（峰高）采用外标法定量。进样速率30个/h，分析与清洗时间比1∶1。四、结果的计算与表达

图4-15 连续流动分析仪管路设计图

（1）卷烟侧流烟气粒相物中的氰化氢按式（4-4）计算得出。

式中 y₁——卷烟侧流烟气粒相物中的氰化氢，μg/支；

1.038——由氰离子换算成氰化氢的系数；

C₁——样品溶液中氰离子的检测浓度，μg/mL；

V₁——滤片萃取液的体积，mL；

n——抽吸烟支数，支。

（2）卷烟侧流烟气气相中的氰化氢按式（4-5）计算得出。

式中 y₂——卷烟侧流烟气气相中的氰化氢，μg/支；

1.038——由氰离子换算成氰化氢的系数；

C₂——样品溶液中氰离子的检测浓度，μg/mL；

V₂——定容体积，mL；

n——抽吸烟支数，支。

（3）卷烟侧流烟气氰化氢释放量按式（4-6）计算得出。

式中 y——卷烟侧流烟气氰化氢释放量，μg/支。

以两次测定的平均值作为测定结果，精确至0.1μg/支。两次平行测定结果之间的相对偏差应不大于10.0%。

五、影响卷烟侧流烟气中HCN测定的因素

影响卷烟侧流烟气中HCN测定的因素主要包括：抽吸容量、异烟酸-巴比妥酸显色剂的pH、样品存放时间等。抽吸容量参数应按照标准进行设定，抽吸容量低，易造成卷烟引燃增加，从而增加卷烟侧流烟气的释放量增加，造成侧流烟气中HCN释放量也增加；抽吸容量高，造成卷烟抽吸增加，从而减少了卷烟侧流烟气的释放量，造成侧流烟气中HCN释放量也减少，因此要准确测定卷烟侧流烟气中HCN释放量应按照卷烟抽吸标准要求设定抽吸参数。至于异烟酸-巴比妥酸显色剂的pH、样品存放时间对侧流烟气中HCN测定结果的影响，上节已经给予明确阐述，本节不再重复。

六、卷烟侧流烟气中HCN释放量与主流烟气中HCN释放量的关系

通过测定市售21种国内外卷烟（烤烟型卷烟12种、混合型卷烟9种）主流、侧流烟气中HCN释放量（结果见表4-11），考察了侧流烟气中HCN释放量与主流烟气中HCN释放量的关系，结果见图4-16。由图可知卷烟侧流烟气中HCN释放量高于主流烟气中HCN释放量，且两者具有一定正相关关系。

表4-11 侧流烟气中HCN释放量与主流烟气中HCN释放量的关系

续表

图4-16 侧流烟气中HCN释放量与主流烟气中HCN释放量的关系