本發(fā)明屬于分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種卷煙煙氣中鎘形態(tài)的測(cè)定方法及裝置。

背景技術(shù)：

煙草中含有重金屬，在卷煙抽吸過(guò)程中，重金屬可通過(guò)主流煙氣進(jìn)入人體，對(duì)人體造成潛在的危害。著名的Hoffmann名單列的44種有害成分中，就包含了鎘、鎘、鎘、汞、鎳、鉻等重金屬元素。但是煙氣中的重金屬元素以各種不同的形態(tài)存在，不同形態(tài)的元素對(duì)人體健康的影響不同；只有定性和定量地測(cè)定重金屬元素的不同存在形態(tài)，才能客觀的了解其遷移和危害。重金屬形態(tài)分析始于上世紀(jì)70年代；進(jìn)入上世紀(jì)80年代后，材料科學(xué)和電子技術(shù)的快速發(fā)展大大促進(jìn)了分析儀器技術(shù)的發(fā)展，從而促進(jìn)了形態(tài)分析的快速發(fā)展。目前形態(tài)分析仍然是分析化學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿課題。

鑒于卷煙煙氣中的重金屬形態(tài)分析對(duì)了解煙草中重金屬對(duì)吸煙者的真正危害具有重要意義。本項(xiàng)發(fā)明緊扣目前我國(guó)吸煙與健康研究熱點(diǎn)，公開了一種卷煙煙氣中鎘的形態(tài)分析方法。該方法用人工體液為提取液，結(jié)合卷煙煙氣和人體作用的實(shí)際情況，把劍橋?yàn)V片捕集的煙氣鎘劃分為：“有效態(tài)”、“緩效態(tài)”和“殘?jiān)鼞B(tài)”，該形態(tài)劃分與傳統(tǒng)的Tessier連續(xù)提取法和BCR 連續(xù)提取法相比大大簡(jiǎn)化了操作，并能更原位的模擬卷煙煙氣和人體的實(shí)際作用情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種卷煙煙氣鎘形態(tài)的測(cè)定方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，采用濾片捕集樣品，加入提取劑分級(jí)提取不同形態(tài)的鎘，再用原子熒光法測(cè)定煙氣中不同形態(tài)鎘元素的含量。

模擬煙氣和人體的實(shí)際作用情況，將煙氣鎘不同形態(tài)劃分為有效態(tài)鎘、緩效態(tài)鎘和殘?jiān)鼞B(tài)鎘。

所述的一種卷煙煙氣鎘形態(tài)的測(cè)定方法，包括以下步驟：

A、卷煙煙氣捕集：卷煙樣品在(22±1) ℃、相對(duì)濕度(60±2)%條件下平衡48 h，挑選平均重量±0.02 g和平均吸阻±49 Pa的煙支作為測(cè)試樣品。采用SM450型20孔道直線型吸煙機(jī)參照GB/T5606.1-2004、GB/T19609-2004的規(guī)定，用濾片捕集5支煙的主流煙氣總粒相物。

B、有效態(tài)鎘的提?。涸诓都藷煔饪偭Ｏ辔锏膭?yàn)V片中加入20mL的人工體液，超聲提取40min；過(guò)濾出提取液，在提取液中加入5mL5%的硝酸，加熱蒸發(fā)到5 mL左右并準(zhǔn)確定容到5mL，供原子熒光分析用。

C、緩效態(tài)鎘的提?。涸谔崛∮行B(tài)后的劍橋?yàn)V片放入旋蓋燒瓶中。再往瓶中加入20mL的人工體液，旋緊瓶蓋，在30r/min條件下震蕩萃取2周，過(guò)濾出提取液，在提取液中加入5mL5%的硝酸，加熱蒸發(fā)到5mL左右并準(zhǔn)確定容到5mL，供原子熒光分析用。

D、殘?jiān)鼞B(tài)鎘的提?。簩⑻崛【徯B(tài)后的劍橋?yàn)V片放入錐形瓶中，加入10mL的水、2mL的濃硝酸、以及2mL的過(guò)氧化氫，在電熱板上加熱消解20min，消解液過(guò)濾并在電熱板上加熱蒸發(fā)到近干。再往瓶中加入4.5mL 5%的硝酸溶解殘?jiān)?，并?zhǔn)確定容到5mL，供原子熒光分析用。

E：空白實(shí)驗(yàn)：上述B、C和D步提取均進(jìn)行相應(yīng)空白試驗(yàn)。

F：原子熒光分析：分別將步驟B、C、D、E步驟中的樣品溶液進(jìn)行原子熒光分析，獲得樣品溶液中不同形態(tài)鎘元素的含量。

本發(fā)明模擬煙氣和人體的實(shí)際作用情況，創(chuàng)造性的用人工體液提取，把煙氣鎘分為：“有效態(tài)”、“緩效態(tài)”和“殘?jiān)鼞B(tài)”，采用人工體液提取，更能更真實(shí)的模擬煙氣鎘和人體的實(shí)際作用情況，得到的分析結(jié)果更客觀。并且該形態(tài)劃分和傳統(tǒng)的“Tessier連續(xù)提取法“和“BCR 連續(xù)提取法”相比操作大大簡(jiǎn)化，為卷煙煙氣中鎘的形態(tài)合理測(cè)定提供了簡(jiǎn)便、快速的方法。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不以任何方式對(duì)本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明所述的一種卷煙煙氣鎘形態(tài)的測(cè)定方法，采用濾片捕集樣品，加入提取劑分級(jí)提取不同形態(tài)的鎘，再用原子熒光法測(cè)定煙氣中不同形態(tài)鎘元素的含量。

模擬煙氣和人體的實(shí)際作用情況，將煙氣鎘不同形態(tài)劃分為有效態(tài)鎘、緩效態(tài)鎘和殘?jiān)鼞B(tài)鎘。

本發(fā)明所述的一種卷煙煙氣鎘形態(tài)的測(cè)定方法，包括以下步驟：

A、卷煙煙氣捕集：卷煙樣品在(22±1) ℃、相對(duì)濕度(60±2)%條件下平衡48 h，挑選平均重量±0.02 g和平均吸阻±49 Pa的煙支作為測(cè)試樣品。采用SM450型20孔道直線型吸煙機(jī)參照GB/T5606.1-2004、GB/T19609-2004的規(guī)定，用濾片捕集5支煙的主流煙氣總粒相物。

B、有效態(tài)鎘的提取：在捕集了煙氣總粒相物的劍橋?yàn)V片中加入20mL的人工體液，超聲提取40min；過(guò)濾出提取液，在提取液中加入5mL5%的硝酸，加熱蒸發(fā)到5 mL左右并準(zhǔn)確定容到5mL，供原子熒光分析用。

C、緩效態(tài)鎘的提?。涸谔崛∮行B(tài)后的劍橋?yàn)V片放入旋蓋燒瓶中。再往瓶中加入20mL的人工體液，旋緊瓶蓋，在30r/min條件下震蕩萃取2周，過(guò)濾出提取液，在提取液中加入5mL 5%的硝酸，加熱蒸發(fā)到5mL左右并準(zhǔn)確定容到5mL，供原子熒光分析用。

D、殘?jiān)鼞B(tài)鎘的提?。簩⑻崛【徯B(tài)后的劍橋?yàn)V片放入錐形瓶中，加入10 mL的水、2mL的濃硝酸、以及2mL的過(guò)氧化氫，在電熱板上加熱消解20min，消解液過(guò)濾并在電熱板上加熱蒸發(fā)到近干。再往瓶中加入4.5mL 5%的硝酸溶解殘?jiān)?，并?zhǔn)確定容到5mL，供原子熒光分析用。

E：空白實(shí)驗(yàn)：上述B、C和D步提取均進(jìn)行相應(yīng)空白試驗(yàn)。

F：原子熒光分析：分別將步驟B、C、D、E步驟中的樣品溶液進(jìn)行原子熒光分析，獲得樣品溶液中不同形態(tài)鎘元素的含量。

所述A步驟中的濾片為44 mm劍橋?yàn)V片中的一種。

所述B和C步驟中的人工體液，模擬人體正常體液配置，含 Na⁺、Cl^- 和HCO₃^2-、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、HPO₄^2- 等無(wú)機(jī)離子，以及葡萄糖；氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)、多糖等有機(jī)物；pH值在7.3-7.5之間。

所述B步驟的過(guò)濾為經(jīng)0.25μm微孔濾膜過(guò)濾。

所述F步驟的原子熒光分析，采用AFS-9230型多通道原子熒光光譜儀(北京吉天儀器有限公司)；Cd高強(qiáng)度空心陰級(jí)燈。測(cè)定條件為：燈電流40mA，光電倍增管負(fù)高壓280 V，原子化器高度8 mm，原子化器溫度200℃，載流鹽酸2.5％(v/v)，硼氫化鉀20g/L (溶于2g/L的氫氧化鉀中)，載氣流量300 mL·min-1，屏蔽氣流量400mL/min，讀數(shù)時(shí)間為13s，延遲時(shí)間為3s。照選定的儀器最佳工作參數(shù)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行測(cè)定，以熒光強(qiáng)度對(duì)溶液中鎘濃度做工作曲線，然后取供試品溶液及試劑空白的上清液上機(jī)測(cè)定，儀器自動(dòng)計(jì)算并打印結(jié)果。

實(shí)施例1

所用卷煙為參比煙3R4F，取卷煙樣品各1條，在GB/T1644規(guī)定的條件下進(jìn)行平衡，挑選平均重量±0.02 g和平均吸阻±49Pa的卷煙為樣品卷煙，在YC/T 29 規(guī)定的條件下采用SM450型20孔道直線型吸煙機(jī)，用44mm劍橋?yàn)V片收集5支卷煙的總粒相物。吸畢，取出濾片放入25mL的三角瓶中；加入10 mL的人工體液，超聲提取40min，提取液用0.25μm的微孔濾膜過(guò)濾，在提取液中加入5mL5%的硝酸，并加熱蒸發(fā)到略少于5mL，用5%的硝酸準(zhǔn)確定容到5mL，用原子熒光分析并扣除相應(yīng)試劑空白，可得有效態(tài)的鎘，其含量為14.6 ng/支。

把提取有效態(tài)鎘后的劍橋?yàn)V片放入旋蓋燒瓶中。再往瓶中加入20mL的人工體液，旋緊瓶蓋，在30 r/min條件下震蕩萃取2周，過(guò)濾出提取液，在提取液中加5mL5%的硝酸，加熱蒸發(fā)到5mL左右并準(zhǔn)確定容到5mL，用原子熒光分析并扣除相應(yīng)試劑空白，可得緩效態(tài)的鎘，其含量為30.4 ng/支。

將提取緩效態(tài)后的劍橋?yàn)V片放入錐形瓶中，加入10mL的水、2mL的濃硝酸、以及2mL的過(guò)氧化氫，在電熱板上加熱消解20min，消解液過(guò)濾并在電熱板上加熱蒸發(fā)到近干。再往瓶中加入4.5mL5%的硝酸溶解殘?jiān)?，并?zhǔn)確定容到5mL，用原子熒光分析，可得殘?jiān)鼞B(tài)的鎘，其含量為44.2 ng/支。

進(jìn)行了精密度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明對(duì)樣品進(jìn)行7次平行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.5 %-4.3 %之間，測(cè)定方法具有良好的精密度。

實(shí)施例2

所用卷煙為烤煙型卷煙，取卷煙樣品各1條，在GB/T16447規(guī)定的條件下進(jìn)行平衡，挑選平均重量±0.02 g和平均吸阻±49 Pa的卷煙為樣品卷煙，在YC/T29規(guī)定的條件下采用SM450型20孔道直線型吸煙機(jī)，用44mm劍橋?yàn)V片收集2支卷煙的總粒相物。吸畢，取出濾片放入25 mL的三角瓶中；加入10 mL的人工體液，超聲提取40min，提取液用0.25μm的微孔濾膜過(guò)濾，在提取液中加入5mL 5%的硝酸，并加熱蒸發(fā)到略少于5 mL，用5%的硝酸準(zhǔn)確定容到5mL，用原子熒光分析并扣除相應(yīng)試劑空白，可得有效態(tài)的鎘，其含量為30.2 ng/支。

把提取有效態(tài)鎘后的劍橋?yàn)V片放入旋蓋燒瓶中。再往瓶中加入20mL的人工體液，旋緊瓶蓋，在30 r/min條件下震蕩萃取2周，過(guò)濾出提取液，在提取液中加入5mL5%的硝酸，加熱蒸發(fā)到5mL左右并準(zhǔn)確定容到5mL，用原子熒光分析并扣除相應(yīng)試劑空白，可得緩效態(tài)的鎘，其含量為40.8 ng/支。

將提取緩效態(tài)后的劍橋?yàn)V片放入錐形瓶中，加入10mL的水、2mL的濃硝酸、以及2mL的過(guò)氧化氫，在電熱板上加熱消解20 min，消解液過(guò)濾并在電熱板上加熱蒸發(fā)到近干。再往瓶中加入4.5 mL 5%的硝酸溶解殘?jiān)?，并?zhǔn)確定容到5 mL，用原子熒光分析，可得殘?jiān)鼞B(tài)的鎘，其含量為68.2 ng/支。

進(jìn)行了精密度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明對(duì)樣品進(jìn)行7次平行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.6%-4.8 %之間，測(cè)定方法具有良好的精密度。

實(shí)施例3

所用卷煙為雪茄煙，取卷煙樣品各1盒，在GB/T16447規(guī)定的條件下進(jìn)行平衡，挑選平均重量±0.02 g和平均吸阻±49 Pa的卷煙為樣品卷煙，在YC/T 29 規(guī)定的條件下采用SM450型20孔道直線型吸煙機(jī)，用44mm劍橋?yàn)V片收集1支卷煙的總粒相物。吸畢，取出濾片放入25 mL的三角瓶中；加入10mL的人工體液，超聲提取40 min，提取液用0.25μm的微孔濾膜過(guò)濾，在提取液中加入5 mL 5%的硝酸，并加熱蒸發(fā)到略少于5 mL，用5%的硝酸準(zhǔn)確定容到5mL，用原子熒光分析并扣除相應(yīng)試劑空白，可得有效態(tài)的鎘，其含量為36.4 ng/支。

把提取有效態(tài)鎘后的劍橋?yàn)V片放入旋蓋燒瓶中。再往瓶中加入20 mL的人工體液，旋緊瓶蓋，在30 r/min條件下震蕩萃取2周，過(guò)濾出提取液，在提取液中加入5 mL 5%的硝酸，加熱蒸發(fā)到5 mL左右并準(zhǔn)確定容到5 mL，用原子熒光分析并扣除相應(yīng)試劑空白，可得緩效態(tài)的鎘，其含量為42.5 ng/支。

將提取緩效態(tài)后的劍橋?yàn)V片放入錐形瓶中，加入10 mL的水、2 mL的濃硝酸、以及2 mL的過(guò)氧化氫，在電熱板上加熱消解20 min，消解液過(guò)濾并在電熱板上加熱蒸發(fā)到近干。再往瓶中加入4.5mL 5%的硝酸溶解殘?jiān)?zhǔn)確定容到5mL，用原子熒光分析，可得殘?jiān)鼞B(tài)的鎘，其含量為58.6 ng/支。

進(jìn)行了精密度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明對(duì)樣品進(jìn)行7次平行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.2%-4.0%之間，測(cè)定方法具有良好的精密度。