卷烟烟气危害性指数研究

为评价卷烟产品的危害性,研究建立了一种新的卷烟烟气危害性评价方法.用于分析评价的163个卷烟样品购自于中国市场.在分析卷烟主流烟气中29种有害成分(包括4种TSNAs、3种PAHs、8种羰基化合物、7种酚类物质、HCN、NO、NOx、NH3、CO、烟碱和焦油等)以及4种毒理学指标(小鼠吸入急毒试验、细胞毒性试验、Ames试验和细胞微核试验)的基础上,建立了烟气有害成分与毒理学指标的函数关系.通过采用无信息变量删除法和遗传算法,筛选出了最具代表性的7种卷烟烟气有害成分,即CO、HCN、NNK、NH3、B[a]P、苯酚和巴豆醛.多元线性回归分析表明,7种有害成分对毒理学指标影响显著,相关模型留一交叉验证的相对误差小于40%,对小鼠吸入急毒试验、细胞毒性试验、Ames试验和细胞微核试验的R2值分别为0.524、0.595、0.504和0.571.基于卷烟主流烟气中7种有害成分的释放量,建立了一种新的卷烟烟气危害性指数:H=Yco/C1+THCN/C2+YNNK/C3+YNH3/C4+YB[a]P/C5+YPHE/C6+YCRO/C7式中:Y--卷烟主流烟气有害成分释放量;C1～C7--参考值.应用研究建立的危害性指数对上述163个卷烟危害性进行了评价,结果表明,危害性指数排序不同于卷烟焦油量排序.     

通风稀释对卷烟燃烧温度及主流烟气中主要有害成分释放量的影响

为降低卷烟危害性,考察了卷烟纸、接装纸、成型纸透气度对卷烟燃烧温度和卷烟主流烟气中7种有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛)及焦油释放量的影响,并研究了卷烟总通风率对主流烟气中7种有害成分释放量及卷烟危害性指数的影响规律.结果表明:①随着卷烟纸和接装纸透气度的增加,卷烟燃烧温度升高,卷烟主流烟气中除NNK外其他6种有害成分的释放量、焦油量及危害性指数均降低;②成型纸透气度的变化对卷烟燃烧温度及烟气有害成分释放量的影响不规律;③卷烟总通风率增加,卷烟主流烟气中多数有害成分释放量、焦油量及危害性指数有不同程度的降低.适当增加卷烟纸、接装纸的透气度,提高卷烟总通风率,可在一定程度上调控卷烟燃烧温度,降低卷烟烟气中有害成分释放量,从而降低卷烟的危害性指数.     

国内外烤烟烟气焦油、7种代表性有害成分及烟碱释放量对比分析研究

选取国内代表性烟叶产区的C3F等级烟叶样品,以及国内卷烟工业企业用量较多的、与C3F等级接近的巴西、美国、津巴布韦、赞比亚和马拉维等5个我国主要烤烟进口国烟叶样品,卷制成单料烟。考察选取的进口烟叶与国产烟叶样品烟气焦油、卷烟危害性评价指数、7种代表性有害成分和烟碱释放量差异,分析了5个进口国家烤烟烟叶有害成分释放量特点。结果表明:国产C3F等级烟叶烟气的单位燃烧烟丝重量NNK和苯酚释放量均值为最低,卷烟危害性评价指数最低。      

国内外不同品牌卷烟样品危害性指数比较

为开发低危害卷烟,测定了国内外30个不同品牌卷烟样品卷烟纸和接装纸的透气度、滤嘴长度、烟丝结构、烟气焦油及7种烟气有害成分,即CO,HCN,NH3,NNK,苯并[a]芘(BaP),苯酚,巴豆醛的释放量,计算其危害性指数,比较了不同类型卷烟烟气危害性指数的差异。结果表明:国产卷烟样品的危害性指数低于进口卷烟样品;混合型卷烟样品的危害性指数高于烤烟型卷烟样品;国产混合型卷烟样品的危害性指数略低于进口烤烟型卷烟样品;再造烟叶、晾晒烟叶的使用比例对卷烟危害性指数有较大影响。     

烟叶产地与部位对卷烟主流烟气焦油和7种有害成分释放量的影响

为考察国内烟叶产地及烟叶部位对卷烟主流烟气焦油和7种有害成分释放量的影响,选取国内代表性烟叶产区不同部位烟叶样品467个,卷制成单料烟并测试烟气焦油、7种代表性有害成分和烟碱释放量,研究了烟叶产地和部位对卷烟主流烟气焦油、卷烟危害性评价指数(H)、7种代表性有害成分及烟碱释放量的影响。结果表明:(1)烟叶产地对NNK的单位燃烧烟丝质量释放量影响最大,其次为氨、HCN和苯酚等3种成分,对焦油、烟碱、H、B[a]P、巴豆醛、CO等指标影响较小。(2)烟叶产地对氨和NNK的单位烟碱释放量影响最大,其次为HCN、巴豆醛、B[a]P、苯酚和CO等5种成分,对焦油和H影响较小。(3)烟叶部位对氨、烟碱、苯酚、NNK等4种成分的单位燃烧烟丝质量释放量影响显著,对焦油、H、HCN、B[a]P、巴豆醛、CO等指标影响较小。(4)烟叶部位对巴豆醛、CO、NNK、B[a]P和HCN等5种成分的单位烟碱释放量影响显著,对焦油、H、氨和苯酚等指标影响较小。通过调控卷烟配方中烟叶的产地和部位,有助于降低烟气中焦油、7种有害成分的单位燃烧烟丝质量释放量或单位烟碱释放量。     

甜橙香胶囊滤棒对烟气有害成分及卷烟香气特性的影响

为探讨胶囊滤棒对卷烟产品烟气指标的影响,制备了甜橙香胶囊、滤棒及试验卷烟,考察了甜橙香胶囊滤棒对焦油及七种烟气有害成分释放量、卷烟危害性指数和卷烟香气特征的影响.结果表明:甜橙香胶囊滤棒可减少焦油及七种烟气有害成分的释放量、降低卷烟危害性指数;甜橙香胶囊滤棒使一支烟具有两种不同的香气特征和口味,可改变卷烟的功能特性,捏破胶囊后,烤烟型卷烟转变为外香型卷烟,具有清甜香、甜橙香,且烟香谐调.     

烟叶部位、产地与卷烟主流烟气7种有害成分释放量关系研究

为研究烟叶不同部位、产地对卷烟主流烟气中7种有害成分释放量的影响,分析了5个国内产地的烤烟型单料烟的上部、中部、下部样本。结果表明烟叶部位与主流烟气中7种有害成分释放量总体上的关系为:氢氰酸(HCN)、苯酚、氨(NH3)、焦油、危害性指数呈上部>中部>下部;巴豆醛为上部<中部<下部;中部烟叶N-亚硝胺(NNK)的释放量较低,一氧化碳(CO)释放量较高;苯并芘(BaP)释放量变化规律性不强。烟叶不同部位与卷烟主流烟气中单位焦油有害成分释放量的关系为:CO、HCN、苯酚、巴豆醛、NH3、BaP呈上部<中部<下部变化趋势;NNK、危害性指数有一致规律,均为中部烟叶较低。     

辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分释放量及其危害性指数的影响

为研究辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛)释放量及其危害性指数的影响,考察了卷烟纸助燃剂含量、卷烟纸助燃剂类型、卷烟纸亚麻配比、卷烟纸定量、卷烟纸透气度、滤棒吸阻和滤嘴(不同透气度接装纸和成型纸组合制备)通风率对这7种有害成分及其危害性指数的单因素影响规律,建立了基于卷烟纸定量、卷烟纸透气度、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻的有害成分释放量预测模型,并对预测模型分别进行了外部验证。结果表明:①随着卷烟纸助燃剂含量、卷烟纸透气度、卷烟纸定量、滤棒吸阻和滤棒通风率的增大,大多数有害成分释放量及危害性指数呈下降趋势;随着卷烟纸亚麻配比和助燃剂钠钾比的增大,有害成分释放量及其危害性指数呈上升趋势。②辅材模型具有良好的预测能力,10个验证样品的7种烟气有害成分释放量预测值与测定值相对偏差均低于15%。③增加卷烟纸定量、滤棒吸阻或降低接装纸透气度,可降低单位焦油中HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛的释放量。     

造纸法再造烟叶对卷烟烟气有害成分释放量的影响

为考察造纸法再造烟叶对卷烟烟气有害成分释放量的影响,分别添加0%、3.94%、7.87%、11.81%、39.37%、78.7%(占总组分)的造纸法再造烟叶,测定卷烟烟气中苯并[a]芘(B[a]P)、NNK、CO、氢氰酸(HCN)、氨(NH3)、苯酚、巴豆醛等7种有害成分含量。结果表明:添加造纸法再造烟叶,能有效降低卷烟烟气中苯酚等6种有害成分的释放量,具有显著线性相关关系,对CO释放量的影响不大,影响程度由大到小依次为:苯酚B[a]PHCN巴豆醛NNKNH3CO;增加造纸法再造烟叶的使用比例能有效降低卷烟危害性评价指数,两者具有显著线性相关关系。     

纤维素纸沟槽滤嘴选择性降低卷烟烟气中有害成分

为选择性降低卷烟烟气中的有害成分,以纤维素纸为载体涂布功能材料OPTI(含氨基聚合物),制备OPTI纤维素纸功能滤嘴,考察其对卷烟烟气焦油和有害成分释放量的影响,并进行了卷烟烟气体外毒理学检测。结果表明:(1)功能滤嘴能够高效选择性降低卷烟烟气中有害成分巴豆醛和氰化氢(HCN)的释放量,材料OPTI上墨量为(13.0±0.5)g/m~2时,焦油增加0.3%,巴豆醛降低35.8%,HCN降低57.2%;随着纤维素纸上材料OPTI上墨量的增加,烟气中巴豆醛和HCN的释放量降低;滤嘴具有良好的减害稳定性,存放10周后仍对烟气有害成分有高效降低作用。(2)与对照卷烟相比,对于纤维素纸上涂布OPTI材料的试验卷烟,细胞存活率略有提高,细菌致突变性和诱发微核率无明显差异。(3)将材料PEG6(聚乙二醇600)与OPTI复配后制备滤嘴,卷烟烟气焦油降低3.1%,苯酚、巴豆醛和HCN分别降低23.7%、24.6%和46.3%,烟气危害性评价指数下降0.91,而卷烟内在抽吸品质未受到明显影响。PEG6与OPTI复配材料是一种比较理想的减害纤维素纸涂料。