處置:由于PAH與懸浮固體緊密結(jié)合,所以可以通過采用水處理措施降低濁度來保證PAH含量降至最低水平。
預(yù)防措施:由于PAH污染人類環(huán)境的范圍很廣,產(chǎn)生污染的具體原因很多,所以預(yù)防措施涉及的工藝操作過程,廢水廢氣的綜合利用和處理,自來水的凈化和消毒,改進(jìn)汽油燃燒過程,改良食品煙熏劑,提供間接烘烤,養(yǎng)成個人衛(wèi)生習(xí)慣(不吸煙或少吸煙)等。 前言
稠環(huán)芳烴PAH是卷煙煙氣中的一類化合物,其中許多物質(zhì)已經(jīng)被證實(shí)在吸煙致癌中起著主要作用,如苯并[a]芘等[1,2,3]。從70年代起煙草科學(xué)家就在孜孜不倦地尋求降低煙草中稠環(huán)芳烴的方法,如在煙絲中加入ZnO晶體和硝酸鹽降低卷煙煙氣中的稠環(huán)芳烴[4,5]。80年代通過在濾嘴絲束加入活性炭來吸附卷煙煙氣中的稠環(huán)芳烴[6,7]。中草藥的研究和應(yīng)用在中國有著悠久的歷史和豐富的經(jīng)驗,本研究目的之一是利用中草藥降低卷煙煙氣中的稠環(huán)芳烴。 為此建立一個可靠、簡便、高回收率的卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴分析方法也是本研究的目的之一。五十年代起即有文獻(xiàn)報道,通過對卷煙煙氣進(jìn)行提取純化富集后,用GC-FID、HPLC或GC-MS檢測[8,9,10]。但上述文獻(xiàn)中報道的分析方法的前處理步驟大部分相當(dāng)繁瑣,而且包含多次的溶液萃取和加熱濃縮,這勢必引入溶劑污染并造成樣品的損失,從而使測定的干擾增加,回收率降低,并導(dǎo)致偏差的增大。本研究用二次柱層析對樣品進(jìn)行分離和純化,用GC-MS進(jìn)行定性和定量分析。
原理
卷煙煙氣中稠環(huán)芳烴形成有很多途徑,其中最主要的就是煙草中各種有機(jī)物熱裂解產(chǎn)生含不同碳數(shù)的自由基,由這些自由基參與稠環(huán)芳烴的形成。另一主要途徑是通過煙草中已經(jīng)存在的骨架結(jié)構(gòu)化合物形成的,如甾族類化合物。其他如支鏈的環(huán)化也可以形成稠環(huán)芳烴。由于稠環(huán)芳烴的形成的途徑的不同,所以僅通過催化劑的方式解決所有途徑可能產(chǎn)生的稠環(huán)烴是不夠的。 從結(jié)構(gòu)上看,稠環(huán)芳烴及其在形成過程中的中間產(chǎn)物都具有共軛不飽和結(jié)構(gòu),一般有能產(chǎn)生熒光現(xiàn)象的特征。通過熒光實(shí)驗發(fā)現(xiàn),中草藥中的某些有效成分能夠降低甚至淬滅其熒光強(qiáng)度。這說明中草藥中的有效成分能夠消除稠環(huán)芳烴及其中間產(chǎn)物中的共軛雙鍵,從而起到降低卷煙煙氣中的稠環(huán)芳烴的作用。 實(shí)驗
3.1卷煙的制作
通過熒光實(shí)驗篩選出兩種不同的中草藥1和2,分別將兩種不同中草藥粉碎,在80-90℃條件下,60%酒精提取,提取液作為料液和煙絲混合,制作成卷煙。 3.2卷煙煙氣中PAH的檢測
3.2.1 實(shí)驗器材和試劑
吸煙機(jī):RM-200型,Borgwaldt公司
GC-MS聯(lián)用儀:HP-6890,HP公司
甲苯:HPLC級
3.2.2實(shí)驗部分
3.2.2.1 用RM-200型吸煙機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)條件下收集40支卷煙的主流煙氣。
3.2.2.2用二氯甲烷超聲波提取樣品
3.2.2.3分離純化
3.2.3 GC/MS分析
色譜柱為HP19091B-105型,50m×200μm×0.33μm常規(guī)毛細(xì)管柱。程序升溫為80℃恒溫3分鐘,以8℃/min升溫至200℃,恒溫2分鐘,以6℃/min升溫至280℃,恒溫30分鐘。
表1 中草藥樣品及其參比樣品中稠環(huán)芳烴量檢測結(jié)果進(jìn)樣口溫度為300℃,進(jìn)樣量1μl,采用不分流進(jìn)樣。 質(zhì)譜檢測器采用電子轟擊離子源(EI),色譜和質(zhì)譜的接口(AUX)溫度為290℃。 4中草藥卷煙中稠環(huán)芳烴定量結(jié)果和討論
4.1表1中數(shù)據(jù)可以明顯發(fā)現(xiàn)兩種不同的中草藥液對于降低卷煙煙氣中的稠環(huán)芳烴具有一定的效果,平均降低率在20%左右,降低率最大可達(dá)近40%。
4.2 本方法回收率較高,熒蒽(FW202)96.10%,屈(FW228)98.22%,苯并[e]芘(FW252)85.26%。第一次柱層析消除了樣品中大量難溶焦油對稠環(huán)芳烴的吸附和包夾,然后進(jìn)行第二次柱層析,分離出稠環(huán)芳烴組分,顯著提高了稠環(huán)芳烴的回收率并減少了其他組分對它的干擾。 4.3本方法檢測極限低。用GC/MS的獨(dú)特的分離和定性能力,只需要一次進(jìn)樣即可以對卷煙煙氣中多種稠環(huán)芳烴同時進(jìn)行定性和定量。由于煙氣中成分復(fù)雜,采用選擇離子質(zhì)譜進(jìn)行稠環(huán)芳烴定量,檢測限優(yōu)于4ng。 4.4采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量,消除了進(jìn)樣誤差和儀器靈敏度波動帶來的影響,保證了定量結(jié)果的準(zhǔn)確性。本方法稠環(huán)芳烴的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%,遠(yuǎn)較氣相色譜定量分析允許的相對偏差小。 4.5在0.4-160ng范圍內(nèi),峰面積與進(jìn)樣量保持著良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.999。按照40支卷煙采樣量,定容體積200μ1計算,每支卷煙的稠環(huán)芳烴檢測范圍為2-800ng。
本研究只是對如何利用中國傳統(tǒng)中草藥降低卷煙煙氣中的稠環(huán)芳烴作了初步的探索。隨著人們對吸煙與健康認(rèn)識的逐步提高,中草藥將會越來越受到煙草界人士的重視,相信它在煙草工業(yè)上將有廣闊的應(yīng)用前景。
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