《卷煙 側(cè)流煙氣中氰化氫的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》試驗(yàn)報(bào)告

PAGEPAGE8《卷煙側(cè)流煙氣中氰化氫的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)報(bào)告采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際先進(jìn)方法作為本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是促進(jìn)國(guó)家工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和進(jìn)出口貿(mào)易發(fā)展的需要，是適合全球經(jīng)濟(jì)一體化的需要。為了配合煙草行業(yè)采標(biāo)工作的開(kāi)展，國(guó)家煙草專賣局國(guó)煙科[2008]第320號(hào)文“2008年度國(guó)家煙草專賣局標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂項(xiàng)目計(jì)劃”下達(dá)的工作計(jì)劃，受國(guó)家煙草專賣局（中國(guó)煙草總公司）委托、湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司牽頭承擔(dān)、中國(guó)煙草標(biāo)準(zhǔn)化研究中心協(xié)助管理，在鄭州煙草研究院、北京卷煙廠、廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司等相關(guān)協(xié)助單位的積極參與下，進(jìn)行了《卷煙側(cè)流煙氣中氰化氫的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》轉(zhuǎn)化為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的工作。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，項(xiàng)目組根據(jù)我國(guó)國(guó)情，對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。在試驗(yàn)中我們選取了采用魚尾罩收集卷煙側(cè)流煙氣、連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定卷煙側(cè)流煙氣中氰化氫作為測(cè)試方法，嚴(yán)格按照推薦方法規(guī)定的測(cè)試要求，分別在北京卷煙廠、廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、鄭州煙草研究院（化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）、紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司進(jìn)行了測(cè)試試驗(yàn)。原理采用魚尾罩及氫氧化鈉溶液收集卷煙側(cè)流煙氣中的氰化氫，應(yīng)用異煙酸—1,3-二甲基巴比妥酸顯色體系在連續(xù)流動(dòng)分析儀上檢測(cè)氰化氫，其反應(yīng)單元發(fā)生的顯色反應(yīng)為：在微酸性條件下，主流煙氣中的氰離子與氯胺T作用生成氯化氰，氯化氰與異煙酸反應(yīng)，經(jīng)水解生成戊烯二醛類化合物，再與1,3-二甲基巴比妥酸反應(yīng)生成藍(lán)色化合物，在600nm處進(jìn)行光度檢測(cè)。儀器設(shè)備GB/T19609所規(guī)定的各項(xiàng)儀器設(shè)備及下述各項(xiàng)。2.1分析天平，精確至0.1mg。2.2卷煙側(cè)流吸煙機(jī)。2.3連續(xù)流動(dòng)分析儀，配光度檢測(cè)器和600nm濾光片。2.4回旋振蕩器。2.5pH計(jì)。2.6氣體吸收瓶，80mL（規(guī)格見(jiàn)附錄A.1）。2.7150mL容量瓶試劑及溶液的制備3.1試劑3.1.13.1.23.1.3氯胺3.1.43.1.53.1.61,33.1.7濃鹽酸，36-383.2溶液的制備3.2.1將250gBrij35加入到1L水中，加熱攪拌直至溶解。3.2.2鹽酸溶液，1mol/L在通風(fēng)櫥中，將84mL濃鹽酸(3.1.7)緩慢加入到500mL水中，加入0.5mLBrij35溶液(3.2.1)，用水稀釋到1L氫氧化鈉溶液，1mol/L稱取40g氫氧化鈉(3.1.13.2.4鄰苯二甲酸氫鉀緩沖溶液稱取2.3g氫氧化鈉(3.1.1)、20.5g鄰苯二甲酸氫鉀(3.1.4)，加入975mL水中完全溶解，用鹽酸溶液(3.2.2)或氫氧化鈉溶液(3.2.33.2.5顯色試劑（異煙酸—1,3-二甲基巴比妥酸溶液）稱取7.0g氫氧化鈉(3.1.1)、16.8g1,3-二甲基巴比妥酸(3.1.6)和13.6g異煙酸(3.1.5)，加入975mL水，在30℃下攪拌至完全溶解，過(guò)濾，用鹽酸溶液(3.2.2)或氫氧化鈉溶液(3.2.3)調(diào)pH值至5.3，再加入0.50mL的Brij35溶液，轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，用水定容至刻度。該溶液在（2-5）℃條件下，有效期為3個(gè)月。3.2.6氯胺T溶液稱取2.0g氯胺T(3.1.3)，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。該溶液在（2-5）℃3.2.7NaOH溶液，0.1mol/L稱取4.0gNaOH(3.1.13.2.8NaOH清洗溶液，0.1mol/L稱取4.0gNaOH(3.1.13.2.9標(biāo)準(zhǔn)工作溶液由氰離子標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（3.1.2）用氫氧化鈉溶液(3.2.7)制備至少5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，其濃度范圍應(yīng)覆蓋預(yù)計(jì)檢測(cè)到的樣品含量。標(biāo)準(zhǔn)工作溶液用棕色容量瓶配制并在(2-5)℃4.采樣及試樣制備4.1按GB/T5606.1抽取實(shí)驗(yàn)室樣品。4.2卷煙側(cè)流煙氣粒相部分中的氰化氫由劍橋?yàn)V片捕集，氣相部分中的氰化氫由串接于劍橋?yàn)V片之后的2個(gè)80mL氣體吸收瓶捕集，2個(gè)吸收瓶中各裝有35mL氫氧化鈉溶液(3.2.7),校準(zhǔn)側(cè)流空氣流速為3L/min。捕集裝置見(jiàn)示意圖1。1.魚尾罩、2.側(cè)流煙氣捕集器（劍橋?yàn)V片）、3.氣體吸收瓶、4.氫氧化鈉吸收液、5.氣體流量計(jì)、6.（連接）泵、7.主流煙氣捕集器（劍橋?yàn)V片）、8.主流煙氣圖1單個(gè)孔道卷煙側(cè)流煙氣中氰化氫的捕集裝置示意圖4.3按GB/T19609標(biāo)準(zhǔn)條件抽吸卷煙，每個(gè)通道抽吸2支，每個(gè)卷煙樣品平行測(cè)定2次。樣品前處理和分析5.1粒相物處理抽吸卷煙后，取出劍橋?yàn)V片，放入100mL錐型瓶中，準(zhǔn)確加入25.0mL氫氧化鈉溶液(3.2.7)，常溫下浸泡振蕩30min，0.45μm水系濾膜過(guò)濾后待測(cè)。5.2氣相物處理魚尾罩內(nèi)壁用30mL氫氧化鈉溶液(3.2.7)淋洗至150mL容量瓶中。將2個(gè)吸收瓶中的吸收液轉(zhuǎn)移至150mL容量瓶中，分別用5-8mL氫氧化鈉溶液(3.2.7)淋洗吸收瓶與側(cè)流煙氣接觸的部分，每個(gè)吸收瓶洗滌2-3次，淋洗液一同并入150mL容量瓶中，用氫氧化鈉溶液(3.2.7)定容至刻度，搖勻，待測(cè)。樣品測(cè)定樣品在連續(xù)流動(dòng)儀上經(jīng)過(guò)在線稀釋后二次進(jìn)樣分析，一種典型的連續(xù)流動(dòng)分析儀配置方案見(jiàn)附錄A圖A.2。分析標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(3.2.9)系列和樣品溶液(5.1和5.2)，由600nm處檢測(cè)器響應(yīng)值(峰高)采用外標(biāo)法定量。進(jìn)樣速率30個(gè)/小時(shí)，分析與清洗時(shí)間比1:1。連續(xù)流動(dòng)儀樣品測(cè)試典型圖譜見(jiàn)附錄A圖A.3。結(jié)果的計(jì)算與表述6.1卷煙側(cè)流煙氣粒相物中的氰化氫按式(1)計(jì)算得出。y1=1.038×c1×V1/n··········(1)式中：y1——卷煙側(cè)流煙氣粒相物中的氰化氫，單位為微克每支(μg/cig)；1.038——由氰離子換算成氰化氫的系數(shù)；c1——樣品溶液中氰離子的檢測(cè)濃度，單位為微克每毫升(μg/mL)；V1——濾片萃取液的體積，單位為毫升(mL)；n——抽吸煙支數(shù)，單位為支(cig)。卷煙側(cè)流煙氣氣相中的氰化氫按(2)計(jì)算得出。y2=1.038×c2×V2/n···········(2)式中：y2——卷煙側(cè)流煙氣氣相中的氰化氫，單位為微克每支(μg/cig)；1.038——由氰離子換算成氰化氫的系數(shù)；c2——樣品溶液中氰離子的檢測(cè)濃度，單位為微克每毫升(μg/mL)；V2——定容體積，單位為毫升(mL)；n——抽吸煙支數(shù)，單位為支(cig)。卷煙側(cè)流煙氣氰化氫釋放量按(3)計(jì)算得出。y=y1+y2··············(3)式中：y——卷煙側(cè)流煙氣氰化氫釋放量，單位為微克每支(μg/cig)；以兩次測(cè)定的平均值作為測(cè)定結(jié)果，精確至0.1μg/cig。兩次平行測(cè)定結(jié)果之間的相對(duì)偏差應(yīng)不大于10.0％。結(jié)果與討論7.1卷煙側(cè)流煙氣抽吸裝置各部位氫氰酸含量分布參照裝置圖1，每一通道連接串聯(lián)3個(gè)80mL氣體吸收瓶（由左至右依次為前、中、后），平行1組5個(gè)通道，每一吸收瓶各放入35毫升0.1mol/L氫氧化鈉吸收液，校準(zhǔn)真空泵流速為3L/分鐘，以同一種卷煙樣品作為樣煙，每通道抽吸2支樣煙，按前述方法抽吸，抽吸結(jié)束后分別對(duì)各部位進(jìn)行如下處理：（1）魚尾罩：用30mL0.1mol/LNaOH淋洗魚尾罩內(nèi)壁，0.1mol/LNaOH清洗液定容至50mL；（2）前置吸收瓶：將35mL吸收液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶，用0.1mol/LNaOH清洗2-3次，每次約4mL，0.1mol/LNaOH清洗液定容至50mL；（3）中、后置吸收瓶：處理同前置吸收瓶；（4）濾片：放入50mL錐形瓶，用20mL0.1mol/LNaOH浸泡，搖振30分鐘，過(guò)濾。將上述各部位處理液進(jìn)樣分析，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。可以看出，氫氰酸含量以前置吸收瓶最多，中置吸收瓶和濾片上較少，后置吸收瓶基本沒(méi)有。因此，本方法串聯(lián)2個(gè)80mL氣體吸收瓶（每一吸收瓶各放入35mL0.1mol/LNaOH），足以將卷煙側(cè)流煙氣吸收完全。表1卷煙側(cè)流煙氣抽吸裝置各部位氫氰酸含量分布檢測(cè)結(jié)果(單位：μg/cig)抽吸裝置部位1#2#3#4#5#平均值魚尾罩26.028.623.125.226.525.9前置吸收瓶95.295.892.488.3104.795.3中置吸收瓶6.95.46.27.65.56.3后置吸收瓶～0.0～0.0～0.0～0.0～0.0～0.0濾片10.111.19.49.99.810.1（合計(jì)）138.2141.0131.0131.0146.5137.57.2樣品的穩(wěn)定性參照裝置圖1，每一通道連接2個(gè)串聯(lián)80mL氣體吸收瓶（各放入35毫升0.1mol/L氫氧化鈉吸收液），平行1組5個(gè)通道，校準(zhǔn)真空泵流速為3L/分鐘，以同一種卷煙樣品作為樣煙，每通道抽吸2支樣煙，按前述方法抽吸、處理樣品，形成樣品待分析液。（1）第一天對(duì)樣品待分析液重復(fù)連續(xù)檢測(cè)4次；（2）樣品待分析液4℃冷藏保存96小時(shí)，隔日重復(fù)檢測(cè)1次卷煙側(cè)流煙氣HCN樣品的穩(wěn)定性檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表2。結(jié)果表明：樣品中HCN的含量隨時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)明顯遞減的變化趨勢(shì)，因此吸收液應(yīng)在制成后當(dāng)天（最好是6小時(shí)內(nèi)）完成上機(jī)分析。表2卷煙側(cè)流煙氣HCN樣品的穩(wěn)定性檢測(cè)結(jié)果（單位：ug/支）第1天第2天第3天第4天第1次第2次第3次第4次平均值132.1133.4131.6129.9131.897.482.877.17.3標(biāo)準(zhǔn)工作曲線、檢出限(LOD)和定量檢測(cè)限(LOQ)根據(jù)氰離子標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號(hào)對(duì)應(yīng)的濃度，用0.1mol/L的氫氧化鈉制備標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，濃度依次為0.01、0.05、0.5、1.25、2.5、5.0、7.5、10.0μg/mL，其濃度范圍應(yīng)覆蓋預(yù)計(jì)檢測(cè)到的樣品含量。將系列標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)樣分析，并用峰高對(duì)其相應(yīng)濃度進(jìn)行回歸分析，得回歸方程及其相關(guān)參數(shù)。測(cè)定的線性范圍為6.2×10-2μg/mL～15.0μg/mL，回歸方程為y=1.05x－0.178，相關(guān)系數(shù)R=0.9999，滿足外標(biāo)法定量要求。標(biāo)準(zhǔn)工作曲線示例圖見(jiàn)附錄A圖A.3。定性檢出限(LOD)和定量檢測(cè)限(LOQ)是由最低濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液10次測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍和10倍來(lái)確定的。測(cè)得LOD為2.0×10-2μg/mL，LOQ為6.2×10-2μg/mL。7.4樣品加標(biāo)回收率分別將一定體積的氰離子標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（按低、中、高三個(gè)梯度加標(biāo)量）加入到劍橋?yàn)V片和氣體吸收瓶吸收液中，捕集已知卷煙樣品HCN含量的卷煙煙氣，按本方法步驟進(jìn)行抽吸、樣品處理和分析檢測(cè)，并根據(jù)原樣品測(cè)定量、加標(biāo)量和加標(biāo)后測(cè)定值，計(jì)算加標(biāo)回收率。樣品加標(biāo)回收率試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表3。表3樣品加標(biāo)回收率試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)部位原始值（μg/cig）加標(biāo)量（μg/cig）加標(biāo)后測(cè)定值（μg/cig）回收率（﹪）粒相（劍橋?yàn)V片）10.25.310.615.915.420.725.998.199.198.7氣相（魚尾罩+吸收液）130.153.0106.0159.0181.8235.0287.497.599.098.97.5儀器精密度 配制不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品，在連續(xù)流動(dòng)分析儀上重復(fù)進(jìn)樣10次，計(jì)算測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果如表4。對(duì)0.50μg/mL以上濃度的樣品該方法10次測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<4%。表4不同濃度標(biāo)準(zhǔn)樣品重復(fù)測(cè)量10次的儀器精密度樣品濃度(μg/mL)平均測(cè)量濃度(μg/mL)標(biāo)準(zhǔn)偏差相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.500.580.023.4%1.251.250.043.2%2.502.580.010.4%3.753.880.061.5%5.005.190.051.0%6.256.410.060.9%7.507.480.081.1%7.6方法的重復(fù)性 分5次抽吸同一卷煙樣品制得5個(gè)樣品，然后在連續(xù)流動(dòng)分析儀上檢測(cè)，5次檢測(cè)的結(jié)果分別為116.0，126.0，126.0，126.0，112.0(μg/cig)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差5.59%。由于卷煙煙支具有一定的個(gè)體差異，因此該偏差比儀器精密度指標(biāo)大。7.7日內(nèi)檢測(cè)精度和日間檢測(cè)精度 為了考察方法的日內(nèi)檢測(cè)精度和日間檢測(cè)精度，考察了同一卷煙樣品在1日內(nèi)不同時(shí)段檢測(cè)5次、連續(xù)檢測(cè)3天的結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。結(jié)果表明，日內(nèi)檢測(cè)精度和日間檢測(cè)精度均在可接受范圍，方法可靠。表5日內(nèi)精度和日間精度檢測(cè)結(jié)果(單位μg/cig)第一日第二日第三日第1次84.688.694.7第2次90.095.093.1第3次83.689.485.7第4次91.591.9104.7第5次97.394.695.3日內(nèi)平均89.491.994.7日內(nèi)精度6.24%3.14%7.16%日間平均92.0日間精度2.89%7.8肯塔基參考卷煙2R4F測(cè)定結(jié)果比較為了將本方法與國(guó)際上其它實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，采用該方法對(duì)肯塔基參考卷煙2R4F進(jìn)行了分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。結(jié)果表明，本文的測(cè)定方法與其它實(shí)驗(yàn)室之間的結(jié)果具有良好的可比性。表62R4F主流煙氣中HCN釋放量的檢測(cè)結(jié)果比較主流煙氣文獻(xiàn)結(jié)果本方法結(jié)果側(cè)流煙氣文獻(xiàn)結(jié)果本方法結(jié)果平均值（μg/cig）109.298.4（無(wú)）138.0變異系數(shù)5%5.51%（無(wú)）4.81%共同試驗(yàn)為考察本標(biāo)準(zhǔn)方法在不同實(shí)驗(yàn)室間的再現(xiàn)性，項(xiàng)目組選取了5-6種卷煙樣品分別在湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、北京卷煙廠、廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、鄭州煙草研究院（化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）、云南紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司對(duì)卷煙側(cè)流煙氣中氰化氫的釋放量進(jìn)行了測(cè)試試驗(yàn)以進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)比驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果分別列于下表7-表12。表7卷煙側(cè)流煙氣中氰化氫的釋放量測(cè)定結(jié)果（湖南中煙）(單位μg/cig)編號(hào)1#2#3#4#5#6#7#8#平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差變異系數(shù)2R4F138.3146.5131.0141.0137.5132.8142.7135.9138.25.123.70%A111.8108.9117.2103.8110.7109.9118.1106.4110.94.904.42%B88.893.290.791.692.894.489.993.091.81.892.06%C97.4101.1104.6103.399.4100.589.894.398.84.864.92%D128.3120.4125.9119.8130.2127.0118.7122.2124.14.333.49%E100.6106.8110.398.4107.5104.8111.099.9104.94.824.59%表8卷煙側(cè)流煙氣中氰化氫的釋放量測(cè)定結(jié)果（北京卷煙廠）(單位μg/cig)編號(hào)1#2#3#4#5#6#7#8#平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差變異系數(shù)2R4F148.5147.3162.9141.0137.4139.1155.8141.2146.68.916.08%A103.4124.1122.0110.6114.9108.8117.4113.6114.36.855.99%B96.994.197.3-----96.1--C91.794.896.9-----94.5--D116.2131.0132.3-----126.5--E101.0104.6124.3103.8110.2108.4102.3105.5107.57.426.90%表9卷煙側(cè)流煙氣中氰化氫的釋放量測(cè)定結(jié)果（廣西中煙）(單位μg/cig)編號(hào)1#2#3#4#5#6#7#8#9#平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差變異系數(shù)2R4F132.7140154.1144.6159.6151.8140.3130.6141.6143.99.686.73%A108.1108.3122.1119.4112.6102.0118.7115.9106.6112.66.826.06%B88.591.8108.9------96.4--C99.8111.1120.8------110.5--D129.6138.2138.7------135.5--E110.898.6111.3103.8103.6100.999.4106.4103.6104.34.544.35%表10卷煙側(cè)流煙氣中氰化氫的釋放量測(cè)定結(jié)果（鄭州煙草研究院）(單位μg/cig)編號(hào)1#2#3#4#5#6#7#8#平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差變異系數(shù)2R4F152.0149.8142.7138.6145.2155.9147.6141.2146.65.823.97%A118.7110.4121.5111.4109.9123.6118.0125.4117.36.125.22%B92.696.9102.798.996.5100.6103.998.898.83.623.66%C120.5118.4109.0116.2124.4108.7115.6113.7115.85.394.65%D148.5153.2138.6142.0138.5136.5131.2129.4139.88.085.78%表11卷煙側(cè)流煙氣中氰化氫的釋放量測(cè)定結(jié)果（云南紅塔集團(tuán)）(單位μg