劉光偉 郭磊 李山 張進(jìn)文
摘要:為研究不同卷煙材料及其不同設(shè)計參數(shù)對卷煙焦油及危害性成分釋放量的影響規(guī)律,共對6種卷煙材料及各5個水平參數(shù)的設(shè)計進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明,卷煙紙透氣度對降焦減害具有較大作用,與焦油、H、CO、NNK、B[a]P、氨、苯酚、HCN呈顯著線性負(fù)相關(guān);卷煙紙克重對降焦減害顯著不明顯,與B[a]P、苯酚具呈顯著線性負(fù)相關(guān);卷煙紙助燃劑含量對降焦減害具有一定效果,與焦油、H呈線性負(fù)相關(guān);卷煙紙含麻比例含量增大,卷煙焦油釋放量及危害性指數(shù)整體呈遞增趨勢,卷煙紙含麻比例與焦油無顯著相關(guān)關(guān)系,與H呈線性正相關(guān);濾嘴通風(fēng)率對降焦減害具有較大作用,濾嘴通風(fēng)率與焦油、H、CO、B[a]P、氨、苯酚、HCN呈顯著線性負(fù)相關(guān),與NNK、巴豆醛釋放量之間有一定負(fù)相關(guān)關(guān)系;濾嘴長度對于降焦減害具有較大作用,濾嘴長度與焦油、H、NNK、B[a]P、氨、苯酚、HCN呈顯著線性負(fù)相關(guān)。
關(guān)鍵詞:卷煙材料;危害性指數(shù);焦油
卷煙材料及其參數(shù)的設(shè)計和不同的組合對卷煙品質(zhì)及焦油和危害性成分的變化都有不同程度的影響。20世紀(jì)末,加拿大以法律法規(guī)的形式強(qiáng)制煙草生產(chǎn)企業(yè)定期檢測卷煙主流煙氣中46種有害成分[1]的含量。2006年1月8日《煙草控制框架公約》[2]在我國正式生效,煙草行業(yè)面臨“吸煙與健康問題”的壓力進(jìn)一步加強(qiáng)。謝劍平[3]等經(jīng)過研究,確定了表征卷煙危害性的7個定性有害成分指標(biāo),即:CO、HCN、NNK、NH3、苯并[a]芘、苯酚、巴豆醛,并給出了危害性指數(shù)的計算方法。因此卷煙降焦減害一直是煙草行業(yè)研究的重要課題,并投入了較多的人力物力[4]。
本文系統(tǒng)研究卷煙主要材料(三紙一棒)及其參數(shù)的不同設(shè)計對焦油及危害性成分釋放量的影響規(guī)律,從而全面考察卷煙材料(三紙一棒)設(shè)計參數(shù)對焦油及危害性成分釋放量的影響,以期為卷煙設(shè)計者選擇卷煙材料不同的參數(shù)組合提供一種較為合理、有效、便捷的綜合評價的參考依據(jù)。
1 樣品的設(shè)計與制備
以公司重點產(chǎn)品且具有一定的市場影響力卷煙產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn),葉組配方、香精香料、卷制參數(shù)保持一致,設(shè)計制作不同材料參數(shù)樣品卷煙。煙用材料某一因素變化時,其他參數(shù)保持一致。各樣品參數(shù)設(shè)計及實測結(jié)果具體見表1。
由表1可以看出,樣品實測值與設(shè)計值較為接近,且同一因素不同水平之間存在一定梯度,樣品滿足設(shè)計要求。
2 測定方法與指標(biāo)
卷煙主流煙氣焦油,七種危害性成分CO、HCN、NNK、NH3、苯并[a]芘、苯酚、巴豆醛的釋放量測定方法如下:
1)GB/T 23356-2009 卷煙煙氣氣相中一氧化碳的測定? 非散射紅外法
2)YC/T 157-2001 卷煙? 總粒相物中水分的測定方法? 氣相色譜法
3)GB/T 19609-2004 卷煙? 用常規(guī)分析用吸煙機(jī)測定總粒相物和焦油
4)YC/T 253-2008卷煙主流煙氣中氰化氫的測定連續(xù)流動法
5)NH3采用加拿大衛(wèi)生部方法(離子色譜法)
6)YC/T 255-2008卷煙主流煙氣中主要酚類化合物的測定,采用高效液相色譜法
7)GB/T23228-2008卷煙 主流煙氣總粒相物中煙草特有N-亞硝胺的測定 氣相色譜-熱能分析聯(lián)用法
8)GB/T 21130-2007卷煙 煙氣總粒相物中苯并[a]芘的測定
9)YC/T 254-2008卷煙主流煙氣中主要羰基化合物的測定高效液相色譜法
危害性指數(shù):
H=(CO/14.2+NNK/5.5+苯并[a]芘/10.9+巴豆醛/18.6+苯酚/17.4+ NH3/8.1+HCN/146.3)*10/7
3 結(jié)果與分析
3.1 卷煙紙透氣度
不同卷煙紙透氣度樣品焦油及危害性指數(shù)具體測定結(jié)果及影響規(guī)律見圖1和表2。由圖1可以看出隨著卷煙紙透氣度增加,卷煙焦油釋放量及危害性指數(shù)呈降低趨勢。最大透氣度與最小透氣度樣品焦油極差值為2.0mg/支,危害性指數(shù)極差值為1.8。研究表明,增加卷煙紙透氣度對于降焦減害具有較大貢獻(xiàn)。
試驗所測數(shù)據(jù)運用DPS和SPSS13.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件[14-15]進(jìn)行回歸分析。由表2可以看出,卷煙紙透氣度與焦油、H、CO、NNK、B[a]P、氨、苯酚、HCN呈顯著線性負(fù)相關(guān),P值均小于0.05;與巴豆醛釋放量之間無顯著相關(guān)關(guān)系,P值為0.729。由方程可算出,卷煙紙透氣度每增加5 CU,焦油、H、CO、NNK、B[a]P、氨、苯酚、HCN分別可降低0.169 5 mg/支、0.153 5、0.272 5 mg/支、0.015 5 ng/支、0.201 0 ng/支、0.175 0μg/支、0.219 5μg/支、3.729 0μg/支。卷煙紙透氣度增加對降低巴豆醛釋放量顯著性不明顯。
3.2 卷煙紙克重
不同卷煙紙克重樣品焦油及危害性指數(shù)具體測定結(jié)果及影響規(guī)律見圖2和表3。由圖2可以看出,不同克重樣品,卷煙焦油釋放量及危害性指數(shù)差異不大。不同克重樣品之間焦油極差值為0.5 mg/支,危害性指數(shù)極差值為0.4。研究表明,卷煙紙克重對于降焦減害無顯著作用。
由表3可以看出,卷煙紙克重與焦油、H、CO、NNK、氨、巴豆醛、HCN無顯著相關(guān)關(guān)系,P值均大于0.05。卷煙紙克重雖與危害性指數(shù)整體相關(guān)顯著性不明顯,但與B[a]P、苯酚具有顯著線性負(fù)相關(guān)關(guān)系,P值均小于0.05,卷煙紙克重每增加2g/m2,B[a]P、巴豆醛釋放量分別可降低0.273 8ng/支、0.648 2 μg/支。
3.3 卷煙紙助燃劑
不同卷煙紙助燃劑含量樣品焦油及危害性指數(shù)具體測定結(jié)果及影響規(guī)律見圖3和表4。由圖3可以看出,樣品助燃劑含量增大,卷煙焦油釋放量及危害性指數(shù)呈降低趨勢。不同克重樣品之間焦油極差值為1.7mg/支,降低趨勢較為明顯,危害性指數(shù)極差值為0.7。研究表明,增加卷煙紙助燃劑含量對降焦減害具有一定效果。
由表4可以看出,卷煙紙助燃劑含量與焦油、H呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系,助燃劑含量每增加0.5%,焦油、H分別可降低0.505 6mg/支、0.220 9。其中H降低主要是由于卷煙紙助燃劑含量增加,可降低卷煙煙氣中CO、NNK、B[a]P、氨、HCN的緣故,助燃劑含量每增加0.5%,該5種成分分別可降低0.226 2mg/支、0.133 1ng/支、0.603 4ng/支、0.280 9μg/支、3.040 1μg/支。但卷煙紙助燃劑含量增加,對于降低煙氣中苯酚、巴豆醛釋放量顯著性不明顯。
3.4 卷煙紙含麻比例
不同含麻比例卷煙紙樣品焦油及危害性指數(shù)具體測定結(jié)果及影響規(guī)律見圖4和表5。由圖4可以看出,樣品含麻比例含量增大,卷煙焦油釋放量及危害性指數(shù)整體呈遞增趨勢。不同含麻比例樣品之間焦油極差值為1.0mg/支,危害性指數(shù)極差值為0.2。
由表5可以看出,卷煙紙含麻比例與焦油無顯著相關(guān)關(guān)系,與H呈線性正相關(guān)關(guān)系,含麻比例每增加5%,H增加0.01。卷煙含麻比例與H線性相關(guān)關(guān)系,主要是由于增加含麻比例可增加CO、氨釋放量,對NNK、B[a]P、苯酚、巴豆醛、HCN等釋放量顯著不明顯。
3.5 濾嘴通風(fēng)率
不同濾嘴通風(fēng)樣品焦油及危害性指數(shù)具體測定結(jié)果及影響規(guī)律見圖5和表6。由圖5可以看出隨著濾嘴通風(fēng)度增加,卷煙焦油釋放量及危害性指數(shù)呈降低趨勢。最大通風(fēng)率與最小通風(fēng)率樣品焦油極差值為3.0mg/支,危害性指數(shù)極差值為2.7。研究表明,增加濾嘴通風(fēng)率對于降焦減害具有較大貢獻(xiàn)。
由表6可以看出,濾嘴通風(fēng)率與焦油、H、CO、B[a]P、氨、苯酚、HCN呈顯著線性負(fù)相關(guān),P值均小于0.01;與NNK、巴豆醛釋放量之間有一定負(fù)相關(guān)關(guān)系。利用這些方程可計算出,濾嘴通風(fēng)率每增加5%,焦油可降低0.373 0 mg/支,危害性指數(shù)可降低0.339 5,CO可降低0.688 0 mg/支,B[a]P可降低0.310 0 ng/支,氨可降低0.305 5 μg/支、苯酚可降低-0.412 0 μg/支,HCN可降低8.491 5μg/支。
3.6 濾棒長度
不同濾棒長度樣品焦油及危害性指數(shù)具體測定結(jié)果及影響規(guī)律見圖6和表7。由圖6可以看出隨著濾棒長度增加,卷煙焦油釋放量及危害性指數(shù)呈降低趨勢。最大濾棒長度與最小濾棒長度樣品焦油極差值為2.8mg/支,危害性指數(shù)極差值為1.8。研究表明,增加濾嘴長度對于降焦減害具有較大貢獻(xiàn)。
由表7可以看出,濾嘴長度與焦油、H、NNK、B[a]P、氨、苯酚、HCN呈顯著線性負(fù)相關(guān),P值均小于0.01;與CO、巴豆醛釋放量之間無顯著相關(guān)關(guān)系,P值分別為0.279、0.179。利用這些方程可計算出,濾嘴長度每增加5 mm,焦油、H、NNK、B[a]P、氨、苯酚、HCN分別可降低1.375 0 mg/支、0.924 0、0.588 0 ng/支、0.316 5 ng/支、0.986 5 μg/支、3.491 5 μg/支、20.353 0 μg/支。濾嘴長度增加雖可降低CO、巴豆醛釋放量,但顯著性不明顯。
4 結(jié)論
通過以上研究分析,明確了各卷煙材料及其不同參數(shù)對焦油、有害成分釋放量的影響規(guī)律:
(1)卷煙紙透氣度:卷煙紙透氣度與焦油、H、CO、NNK、B[a]P、氨、苯酚、HCN呈顯著線性負(fù)相關(guān);增加卷煙紙透氣度對降焦減害具有較大貢獻(xiàn)。
(2)卷煙紙克重:卷煙紙克重與B[a]P、苯酚具呈顯著線性負(fù)相關(guān);不同克重卷煙紙對焦油釋放量及危害性指數(shù)差異不大,影響不顯著。
(3)卷煙紙助燃劑:卷煙紙助燃劑含量與焦油、H呈線性負(fù)相關(guān);卷煙紙助燃劑含量對降焦減害具有一定效果。
(4)卷煙紙含麻比例:卷煙紙含麻比例與焦油無顯著相關(guān)關(guān)系,與H呈線性正相關(guān);卷煙紙含麻比例含量增大,卷煙焦油釋放量及危害性指數(shù)整體呈遞增趨勢。
(5)濾嘴通風(fēng)率:濾嘴通風(fēng)率與焦油、H、CO、B[a]P、氨、苯酚、HCN呈顯著線性負(fù)相關(guān),與NNK、巴豆醛釋放量之間有一定負(fù)相關(guān)關(guān)系;增加濾嘴通風(fēng)率對降焦減害具有較大貢獻(xiàn)。
(6)濾嘴長度:濾嘴長度與焦油、H、NNK、B[a]P、氨、苯酚、HCN呈顯著線性負(fù)相關(guān);增加濾嘴長度對于降焦減害具有較大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] http://www.hc-sc.gc.ca/hl-vs/tobac-tabac/legislation/reg/indust/index_f.html.
[2] 世界衛(wèi)生組織煙草控制框架公約編.世界衛(wèi)生組織煙草控制框架公約[M].世界衛(wèi)生組織,2009.
[3] Xie Jianping,Development of a novel hazard index of mainstream cigarette smoke and its application on risk evaluation of cigarette products,CORESTA 2008,(6):23-26.
[4] 劉華.卷煙材料與焦油量關(guān)系的回歸設(shè)計與分析[J].煙草科技,2008,(5):9-11.
[5] AYERS C W.Determination of ammonia in tobacco and smoke[J].s.n.,1969,16(7):1085-1088.
[6] 唐啟義,馮明光.DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(實驗設(shè)計、統(tǒng)計分析及數(shù)據(jù)挖掘)[M].北京:科學(xué)出版社.2007:1027-1055.
[7] 余建英,何旭宏,數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與SPSS應(yīng)用[M].北京:人民郵電出社.2003:165-173.