CN102645496A - 卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开种卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，包括如下步骤：将待测卷烟样品放入烟气发生器中抽吸卷烟，用滤片对抽吸卷烟产生的主流烟气粒相部分进行捕集，用载有吸收剂的吸收器对抽吸卷烟产生的主流烟气气相部分进行捕集，待卷烟抽吸完毕后，对滤片进行处理，得到萃取液，而后过滤，对滤液进行GC/MS分析；取吸收剂直接进行GC/MS分析，得到主流烟气气相物和粒相物中的各成分；其中，吸收器放置在温度维持在0℃的冰水混合物冷阱系统中。本发明为建立测定卷烟主流烟气中苯系物和其他化学成分提供了基础；为更加全面科学地了解烟气成分，提高卷烟吸食的安全性提供了参考数据。

Description

卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法

技术领域

本发明涉及卷烟主流烟气的分析技术领域，尤其涉及一种卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法。

背景技术

烟草和烟气化学成分极其复杂，卷烟烟叶中有3044种化学成分，烟气中有3996种，其中1172种是烟叶和烟气共有的，总计为5868种。卷烟抽吸时，有吸燃和阴燃两种燃烧方式，由此相应地产生了主流烟气和侧流烟气。卷烟主流烟气是由气态、蒸气态和固态物质组成的复杂气溶胶，人们把在室温下能通过剑桥滤片(一种玻璃纤维制成的滤片，它能滤除直径大于0.3μm的微粒99.5％以上)的烟气部分称为气相物质，被截留的烟气部分称为粒相物质。烟气成分分布于烟气气溶胶的粒相和气相之中。侧流烟气的捕集相对比较困难，通常人们所分析检测的都是主流烟气中的化合物。检测主流烟气中各组分在烟气粒相物和气相物中的分配比例(部分组分只存在于烟气粒相物中，部分组分则只存在于气相物中；还有许多组分同时存在于粒相物和气相物中，但分配比例各不相同)，通过分析各组分在粒相物与气相物中分配比例的差异，从而可以有针对性地对滤棒进行改进，实现选择性降低某些有害物和保留香气组分的烟气中的浓度。而滤棒设计的方案可包括：(1)根据组分在气相物或粒相物中含量更高，选择小孔径或大孔径吸附材料、以及选择不同吸附能的材质；(2)根据组分在气相物或粒相物中含量更高，将吸附材料放置在滤棒外圈还是内圈；(3)部分挥发性组分如果在粒相物中分配比例较高，可以很容易用普通吸附材料进行吸附。

目前行业内虽然有气相物捕集的标准和文献方法，但都是针对某些特定的挥发性和半挥发性组分，因此没有考虑其粒相物与气相物分配比例的问题，具体如下：

行标《卷烟 主流烟气中挥发性有机化合物(1，3-丁二烯、异戊二烯、丙烯腈、苯、甲苯)的测定 气相色谱-质谱联用法》，其规定了一种主流烟气气相物特定组分的捕集方法。有试验已证实：1、虽然这些组分主要以气相物形式存在，但挥发性较弱的苯和甲苯亦有少部分以粒相物形式存在；2、由于该方法采用的是超低温冷阱(零下70摄氏度以下)，所以会影响到其前部气流管路和烟气捕集器(滤片)处的温度，从而使部分挥发性较弱的组分在管路处沉积，造成检测结果偏低，挥发性比苯和甲苯低的那些组分——苯乙烯、二甲苯等——受影响越大，可以推测其它挥发性更弱的组分、糠醛等所受影响更大；3、由于该方法采用的是超低温冷阱(零下70摄氏度以下)，所以会影响到其前部烟气捕集器(滤片)处的温度，使部分本来以气态形式存在的组分冷凝并被滤片捕集——如实验数据中的苯乙烯等检测数据，这就改变了各组分在气相物与粒相物中的分配比例，影响人们对烟气组分形态的分析；4、由于要使溶剂温度降低到零下70摄氏度以下，需要使用到干冰作为制冷剂，该制冷剂温度极低，因此操作过程中危险性较大，容易令操作人员出现冻伤；且该制剂易挥发，不易保存，因此只能每次实验前从外面购买，不仅成本高，而且麻烦、不利于日常检测工作开展。

另一行标《卷烟 主流烟气中半挥发性物质(吡啶、苯乙烯、喹啉)的测定 气相色谱-质谱联用法》，其规定了另一种主流烟气挥发性和半挥发性特定组分(含气相物和粒相物)的捕集方法。但该方法存在以下问题：1、它对挥发性强的组分无法完全捕集，因此不适用于苯等沸点低于100摄氏度组分的捕集，对于这类组分其检测结果比实际值低；2、该方案没有对气相物和粒相物进行区分，而是把主流烟气的特定组分全部进行捕集，因此也不能用于分析各组分在气相物和粒相物中的分配比例关系；3、此方案大大加大了吸烟机系统抽真空的吸阻，使之较难满足GB/T 16450-2004《常规分析用吸烟机 定义和标准条件》的要求(通常在250～500Pa之间)，影响抽吸流量图，从而使粒相物检测结果与实际情况有所偏离；4、该标准由于对吸烟机条件改变较大，因此容易影响卷烟的燃吸情况，从而使检测结果易出现偏离。5、商品化吸附管的使用都是一次性的，捕集完烟气后需要敲碎玻璃吸附管外壳取出里面的吸附剂进行组分提取，因此成本较高。

由此可见，如何较为准确地、操作容易地、成本又低地对卷烟主流烟气气相物和粒相物中组分进行分析，是本领域目前需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提供种卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，使检测结果更加准确、操作准度低、成本低。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，包括如下步骤：将待测卷烟样品放入烟气发生器中抽吸卷烟，用滤片对抽吸卷烟产生的主流烟气粒相部分进行捕集，用载有吸收剂的吸收器对抽吸卷烟产生的主流烟气气相部分进行捕集，待卷烟抽吸完毕后，对滤片进行处理，得到萃取液，而后过滤，对滤液进行GC/MS分析；取吸收剂直接进行GC/MS分析，得到主流烟气气相物和粒相物中的各成分；其中，吸收器放置在温度维持在0℃的冰水混合物冷阱系统中。

优选地，所述冰水混合物冷阱系统包括保温桶，所述保温桶中设有冰水混合物，所述吸收器放置在保温桶中，且冰水混合物的液面高度高于吸收器中吸收剂的液面高度。

优选地，所述吸收器包括通过管路串联的第一吸收瓶及第二吸收瓶，吸收剂盛放在第一吸收瓶及第二吸收瓶中。

优选地，所述吸收剂为甲醇。

优选地，GC/MS分析中，采用DB-WAX柱。

优选地，对滤片进行处理、得到萃取液的过程具体为：将滤片折叠放入容器中，加入甲醇，室温下振荡萃取、静置。

优选地，萃取时间为1h，静置时间为5min。

优选地，过滤采用0.45μm微孔滤膜。

优选地，吸收器中设有玻璃制件，所述玻璃制件浸在吸收剂中。

优选地，所述玻璃制件为玻璃球。

本发明采用处于0℃冰水混合物冷阱系统的吸收剂吸收、滤片捕集、再结合GC-MS对卷烟主流烟气进行定性分析，质谱鉴定出主流烟气中118种化合物(仅指在谱库检索中匹配度大于75％的那些化合物)，这些化合物大多为挥发性和半挥发性物质，其中，气相物中有75种化合物，粒相物中有60种化合物，气相物和粒相物共有组分17种。另外，本发明共鉴定出21种苯系物，它们分布在主流烟气气相部分和粒相部分中，且主要分布在气相部分。由于本发明使用的对主流烟气气相物进行捕集的冰水混合物冷阱系统制作简单，无须特殊装置和试剂，对环境无污染，很大程度上节约了检测成本，通过对影响主流烟气捕集和萃取效率的因素进行考察，为建立测定卷烟主流烟气中苯系物和其他化学成分提供了基础；为更加全面科学的了解烟气成分，提高卷烟吸食的安全性提供了参考数据。

附图说明

图1为本发明所采用的吸烟机的结构示意图；

图2为冷阱系统中甲醇吸收液的GC/MS分析总离子流色谱图；

图3为滤片萃取液中卷烟主流烟气粒相物的总离子流色谱图；

图4为不同冷阱温度下，主流烟气中分析物的总量图(不同字母表示差异显著，P＜0.05)；

图5为第三个吸收瓶中各分析物占总量的百分比示意图；

图6为本发明实施例一的方法和GB/T 27524-2011方法测定结果对比图(不同字母表示差异显著，P＜0.05)

图7为不同冷阱下吸收瓶中苯系物的量的示意图；

图8为不同冷阱下滤片中苯系物的量的示意图；

图9为不同冷阱下苯系物总量的示意图；

图10为吸收瓶中加与不加玻璃球时苯系物的量的示意图；

图11为吸收瓶中加与不加玻璃珠，第三吸收瓶占总量的百分比示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面通过具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，包括如下步骤：

将待测卷烟样品放入烟气发生器中抽吸卷烟，用滤片对抽吸卷烟产生的主流烟气粒相部分进行捕集，用载有吸收剂的吸收器对抽吸卷烟产生的主流烟气气相部分进行捕集，待卷烟抽吸完毕后，对滤片进行处理，得到萃取液，而后过滤，对滤液进行GC/MS分析；取吸收剂直接进行GC/MS分析，得到主流烟气气相物和粒相物中的各成分；其中，吸收器放置在温度维持在0℃的冰水混合物冷阱系统中。

以下对本发明的实施例进行详细说明。

本发明实施例中所用的仪器与试剂：

Borgwaldt KC 20H转盘式吸烟机(德国汉堡)；Agilent GC/MS系统：7890A-5975C；DB-WAX(30mx0.25mmx0.25μm)毛细管柱；HY-5回旋振荡器；剑桥滤片(Φ92mm)；冰块(自制)；甲醇(色谱纯)；实验用卷烟为市售国产卷烟。

标准品：苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、异丙苯、丙苯、3-乙基甲苯、4-乙基甲苯、2-乙基甲苯、1，3，5-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，2，3-三甲苯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、烯丙基苯、苯乙烯、吡啶、喹啉。

实施例一

本实施例包括如下步骤：

1、卷烟主流烟气的捕集和萃取

参考标准ISO 8243：2003挑选实验用卷烟，参考标准ISO 3402：1999平衡烟支。将卷烟从烟盒中取出，均匀地放在温度为(22±1)℃和相对湿度为(60±3)％的环境中平衡48h，挑选质量相差±0.02g的烟支为试验烟支。

如图1所示，本实施例所用的吸烟机包括卷烟夹持器1、冷阱系统2以及烟气捕集器3，冷阱系统2包括保温桶21、第一吸收瓶22、第二吸收瓶23以及管路24。以吸烟机作为烟气发生器，将平衡后的剑桥滤片装入烟气捕集器3中，对烟气捕集器称重之后，按ISO 3308：2000抽吸卷烟，每组抽吸20支，产生的主流烟气粒相部分由剑桥滤片捕集，气相部分则经过保温桶21中串联的第一吸收瓶22、第二吸收瓶23，每个吸收瓶中准确加入10ml甲醇。将自制冰块碎成小块后装入保温桶中，加入适量自来水，制成冰水混合物冷阱系统，温度为0℃。

其中，保温桶中冰水混合物的高度应高于吸收瓶中甲醇的高度，并且在抽吸卷烟之前，将装有甲醇的吸收瓶置于冰水混合物冷阱中平衡10min。第一吸收瓶与滤片捕集器端相连，其连接管路的长度应尽量短，第一吸收瓶与第二吸收瓶之间的连接管也要尽可能短，尽量减小管线对目标化合物的吸附。卷烟抽吸完毕之后，取下烟气捕集器再次称重。

2、GC/MS分析

卷烟抽吸完毕之后，取下剑桥滤片，折叠放入馒头瓶中，加入50mL甲醇，室温下振荡萃取1h，静置5min，用0.45μm微孔滤膜过滤，滤液进GC/MS分析。取吸收瓶中的吸收液直接进GC/MS分析。

GC/MS分析条件如下：

色谱条件：30mx0.25mmx0.25μm DB-WAX柱；进样口温度：220℃；进样量：1μL；载气：He；流量：0.80mL/min；分流比：15∶1。柱温：35℃，保持11min；10℃/min升至50℃，保持8min；5℃/min升至70℃，保持1min；10℃/min升至190℃，保持2min；20℃/min升至250℃，保持5min。

质谱条件：电离方式EI，电离能量70eV；离子源温度：230℃；质量分析器温度：150℃；传输线温度：250℃。溶剂延迟：4min；质量扫描范围m/z35-200amu。扫描方式：Scan扫描。

主流烟气气相物质和粒相物质的GC/MS定性分析结果

冷阱甲醇吸收液和剑桥滤片萃取液的GC/MS总离子流色谱图分别见图2和图3，组分定性结果见表1和2。各组分的定性主要通过二个途径：一是通过谱库检索，结合文献已经报道的烟草和烟气中存在的化学物质作出判断筛选；二是采用标准品在相同的GC-MS条件下进行对比分析，根据其保留时间和碎片离子的相对丰度是否基本吻合来判断。表中未列出检索匹配度小于75％的组分。

甲醇吸收液中的化学组成为主流烟气穿过剑桥滤片的气相物质部分，其中鉴定出75种成分，多为挥发性和半挥发性物质，包括醛类4种、醇类3种、酮类14种、烃类30种、酯类3种、酸类1种、含氧杂环类5种、含氮化合物15种；其中的60种化合物收录于烟草与烟气化学成分[7]一书中。气相物中响应值较高的化合物有甲苯、2，5-二甲基呋喃、柠檬烯、乙苯、间二甲苯、苯乙烯、2-戊酮、乙腈等；30种烃类化合物中，有19种为单环芳香烃，如苯、甲苯、苯乙烯等，它们是卷烟重要的香味成分，其余11种烃类物质中有7种为烯烃，其中，柠檬烯的相对响应值较高，它是烟草中特有的香味组分，可以直接挥发进入烟气中。

粒相物质中检出60种成分，多为半挥发性和非挥发性物质，包括醛类4种、醇类3种、酮类14种、烃类12种、酯类4种、酸类1种、含氧杂环类3种、含氮化合物13种、酚类5种、酸酐1种；其中43种化合物收录于烟草与烟气化学成分一书中。粒相物中响应值较高的化合物有尼古丁、三醋酸甘油酯、3，7，11，15-四甲基-2-十六碳烯、1，2-丙二醇、5-羟甲基-2-呋喃甲醛、柠檬烯等；其中，尼古丁的响应值极高，它为卷烟主流烟气粒相物中主要的化学成分；除此以外，三醋酸甘油酯的响应值也比较高，三醋酸甘油酯是醋酸纤维丝束滤棒生产中常用的增塑剂，在卷烟燃吸时，大部分的三醋酸甘油酯会从滤棒中直接进入主流烟气，并被截留在剑桥滤片上。

主流烟气气相物质和粒相物质的化学组成定性结果比较

对比气相物质和粒相物质的化学组成可以看出：

(1)气相物和粒相物共有组分17种，这些物质大多对卷烟的感官质量有重要作用，是卷烟中重要的香味物质，如乙苯、柠檬烯、苯乙烯、环戊酮等；共有组分中，乙苯、二甲苯、环戊酮、苯乙烯等在气相和粒相中的分配比大于1，吡啶、柠檬烯、3-甲基吡啶等在气相和粒相中的分配比小于1。

(2)大部分烃类化合物都存在于气相物中，气相物质检出的烃类化合物有30种，而粒相物中有12种，其中8种为共有组分，如乙苯、苯乙烯、1，2，4-三甲苯、柠檬烯等。

(3)在粒相物中检出5种酚类物质，包括苯酚、甲基苯酚、甲氧基苯酚和乙基苯酚；但在气相物中没有检出相关物质。这些酚类物质对主流烟气的香味有贡献，与卷烟感官质量有关。

(4)根据气相物和粒相物的定性结果，共鉴定出21种苯系物，其中，气相物中有19种，其中，苯、甲苯、乙苯、间二甲苯、苯乙烯的响应值较高；粒相物中有9种，如1-甲基-4(1-甲基乙烯基)苯、1，3-丁二烯苯等；7种为两者共有的苯系物，它们是乙苯、邻、间、对-二甲苯、苯乙烯、1，2，4-三甲苯、1-乙炔基-4-甲基苯。甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯在气相和粒相中的分配比大于1，说明这些苯系物主要存在于气相物中，虽然在粒相物中也有检出苯系物，但相对量较少。说明存在于主流烟气中的苯系物挥发性较强，大部分都能够穿透剑桥滤片，然后被冷阱溶剂所吸收。

(5)使用的DB-WAX极性柱能够将多种同分异构体分离开，如气相物中的乙基甲苯、二甲苯、三甲苯，粒相物中的甲基苯酚。

(6)分析气相物中的组分，约1/2化合物的分子量小于100，70种化合物的分子量小于150；粒相物中的组分，约1/3的化合物分子量小于100，56种化合物的分子量小于150；气相物和粒相物中大部分化合物的分子量均小于150，且分子量小于100的化合物在气相中的分布数量多于粒相物。

表1卷烟主流烟气气相物中组分的定性分析结果

注：*表示该物质用标准品进行了定性；#表示该物质为气相物和粒相物共有组分；+表示该物质收录于烟草与烟气化学成分一书中；-表示该物质未收录于烟草与烟气化学成分一书中。

表2卷烟主流烟气粒相物中组分的定性分析结果

注：*表示该物质用标准品进行了定性；#表示该物质为气相物和粒相物共有组分；+表示该物质收录于烟草与烟气化学成分一书中；-表示该物质未收录于烟草与烟气化学成分一书中。

本发明对烟蒂末端与吸力源之间的总流通管路压降的影响小于300Pa，符合标准要求的“烟气捕集器与吸力源之间的连接管路应具有尽可能小的气流流动阻力，烟蒂末端与吸力源之间的总流通管路压降抽吸前不应超过300Pa”的要求。因此，本发明比原标准更容易调节设备使之符合吸烟机标准限定条件。

以下对本实施例的效果进行验证：

由于分析物在甲醇中的溶解性较好，因此选择甲醇作为吸收溶剂和萃取溶剂，同时吸收瓶中加入的甲醇量为10mL时，能保证捕集效果，减少了不必要的浪费和环境污染。

如果捕集条件设置的好，则能保证主流烟气中的目标分析物被捕集。以下通过本实施例方法与现有技术方法的对比实验来说明本实施例的捕集条件设置的好。

1、冷阱捕集温度的设置

不同的冷阱捕集温度下，主流烟气的穿透力会不一样，会影响剑桥滤片的捕集效率。

现有技术在采用冷阱系统捕集主流烟气中的苯、甲苯、吡啶、苯乙烯、喹啉时，采用干冰/异丙醇混合物冷阱(温度≤-78℃)，这种低温冷阱的制作需要花费大量的经济成本，而且由于温差太大，导致方法重复性不好，且对挥发性较弱组分的检测结果明显偏低。

本实施例中，目标分析物为挥发和半挥发性物质，沸点介于80.1℃-237.7℃之间，以下采用五种不同温度的冷阱捕集系统对主流烟气气相部分进行捕集，然后采用甲醇振荡萃取不同温度冷阱下剑桥滤片捕集的粒相部分，分别测定捕集液和萃取液中目标化合物的量，最后计算出主流烟气各目标分析物的总量。

表3列出了不同冷阱温度下，各分析物检测结果的RSD％。由表中数据可知，干冰/异丙醇混合物(温度≤-78℃)为冷阱时，整体重复性最差，冰水/生物冰袋混合物(-10℃)为冷阱时，重复性最佳。冰盐混合物(-20℃)、冰水混合物(0℃)、常温(吸烟房温度22±2℃)三种温度的冷阱重复性相当，各自的RSD％值比较接近。

借助SPSS Statistics 17.0(Statistics Package for Social Science)统计分析软件进行统计分析。就不同温度冷阱下所得分析物的量做单因素方差分析，考察分类型自变量(温度)对数值型因变量(各分析物的量)的影响，即通过检验各总体的均值是否相等来判断分类型自变量对数值型因变量是否有显著影响。应用均值分析模块(Compare Means)进行单因素方差分析(One-Way ANOVA)。

表3不同温度冷阱下，目标分析物总量的重复性结果

首先，对结果进行方差齐性检验，各分析物的P＞0.05，可知五种冷阱温度捕集方式之间的重复性没有显著性差异。其次，进行单因素ANOVA分析，并做多重比较。不同冷阱温度下，卷烟样品主流烟气中各分析物的总量及显著性差异结果见图4。各分析物的组间P＜0.05，说明不同冷阱温度的捕集效率存在明显的差别，进一步分析多重比较的结果，可知采用冰水混合物冷阱系统就能达到满意的捕集效率和重复性结果，因此本实施例的冰水混合物冷阱(0℃)相比于现有技术的四种冷阱为最佳捕集温度。

2、吸收瓶个数设置

剑桥滤片后面串联3个吸收瓶，对各个吸收瓶及滤片捕集的分析物进行测定，在第3个吸收瓶中各分析物占总量的百分比见图5。结果表明，各分析物占总量的百分比均小于3.5％。因此，本实施例中，设置两个吸收瓶串联就可以实现对目标化合物的有效捕集。

3、本实施例的方法与GB/T 27524-2011的比较

GB/T 27524-2011采用XAD-4树脂吸附管捕集主流烟气气相部分，剑桥滤片捕集粒相部分，然后将吸附剂和滤片采用甲醇振荡萃取，进GC/MS对苯乙烯、吡啶、喹啉测定。

分别采用GB/T 27524-2011和本文方法对主流烟气中这3种化合物进行测定，并进行单因素方差分析，结果见图6。可知本实施例方法对吡啶的捕集效率略优于GB/T 27524-2011，两者对苯乙烯、喹啉的捕集效率不存在显著性差异。因此，本实施例的方法能实现对主流烟气中吡啶、喹啉、苯乙烯的有效测定。

本实施例所用工作曲线、检出限、定量限

甲醇做溶剂，准确配制各分析物的混合标准储备液，采用逐步稀释法配制8个不同浓度的标准溶液。每个标准溶液中内标物D8-甲苯的浓度为20μg/mL。各标准溶液浓度由小到大依次进GC/MS分析。对这些成分的色谱峰面积与内标峰面积之比与其浓度比进行线性回归分析，得工作曲线回归方程及相关参数(表4)。将最低浓度的标准溶液平行测定6次，所得测定结果标准偏差的3倍作为测定方法的检出限，10倍作为测定方法的定量限(表4)。结果表明，在所测范围内，这些标样的标准曲线线性相关好，适合定量分析。

表4标样的回归方程、检出限、定量限

本实施例的重复性

将同种卷烟样品平行测定5次，结果见表5。可知卷烟主流烟气中目标分析物的RSD在1.24％-6.10％之间，重复性好，数据较稳定合理。

表5目标分析物的重复性结果

本实施例采用两个串联的装有冷甲醇(0℃)的吸收瓶捕集主流烟气气相部分中的苯系物等有害成分，同时采用甲醇振荡萃取剑桥滤片捕集的主流烟气粒相部分中的苯系物等有害成分，用GC-MS进行分析。由以上实验可以得出：采用0℃的冰水混合物低温捕集系统，能够有效的捕集气相部分中的苯系物等，一次吸烟可以对主流烟气中8种有害物质进行定量，为检测工作节约了大量的成本和时间，同时，冰水混合物冷阱容易制得，且不会伤及人体。

实施例二

与实施例一的区别在于，本实施例中，在第一吸收瓶及第二吸收瓶中分别加入玻璃球，以增加吸收剂的冷凝点，增强挥发性强的目标分析物被吸附的效果。其余与实施例一相同，此处不再赘述。

以下通过试验来验证本实施例在吸收瓶中加设玻璃球的效果：

1、本实施例与现有技术——干冰、异丙醇混合物(不加玻璃珠)冷阱捕集效率比较

以醇为吸收溶剂，干冰、异丙醇混合物(不加玻璃珠)和本实施例冰水混合物(加玻璃珠)为冷阱时，捕集效率的比较：

1)对气相部分中苯系物捕集效率的比较

不同冷阱，吸收瓶中苯系物的量见图7。结果表明，干冰/异丙醇混合物和冰水混合物为冷阱时，两者对苯的捕集效率没有显著性差异，冰水混合物为冷阱时，对甲苯、o、p、m-二甲苯和苯乙烯的捕集效率明显优于干冰/异丙醇混合物冷阱。

2)对滤片中苯系物捕集效率的比较

不同冷阱，滤片中苯系物的量见图8。结果表明，干冰/异丙醇混合物为冷阱时，滤片中苯系物的量高于冰水混合物冷阱。这反映出，由于受到冷阱温度的影响，在干冰/异丙醇条件下滤片将更多的挥发性和半挥发性组分捕集了下来，而这将影响对挥发性和半挥发性组分在烟气粒相物和气相物中分配比例的判断，对烟气研究分析工作带来不利影响。

3)总量的比较

不同冷阱，苯系物总量见图9。结果表明，干冰/异丙醇混合物和冰水混合物为冷阱时，对苯的捕集效率没有区别，冰水混合物冷阱对甲苯、o、p、m-二甲苯和苯乙烯的捕集效率明显优于干冰/异丙醇混合物冷阱。

综上所述，本实施例采用冰水混合物为冷阱且吸收剂中加玻璃球，这种方法的捕集效率优于现有技术中采用干冰/异丙醇混合物为冷阱的方法。

2、比较在冰水混合物冷阱条件下，吸收瓶中加与不加玻璃球对苯系物量的影响

两个吸收瓶串联，甲醇为吸收溶剂，吸收瓶中加玻璃珠和不加玻璃珠时，分别测定吸收瓶中苯系物的量。

1)对气相部分中苯系物捕集效率的比较

吸收瓶中苯系物的量见图10。结果表明，加玻璃珠时，对苯的捕集效率优于不加玻璃珠，对甲苯、o、p、m-二甲苯和苯乙烯的捕集效率，两者没有显著性差异。

2)捕集效率

样品的穿透率是表征吸收溶剂对烟气成分捕集效率高低的一个重要指标。通常最后一个吸收瓶中捕集的化合物的量在化合物总量中所占的百分比在5％以下时，就可认为是达到了比较好的吸附效果。

在本实施例中第二吸收瓶后再串联第三吸收瓶，对各吸收瓶中加玻璃珠和不加玻璃珠时，第三吸收瓶占总量的百分比见图11。由图可知，加与不加玻璃珠时，第三吸收瓶中各苯系物的量占总量的百分比均小于5％。

通过上述实验可知冰水混合物冷阱可以替代干冰/异丙醇混合物冷阱。采用两个吸收瓶串联，不加玻璃珠时，吸收瓶中苯的量低于加玻璃珠，但不加玻璃珠时，苯和甲苯低于加玻璃珠的量占吸收瓶中的量约为3％，这说明加玻璃珠能够促进主流烟气中易挥发性物质被吸收剂吸收。

以上对本发明进行了详细介绍，文中应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，其特征在于，包括如下步骤：将待测卷烟样品放入烟气发生器中抽吸卷烟，用滤片对抽吸卷烟产生的主流烟气粒相部分进行捕集，用载有吸收剂的吸收器对抽吸卷烟产生的主流烟气气相部分进行捕集，待卷烟抽吸完毕后，对滤片进行处理，得到萃取液，而后过滤，对滤液进行GC/MS分析；取吸收剂直接进行GC/MS分析，得到主流烟气气相物和粒相物中的各成分；其中，吸收器放置在温度维持在0℃的冰水混合物冷阱系统中。

2.如权利要求1所述的卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，其特征在于，所述冰水混合物冷阱系统包括保温桶，所述保温桶中设有冰水混合物，所述吸收器放置在保温桶中，且冰水混合物的液面高度高于吸收器中吸收剂的液面高度。

3.如权利要求1所述的卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，其特征在于，所述吸收器包括通过管路串联的第一吸收瓶及第二吸收瓶，吸收剂盛放在第一吸收瓶及第二吸收瓶中。

4.如权利要求1所述的卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，其特征在于，所述吸收剂为甲醇。

5.如权利要求1所述的卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，其特征在于，GC/MS分析中，采用DB-WAX柱。

6.如权利要求1所述的卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，其特征在于，对滤片进行处理、得到萃取液的过程具体为：将滤片折叠放入容器中，加入甲醇，室温下振荡萃取、静置。

7.如权利要求6所述的卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，其特征在于，萃取时间为1h，静置时间为5min。

8.如权利要求6所述的卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，其特征在于，过滤采用0.45μm微孔滤膜。

9.如权利要求1所述的卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，其特征在于，吸收器中设有玻璃制件，所述玻璃制件浸在吸收剂中。

10.如权利要求9所述的卷烟主流烟气中挥发性和半挥发性组分在气相和粒相中分配比例的鉴别分析方法，其特征在于，所述玻璃制件为玻璃球。

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