CN103969324A - 一种卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的检测方法 - Google Patents

一种卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的检测方法 Download PDF

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CN103969324A CN201410223759.6A CN201410223759A CN103969324A CN 103969324 A CN103969324 A CN 103969324A CN 201410223759 A CN201410223759 A CN 201410223759A CN 103969324 A CN103969324 A CN 103969324A
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Abstract

一种卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅含量的测定方法，其特征在于使用鱼尾罩串联石英纤维滤片收集卷烟侧流烟气粒相物，三级串联的硝酸溶液收集侧流烟气气相物，微波消解法消解样品，通过电感耦合等离子体质谱检测粒相物和气相物试样中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的含量。本发明方法克服了现有技术样品收集和处理方法的不足和检测技术的缺陷，填补了国内侧流烟气重金属检测技术的空白。鱼尾罩串联净化的石英纤维滤片收集侧流烟气粒相物有效降低了背景干扰。三级吸收瓶收集侧流烟气气相物使气相物的收集更加完全。微波消解方式处理样品，消解效果好，元素损失少。采用ICP-MS进行测定快速、准确、灵敏度高、重复性好、回收率高。

Description

一种卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的检测方法
技术领域
本发明属于卷烟的理化检验技术领域，主要涉及卷烟侧流烟气中微量元素测定领域，具体来说是一种对卷烟侧流烟气进行收集并采用电感耦合等离子体质谱仪测定卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅的方法。
背景技术
烟草和烟气当中的有害物质一直是人们关注的热点，铬、镍、砷、硒、镉和铅等重金属元素作为烟草和烟气有害物质的重要组成部分从上个世纪90年代就被列为重要的管控对象。目前烟草以及卷烟主流烟气中的重金属元素已通过多种方法收集和并通过多种检测手段进行测定。近年，人们把关注的对象从卷烟的主流烟气转移到侧流烟气以及环境烟气。研究表明侧流烟气在组成、成分浓度以及毒性上与主流烟气存在很大的不同，侧流烟气中的镉含量是主流烟气中的4-7倍，砷和硒在侧流烟气中的分布也高于其在主流烟气中的分布。侧流烟气中重金属含量的数据多是通过检测卷烟燃烧前重金属的含量扣除主流烟气、烟蒂和烟灰中的含量间接得到的结果。而直接收集侧流烟气重金属并进行检测的报道很少，现有的仅加拿大卫生部201号方法，通过玻璃纤维滤片收集侧流烟气粒相物，原子吸收测定目标元素，此方法收集滤片元素背景高，严重影响测量的准确性，原子吸收一次只能检测一种元素严重影响了检测效率。电感耦合等离子体质谱法灵敏度高、检出限低、线性检测范围宽，且可进行多元素分析同时分析，弥补了原子吸收方法的不足。
因此，建立一种有效收集卷烟侧流烟气并且元素背景低并使用ICP-MS进行测定的方法可以弥补加拿大方法的不足，为正确评估卷烟侧流烟气中痕量或超痕量有害元素提供技术保障。
发明内容
本发明的目的正是基于上述现有技术状况、旨在填补现有检测技术空白，建立一种卷烟侧流烟气收集和ICP-MS测定其中铬、镍、砷、硒、镉和铅重金属元素的方法。利用本发明提供的测定方法，能有效收集并准确检测卷烟侧流烟气中重金属元素的含量。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的检测方法，首先通过鱼尾罩串联石英纤维滤片捕集侧流烟气粒相物，三级串联的溶液吸收瓶捕集侧流烟气粒相物,超声萃取捕集的粒相物和气相物，控温电加热器浓缩和预消解后，微波消解样品，赶酸定容，采用电感耦合等离子体质谱对样品待测液中铬、镍、砷、硒、镉、铅含量进行测定，具体步骤如下：
a、实验用具的清洁，用硝酸浸泡鱼尾罩、捕集器、吸收瓶，使用前依次用超纯水和甲醇冲洗，晾干，保存；
b、滤片的净化，捕集滤片采用进口石英纤维滤片。通过酸蒸滤片净化器在200℃酸蒸滤片1h。取出滤片，用超纯水小心淋洗3～4遍，在10万级洁净柜中晾干，待用。
c、卷烟准备，按照GB/T 5606.1抽取卷烟样品，在温度22±1℃和相对湿度60±3％条件下平衡48h，挑选重量合格的烟支（重量：平均值±10mg）；
d、侧流吸烟机准备，开机预热侧流吸烟机，按照YC/T185-2004《卷烟侧流烟气中焦油和烟碱的测定》调整检查吸烟机抽吸参数。安装鱼尾罩，调节鱼尾罩与吸烟机水平板的位置距离在3mm以内。连接装有2片石英纤维滤片的捕集器于鱼尾罩上，将三个盛有10mL10%硝酸(v/v)的吸收瓶连接于捕集器与流量计之间的侧流烟气收集管路中；
e、侧流烟气粒相物的收集和处理，在10万级洁净工作间内抽吸卷烟样品，随机选取平衡后的卷烟进行抽吸，每个抽吸通道抽吸4支卷烟，抽吸完毕，打开滤片夹持器，取出石英纤维滤片于样品瓶中，同时取下鱼尾罩，用甲醇作为淋洗液和萃取剂淋洗鱼尾罩内壁并萃取石英纤维滤片，收集淋洗和萃取液于消解罐中，加热蒸发甲醇后，采用酸体系消解样品。
f、侧流烟气气相物的收集和处理，抽吸完毕后，向吸收瓶中加入双氧水，进行超声振荡，合并三个吸收瓶的吸收液并转移至消解罐中，加热浓缩后，采用合适的酸体系消解样品；
g、赶酸定容，消解完毕，取出消解罐，在控温电加热器（加防尘排风罩）中130℃加热约20min，消解罐不冒黄烟时取出，冷却至室温。将试样溶液转移至30 mL塑料容量瓶中，用超纯水清洗消解罐3～4次，清洗液也转移至30 mL容量瓶中，用超纯水定容，摇匀，即得侧流烟气粒相物和侧流烟气气相物样品待测液；
h、标准工作溶液的配制，标准空白溶液：5％硝酸，配制不同浓度的铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液；
i、电感耦合等离子体质谱测定，吸取一定体积的标准空白溶液和不同浓度的铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液，注入电感耦合等离子体质谱中，在线加入内标，在选定的仪器参数下，以待测元素铬、镍、砷、硒、镉、铅含量与对应内标元素含量的比值为横坐标，待测元素铬、镍、砷、硒、镉、铅质荷比强度与对应内标元素质荷比强度的比值为纵坐标，建立铬、镍、砷、硒、镉、铅的标准工作曲线，求得铬、镍、砷、硒、镉、铅浓度关系的一元线性回归方程，R2大于0.999, 在线加入内标对侧流烟气粒相物和气相物样品溶液分别进行测定，将样品中铬、镍、砷、硒、镉、铅质荷比强度与对应内标元素质荷比强度的比值带入回归方程，计算得待测样品中铬、镍、砷、硒、镉、铅含量。
具体计算方法如下：卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅含量的计算，外标法对侧流烟气中重金属元素进行定量分析，分别绘制铬、镍、砷、硒、镉、铅的工作曲线，对待测样品溶液进行测定，计算得每支卷烟侧流烟气粒相物和气相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量。
结果计算，卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量的计算公式为：
式中：
m1—每支卷烟侧流烟气粒相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量，单位为纳克每支（ng/cig）；
m2—每支卷烟侧流烟气气相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量，单位为纳克每支（ng/cig）。
卷烟侧流烟气粒相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量的计算公式为：
式中：
m1—每支卷烟侧流烟气粒相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量，单位为纳克每支（ng/cig）；
A1—侧流烟气粒相物样品待测溶液中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的浓度，单位为微克每升（μg/L）；
30—侧流烟气粒相物样品待测溶液的体积，单位为毫升（mL）；
n1—每次测试抽吸卷烟的支数（cig）。
卷烟侧流烟气气相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量的计算公式为：
式中：
m2—每支卷烟侧流烟气气相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量，单位为纳克每支（ng/cig）；
A2—侧流烟气气相物样品待测溶液中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的浓度，单位为微克每升（μg/L）；
30—侧流烟气气相物样品待测溶液的体积，单位为毫升（mL）；
n2—每次测试抽吸卷烟的支数（cig）。
本发明具体的方法进一步详述如下：
1、实验用具的清洁，鱼尾罩、捕集器、吸收瓶使用前需用20%HNO3（体积分数）浸泡48h以上，取出后，用超纯水冲洗3～4遍，除去表面的硝酸，然后用甲醇（优级纯）冲表面，在10万级洁净柜中晾干，防尘，防污保存。
2、侧流烟气粒相物的收集和处理，收集：石英纤维滤片需用聚四氟乙烯镊子取出，放入100mLPET样品瓶中，用甲醇润湿的1/4片石英纤维滤片擦拭捕集器两次，两个擦拭后的滤片均放入样品瓶中。同时，迅速取下鱼尾罩，用10mL甲醇淋洗鱼尾罩内壁的烟气冷凝物于样品瓶中，然后，密封样品瓶，超生萃取30min，将萃取液（甲醇）转移至消解罐中。再分两次，每次加10mL甲醇于样品瓶中，超生萃取30min，萃取液转移至同一消解罐中。处理：将盛有萃取液的消解罐置于控温电加热器（加防尘排风罩）中，90℃条件下，赶甲醇约1h，使消解罐中甲醇剩余约1mL，取下消解罐，冷却至室温。向消解罐中加入6mL的硝酸，再次将消解罐置于控温电加热器（加防尘排风罩）中，100℃条件下，加热20～30min，使甲醇和硝酸完全反应，取下消解罐，冷却至室温。再向消解罐中加入1mL双氧水，密封消解罐，置于微波消解仪中进行消解。
3、侧流烟气气相物的收集和处理，收集：从吸收瓶的气体入口向每个吸收瓶中加入，以淋洗气体进入管路，加入双氧水的体积为5mL。超生振荡吸收瓶30min，取出，合并三个吸收瓶中的吸收液，转移至消解罐中。处理：将消解罐置于控温电加热器（加防尘排风罩）中，130℃条件下，对吸收液浓缩至体积0.5～1mL，取下消解罐，冷却至室温。向消解罐中加入6mL硝酸，1mL双氧水，密封消解罐，置于微波消解仪中进行消解。
4、样品空白，抽吸样品的同时，不点燃卷烟样品抽吸样品空白。抽吸完毕后，粒相物和气相物的收集和处理方式同样品一致。
5、微波消解样品，按表1所示的消解程序进行微波消解。
表1 微波消解升温程序
消解完毕，待微波消解仪温度降至40 ℃以下，取出消解罐。
6、标准工作溶液的配制，标准空白溶液：5%硝酸溶液（体积分数），移取50mL65%硝酸溶液于1000mL塑料容量瓶中，用超纯水稀释，定容。
铬、镍、砷、硒、镉、铅一级混合标准储备液：浓度10mg/L。（4℃的环境下保存，有效期1年）。
铬、镍、砷、硒、镉、铅二级混合标准储备液：准确移取0.5mL铬、镍、砷、硒、镉、铅一级混合标准储备液至50mL塑料容量瓶中用5%硝酸溶液稀释定容至50 mL。（4℃的环境下保存，有效期1个月）。
铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液：分别准确移取0.5mL、1mL、2.5mL、5mL、10mL、20mL、30mL铬、镍、砷、硒、镉、铅二级混合标准储备液50mL塑料容量瓶，用5%的硝酸稀释定容，摇匀，配制7级铬、镍、砷、硒、镉、铅标准工作溶液。配制示例如表2，即配即用。
表2 系列铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液配制
系列标准工作溶液 铬（μg/L） 镍（μg/L） 砷（μg/L） 硒（μg/L） 镉（μg/L） 铅（μg/L）
1 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
2 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00
3 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00
4 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00
5 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00
6 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00
7 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00
7、样品测定
（1）电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）参数
对ICP-MS的工作参数进行优化，使仪器的灵敏度、氧化物、双电荷、质量轴均在正常工作范围内。优化的仪器工作参数如表3。
表3 ICP-MS工作参数
项目 工作条件 项目 工作条件
射频功率（W） 1330 蠕动泵采集转速（rps） 0.1
载气流速（L/min） 1.18 蠕动泵提升转速（rps） 0.3
采样深度（mm） 7.2 蠕动泵提升时间（s） 30
雾化器 Babington 蠕动泵稳定时间（s） 45
雾化室温度（℃） 2 重复采集次数 3
注：rps指蠕动泵每秒钟的转数。
选取恰当的测量同位数和内标元素，针对不同元素的性质优化最佳积分时间，具体参数如表4。
表4测量同位素、内标元素和积分时间
元素 测量同位素 内标元素 积分时间
Cr 53 Cr 115In 0.3
Ni 60 Ni 115In 0.3
As 75 As 115In 2.0
Se 82 Se 115In 1.0
Cd 111 Cd 115In 2.0
Pb 208Pb 209Bi 0.3
（2）侧流烟气粒相物和气相物待测样品溶液中铬、镍、砷、硒、镉、铅的测定
分别吸取适量标准空白溶液，不同浓度的铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液，注入电感耦合等离子体质谱中，在线加入内标，在选定的仪器参数下，以待测元素铬、镍、砷、硒、镉、铅含量与对应内标元素含量的比值为横坐标，待测元素铬、镍、砷、硒、镉、铅质荷比强度与对应内标元素质荷比强度的比值为纵坐标，建立铬、镍、砷、硒、镉、铅的标准工作曲线。对校正数据进行线性回归，求得铬、镍、砷、硒、镉、铅浓度关系的回归方程，R2不应小于0.999。在线加入内标对样品溶液进行测定，将样品中铬、镍、砷、硒、镉、铅质荷比强度与对应内标元素质荷比强度的比值带入回归方程，计算得待测侧流烟气粒相物和气相物样品中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量。
内标溶液为1mg/L In和Bi混合溶液，基质为5%硝酸溶液。
元素的定量采用外标法，在线加入内标主要为消除仪器不稳定引入的误差和基体效应。
（3）本发明方法的检出限
取10次平行测定样品空白溶液的结果及3次平行测定一定浓度各元素标准溶液的结果，按下式计算，并计算每支卷烟侧流烟气粒相物和侧流烟气粒相物样品的检出限，结果如表5和表6。
检出限（μg/L）
式中：
σ：试剂空白溶液的标准差；
S：一定标准溶液各元素标准溶液的CPS（信号强度）；
B：试剂空白溶液的CPS；
C：各元素标准溶液的浓度。
表5侧流烟气粒相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的检出限
元素 回归方程 线性范围(μg/L) 相关系数 检出限（ng/cig）
Cr Y=2.037E-3X+1.892E-4 0~60.0 0.9994 1.6
Ni Y=1.864E-2X+2.319E-3 0~60.0 0.9996 1.8
As Y=9.082E-3X+2.115E-3 0~60.0 0.9999 0.7
Se Y=7.138E-4X+7.958E-4 0~60.0 0.9995 1.3
Cd Y=1.503E-3X+2.081E-4 0~60.0 1.0000 0.4
Pb Y=2.412E-2X+1.667E-3 0~60.0 0.9998 1.1
注：检出限ng/ cig，以定容至30 mL，抽吸4支卷烟计算。
表6侧流烟气气相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的检出限
元素 回归方程 线性范围(μg/L) 相关系数 检出限（ng/cig）
Cr Y=2.037E-3X+1.892E-4 0~40.0 0.9994 1.2
Ni Y=1.864E-2X+2.319E-3 0~40.0 0.9996 1.4
As Y=9.082E-3X+2.115E-3 0~40.0 0.9999 0.8
Se Y=7.138E-4X+7.958E-4 0~40.0 0.9995 1.7
Cd Y=1.503E-3X+2.081E-4 0~40.0 1.0000 0.3
Pb Y=2.412E-2X+1.667E-3 0~40.0 0.9998 0.9
注：检出限ng/ cig，以定容至30 mL，抽吸4支卷烟计算。
(4) 本发明方法的重复性和回收率
对侧流烟气粒相物样品和侧流烟气气相物样品分别平行测定6次，以测量结果的相对标准偏差RSD%表示重复性。结果如表7和表8。
表7侧流烟气粒相物重复性实验结果（ng/cig）
编号 1 2 3 4 5 6 RSD %
Cr 34.9 33.8 36.2 39.4 30.1 35.7 8.7
Ni 7.2 8.3 7.9 6.9 8.0 7.4 7.0
As 4.5 4.8 5.1 4.8 3.9 5.0 9.3
Se 3.4 3.6 3.9 3.1 4.0 3.8 9.3
Cd 596.7 547.2 552.0 583.1 565.3 544.2 3.8
Pb 19.2 20.7 23.5 21.9 22.1 24.3 8.4
表8侧流烟气气相物重复性实验结果（ng/cig）
编号 1 2 3 4 5 6 RSD %
Cr 7.5 6.8 8.4 7.7 7.9 8.3 7.5
Ni 12.5 13.5 11.8 13.0 12.2 11.4 6.2
As 1.3 1.7 1.6 1.7 1.5 1.5 9.8
Se 1.8 2.0 1.7 1.8 1.5 1.9 9.7
Cd 1.9 2.0 2.0 1.8 1.9 2.1 5.4
Pb 11.2 9.8 10.0 10.3 11.5 10.7 6.4
在侧流烟气粒相物和侧流烟气气相物待测溶液中分别加入一定量的标准溶液，对原待测溶液和加标后的待测溶液进行测定，考察方法的回收率。如表9和表10。
表9侧流烟气粒相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的回收率
表10侧流烟气气相物中铬、镍、砷、硒、镉、铅的回收率
本发明方法建立了鱼尾罩串联石英纤维滤片收集卷烟侧流烟气粒相物，三级吸收瓶收集侧流烟气气相物的侧流烟气收集和处理方法以及ICP-MS的检测方法。与现有技术相比本发明具有以下优良效果。
采用酸蒸滤片净化器进化滤片防止滤片和酸液之间的交互污染，净化效果好并且不损坏滤片。
在10万级洁净工作间内抽吸卷烟，防止大气元素背景对检测结果带来干扰。
优化鱼尾罩和吸烟机水平板之间的距离，保证侧流烟气均能进入收集系统。鱼尾罩串联石英纤维滤片收集侧流烟气粒相物有效降低了背景干扰。三级吸收瓶收集侧流烟气气相物使气相物的收集更加完全。
采用微波消解方式处理样品，消解效果好，元素损失少，操作简单。本发明混合酸体系对于侧流烟气粒相物和气相物样品消解彻底，消解液澄清，透明。
优化ICP-MS采样参数，在线加入内标，采取恰当的内标元素对干扰进行校正，测定烟灰样品回收率高结果准确。
本方法测定侧流烟气当中的重金属具有收集效率高、收集系统背景干扰小、准确、灵敏度高、重复性好等优点。
附图说明
图1为本发明的检测流程图。
具体实施方式
本发明结合实例做进一步描述。
实例1：
1．试剂与仪器：
Cr、Ni、As、Se、Cd、Pb 混合标准溶液 (10mg/L，美国Agilent公司)； In、Bi 混合内标溶液（1mg/L，美国Agilent公司）；Ce、Co、Li、Tl、Y调谐液（10μg/L，美国Agilent公司）；甲醇 (优级纯，德国Merck公司)；HNO3(优级纯，65％，质量分数，德国Merck公司)； H2O2(优级纯，30％，质量分数，德国Merck公司)；超纯水(电阻率≥18.2 MΩ·cm)。
LM5侧流吸烟机（德国Borgwaldt-KC公司）；Agilent 7500a电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS，美国Agilent公司）；CEM Mars6 微波消解仪（美国CEM公司）；Milli-Q50超纯水仪（美国Millipore公司）；控温电加热器（BHW-09C，上海博通公司），防尘排风罩；酸蒸滤片净化器； PET容量瓶30 mL, PET容量瓶50mL，PET容量瓶1000mL，PET样品瓶100mL。
2．样品处理：
按照GB/T 5606.1抽取卷烟样品A(烤烟型卷烟)，平衡48h（温度22±1℃，相对湿度60±3％），挑选合格的烟支（重量：平均值±10mg）。开机预热侧流吸烟机(Borgwaldt-KC LM5)，按照YC/T185-2004《卷烟侧流烟气中焦油和烟碱的测定》调整检查吸烟机抽吸参数。安装并调节鱼尾罩使之距吸烟机水平板3mm。连接装有石英纤维滤片的捕集器于鱼尾罩上，将三个盛有10mL 10%硝酸(v/v)的吸收瓶连接于捕集器与流量计之间的侧流烟气收集管路中。打开真空泵，调整流量为2.5L/min。吸烟机工作参数调整正常后，更换连接干净的鱼尾罩、捕集器（内装净化的石英纤维滤片）和吸收瓶。在10万级洁净工作间内抽吸卷烟。抽吸完毕，同时取下滤片夹持器和鱼尾罩，收集处理粒相物。用聚四氟乙烯镊子将滤片夹持器重的石英纤维滤片取出，放入PET样品瓶中，用甲醇润湿的1/4片石英纤维滤片擦拭捕集器两次，擦拭后的滤片也放入样品瓶中，用10mL甲醇淋洗鱼尾罩内壁的烟气冷凝物于样品瓶中，密封样品瓶，超声震荡萃取30min，将甲醇萃取液转移至消解罐中，再分2次每次加10mL甲醇于样品瓶中，超声震荡30min，将萃取液均转移至同一消解罐中。将消解罐放入控温电加热器（加防尘排风罩）中，90℃条件下，赶甲醇约1h，使消解罐中甲醇剩余约1mL，取下消解罐，冷却至室温。向消解罐中加入5mL的硝酸， 100℃加热20min，取下消解罐，冷却至室温。向消解罐中加入1mL的硝酸，1mL的双氧水，密封消解罐，置于微波消解仪中进行消解。取下三级溶液吸收瓶，从气体入口加5mL双氧水于每个吸收瓶中，超生振荡30min。合并三个吸收瓶中的吸收液转移至消解罐中。将消解罐放入控温电加热器（加防尘排风罩），130℃条件下，浓缩至1mL，取下消解罐，冷却至室温。向消解罐中加入6mL的硝酸，1mL的双氧水，密封消解罐，置于微波消解仪中进行消解。消解完毕，取出消解罐，在控温电加热器（加防尘排风罩）中130℃加热约20min，冷却至室温。将试样溶液转移至30 mL容量瓶中，用超纯水清洗消解罐3～4次，清洗液均转移至30 mL容量瓶中，超纯水定容，摇匀。
3．样品测定：
开启ICP-MS，待仪器稳定后，吸取Ce、Co、Li、Tl、Y调谐液调整仪器参数，使灵敏度和干扰物的水平在合理范围内。吸取标准空白溶液，配制好的1μg/L、2μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L、40μg/L、60μg/L铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液，在线加入内标，进行ICP-MS测定。以待测元素含量与对应内标元素含量的比值为横坐标，待测元素质荷比强度与对应内标元素质荷比强度的比值为纵坐标，建立待测元素标准工作曲线。对校正数据进行回归分析，得铬、镍、砷、硒、镉、铅浓度关系的回归方程。对样品溶液和内标溶液同时进行测定，以样品中铬、镍、砷、硒、镉、铅质荷比强度与对应内标元素质荷比强度的比值带入回归方程，经过计算，即得待测侧流烟气粒相物和气相物样品中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量，结果见表11。
表11 卷烟样品A侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅含量检测结果
元素（ng/cig） Cr Ni As Se Cd Pb
侧流粒相 2.0 1.9 9.9 6.8 642.4 23.2
侧流气相 5.9 11.8 1.1 2.4 0.4 7.1
侧流 7.9 13.7 11.0 9.2 642.8 30.3
实例2：
具体步骤如实施例1所述，卷烟样品B（白勒烟），测得卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量见表12。
表12 卷烟样品B侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅含量检测结果
元素（ng/cig） Cr Ni As Se Cd Pb
侧流粒相 1.8 4.7 7.6 2.0 1096.2 12.9
侧流气相 1.6 4.8 1.8 2.1 1.2 2.7
侧流 3.4 9.5 9.4 4.1 1097.4 15.6
实例3：
具体步骤如实施例1所述，卷烟样品C（香料烟），测得卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量见表13。
表13 卷烟样品C侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅含量检测结果
元素（ng/cig） Cr Ni As Se Cd Pb
侧流粒相 6.0 2.5 8.6 5.8 526.7 6.9
侧流气相 5.4 49.1 1.6 2.0 1.5 8.8
侧流 11.4 51.6 10.2 7.8 528.2 15.7
实例4：
具体步骤如实施例1所述，卷烟样品D（混合型卷烟），测得卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅的含量见表14。
表14 卷烟样品D侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅含量检测结果
元素（ng/cig） Cr Ni As Se Cd Pb
侧流粒相 38.8 4.1 15.3 5.9 541.2 20.0
侧流气相 3.7 3.0 4.8 - 1.3 6.4
侧流 42.5 7.1 20.1 5.9 542.5 26.4

Claims (6)

1.一种卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的检测方法，其特征在于：首先通过鱼尾罩串联石英纤维滤片捕集侧流烟气粒相物，三级串联的溶液吸收瓶捕集侧流烟气粒相物,超声萃取捕集的粒相物和气相物，控温电加热器浓缩和预消解后，微波消解样品，赶酸定容，采用电感耦合等离子体质谱对样品待测液中铬、镍、砷、硒、镉、铅含量进行测定，具体步骤如下：
a、实验用具的清洁；
b、石英纤维滤片的净化，在200℃酸蒸滤片1h，取出滤片，用超纯水淋洗，在10万级洁净柜中晾干，待用；
c、卷烟准备，按照GB/T 5606.1抽取卷烟样品，在温度22±1℃和相对湿度60±3％条件下平衡48h，挑选重量合格的烟支；
d、侧流吸烟机准备，开机预热侧流吸烟机，安装鱼尾罩，调节鱼尾罩与吸烟机水平板的位置距离在3mm以内，连接装有2片石英纤维滤片的捕集器于鱼尾罩上，将三个盛有10mL10%硝酸(v/v)的吸收瓶串连于捕集器与流量计之间的侧流烟气收集管路中；
e、侧流烟气粒相物的收集和处理，在10万级洁净工作间内抽吸卷烟样品，随机选取平衡后的卷烟进行抽吸，每个抽吸通道抽吸4支卷烟，抽吸完毕，打开滤片夹持器，取出石英纤维滤片于样品瓶中，同时取下鱼尾罩，用甲醇作为淋洗液和萃取剂淋洗鱼尾罩内壁并萃取石英纤维滤片，收集淋洗和萃取液于消解罐中，加热蒸发甲醇后，采用酸体系消解样品；
f、侧流烟气气相物的收集和处理，抽吸完毕后，向吸收瓶中加入双氧水，进行超声振荡，合并三个吸收瓶的吸收液并转移至消解罐中，加热浓缩后，采用酸体系消解样品；
g、赶酸定容，消解完毕，取出消解罐，在控温电加热器中130℃加热20min，消解罐不冒黄烟时取出，冷却至室温，将试样溶液转移至30 mL塑料容量瓶中，用超纯水清洗消解罐3～4次，清洗液也转移至30 mL容量瓶中，用超纯水定容，摇匀，即分别得侧流烟气粒相物和侧流烟气气相物样品待测液；
h、标准工作溶液的配制，标准空白溶液：5％硝酸，配制不同浓度的铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液；
i、电感耦合等离子体质谱测定，吸取一定体积的标准空白溶液和不同浓度的铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液，注入电感耦合等离子体质谱中，在线加入内标，在选定的仪器参数下，以待测元素铬、镍、砷、硒、镉、铅含量与对应内标元素含量的比值为横坐标，待测元素铬、镍、砷、硒、镉、铅质荷比强度与对应内标元素质荷比强度的比值为纵坐标，建立铬、镍、砷、硒、镉、铅的标准工作曲线，求得铬、镍、砷、硒、镉、铅浓度关系的一元线性回归方程，R2大于0.999,在线加入内标对侧流烟气粒相物和气相物样品溶液分别进行测定，将样品中铬、镍、砷、硒、镉、铅质荷比强度与对应内标元素质荷比强度的比值带入回归方程，计算得待测样品中铬、镍、砷、硒、镉、铅含量。
2.根据权利要求1所述的卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的检测方法，其特征在于：侧流烟气粒相物和气相物消解的混合酸体系为：V65%硝酸：V30%双氧士 =6∶1。
3.根据权利要求1所述的卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的检测方法，其特征在于：微波消解程序为升温5min至100℃，保持5min，升温5min至160℃，保持5min，升温5min至190℃，保持30min。
4.根据权利要求1所述的卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的检测方法，其特征在于：甲醇萃取液和硝酸吸收液的浓缩以及赶酸所用的控温电加热器需配排风防尘罩。
5.根据权利要求1所述的卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的检测方法，其特征在于：在步骤a中，用硝酸浸泡鱼尾罩、捕集器、吸收瓶，使用前依次用超纯水和甲醇冲洗，晾干，保存。
6.根据权利要求1所述的卷烟侧流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅元素的检测方法，其特征在于：所述不同浓度的铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液的浓度分别为1μg/L、2μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L、40μg/L、60μg/L。
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