香烟中重金属对人和环境的影响状况分析
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【摘要】目的 检测吸烟过程中重金属的挥发量，了解重金属对人体的损害情况，为制定相应的防护措施提供依据。方法 采用等离子体发射光谱法和原子荧光光谱法测定在吸烟过程中不同部分的金属含量分布，计算吸烟过程中重金属的挥发量与残留量，判断不同金属对人体的影响。结果 铅和砷挥发量较小，决大部分被烟丝本身和过滤嘴吸附；汞和镉的挥发量较高，大部分含量随烟雾进入人体和挥发在空气中。结论 铅和砷对主动吸烟者有一定的影响，镉和汞对主动吸烟、被动吸烟者和吸烟环境影响较大。
【关键词】吸烟 重金属 挥发量 残留量
中图分类号：R1 文献标识码：B 文章编号：1005-0515(2011)3-315-02
吸烟危害健康已是众所周知的事实，据WHO统计，目前全球每年约有500万人因吸烟而死亡，烟草已成为继高血压之后的第二号“杀手”，吸烟是肺癌的重要致病因素之一。目前国家已出台多种措施对公共场所、学校、医院等重要地点实施控烟和禁烟。目前国际与国内对香烟已建立了相关检测标准[1]，其主要检测内容为捕集烟气中粒相物质和气相物质，测定一氧化碳、烟碱、焦油的含量。对香烟及烟气中各类重金属的含量测定报道较少，本文采用等离子体发射光谱法[2]和原子荧光光谱法[3.4]测定香烟在吸烟过程中不同部分的金属含量分布，从而计算吸烟过程中重金属的挥发量与残留量，根据挥发量与残留量来判断吸烟对主运吸烟者、被动吸烟者及吸烟环境的影响。
1 材料与方法
1.1 仪器设备 PE7000DV等离子体发射光谱仪(美国珀金埃尔默公司、AFS-230E原子荧光光谱仪(北京海光公司)、MDS-20微波消解仪(上海新仪)、电子分析天平(瑞士普利赛斯公司)。
1.2 试剂和标准 Pb、Cd、As、Hg标准溶液均由环境保护部标准样品研究所研制；酸均为优级纯；其他试剂为分析纯；需配制的试剂均为临用前现配；实验用水为密理博纯水机制备的超纯水，电阻率达到18.2MΩ·m。
1.3 试样 购置涟水县烟草专卖局烟店，香烟为同一批号、同一包装内的香烟，选择质量相近的50支作为待测样品供测定。
1.4 方法
1.4.1 取样
1.4.1.1 本底烟样 准确称取过滤嘴、烟体各5份到消解容器中供平行测定。
1.4.1.2 残留烟样 在清洁的环境中采用人工吸烟法在吸至烟体1/2处时，将过滤嘴、1/2烟身、烟灰放入消解容器中，平行操作15次供平行测定。
1.4.2 样品处理 将上述样品分别放入消解罐中，加入4mL硝酸、1mL过氧化氢，密闭放入微波消解仪中消解，消解完全后分别定容至10mL供测定。同时做空白试验。
1.4.3 标准系列
用环境保护部标准样品研究所研制的Pb、Cd、As、Hg标准溶液配制标准系列，在本工作范围内，各元素线性关系良好，数据见表1。
表1 标准系列及线性方程(μg/L)
1.4.4 测定条件
1.4.4.1 汞的测定 仪器条件：负高压280V，灯电流15mA,观测高度8mm，载气400mL/min,屏蔽气900mL/min。样品重复测定3次。
1.4.4.2 铅、镉、砷的测定 仪器工作参数：高频发射功率1300W，冷却气流量15L/min，雾化气流量0.7L/min;等离子体观测：轴向，观测距离15.0mm；分析线：Pb220.353nm、Cd228.802 nm、As193.696 nm;样品提升量1.5mL/min；样品重复测定次数3次。
1.5 样品测定 选择最优仪器条件，分别将空白溶液、标准系列、样品溶液依次测定。铅、镉、砷采用等离子体发射光谱法，汞采用原子荧光光谱法进行测定。
2 结果
2.1 测定结果 计算方法：本底值=过滤嘴测定值+烟体测定值，残留值=过滤嘴测定值+1/2烟体测定值+烟灰测定值,挥发量=(本底平均值-残留平均值)/本底平均值*100，计算结果见表2。
表2 挥发量测定结果(μg/支)
2.2 结论 铅和砷挥发量较小，决大部分被烟丝本身和过滤嘴吸附；汞和镉的挥发量较高，大部分含量随烟雾进入人体和挥发在空气中。铅和砷对主动吸烟者有一定的影响，镉和汞对主动吸烟、被动吸烟者和环境影响较大。
3 讨论
3.1 在吸烟过程中四个项目的本底值与残留值有较大的差异，各种金属离子会因烟头的温度和中吸力量而挥发和流动。在吸烟时重金属随烟雾进入人体，吸附在烟丝和过滤嘴中；在不吸时挥发到空气中、残存在烟灰中。
3.2 挥发量的高低是由于元素本身性质决定的，铅的熔点327℃，沸点1525℃；镉的熔点320℃，沸点767℃；汞的熔点-38.7℃，沸点357℃；砷的熔点818℃，沸点615℃。香烟中心部位温度高达800-900℃，在卷纸的燃烧边缘温度达200-300℃。吸烟时中心温度要比自由燃烧时高一些。要保持香烟燃烧，中心部分必须在700℃以上。镉和汞由于挥发温度比较低，在吸烟的过程中始终都在挥发，挥发量大，烟丝和过滤嘴吸附量较小，对主动吸烟者、被动吸烟者、吸烟环境都造成危害。
3.3 由于国家采取禁烟的政策，许多单位和场所均设了吸烟室和吸烟区，条件较为简陋，通风状况差，烟民在吸烟时处于烟雾浓度较高状态，挥发至空气中的各种有害金属元素和其他有害物质被吸烟者进行多次循环吸收，从而给吸烟者造成较大的伤害，建议吸烟室应设在通风较好的区域或有较好的排风系统。
3.4 烟灰中含有一部分有害金属元素，烟灰随着气流会形成细小的颗粒漂浮在空气中，易被吸烟者和他人二次吸收，从而造成机体吸收，建议烟灰应存放在密闭的容器中或将烟灰处于湿式状态，定期清理。
3.5 虽然香烟中含有的有害金属被人体吸收量较低，但随着时间的累积， 烟民容易重金属中毒，因为烟草通过高温燃烧可使重金属汽化，产生汽溶胶，这种物质不走消化系统，而是通过呼吸道吸入，因此吸收率较日常接触要高出很多。香烟燃烧后产生的各种重金属蒸汽会给主动吸烟者、被动吸烟者、环境造成损害和污染。
3.6 随着我国工业化进程的加快,部分种植烟草环境受到重金属污染,烟草中的重金属是由生产环境中的水、土壤、空气带入的 ......
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