YC-T 155-2001 烟草和烟草制品 空气中气相烟碱的测定 气相色谱法.pdf

Y G/ T 1 5 5 2 0 0 1前 般标准等同采用国际标准化组织发布的国际标准 I S O 1 1 4 5 4 : 1 9 9 7 ( 烟草和烟草制品空气中气相u 4 4 (1 1 测定气4 11 色谱法 本标准为行朴提供 了 空气中气相烟碱含量的检测方法。 可用以监测环境空气质量 科学评价吸烟对令 、 质拼的影响。 人标4将该国际标准中的引用标准改为了相应的我国N家标准和行业标准; 保留了该国际标准的前. li d I S ( ) 前言. 井增加了本标准的前言; 在样品采集( 7 . I ) 中增加了采集平行样品的规定; 载气增加厂 !匆 纯氮气的使川 本标准的附录A是提示的附录 术标准山全国烟eF . 标准化技术委员会卷烟分技术委员会提出。 术标准山国家烟草专卖局归口 卞标准起草单位: i i i 国烟0 : 标准化研究中心 本标准主要起草人: 刘彤、 谢复炜、 王芳、 李荣、 杨进、 胡清源v C / r 1 5 5 -2 0 0 1I S O前言 国际标准化组织( I S O) 是国家标准团体( I S O成员团体) 的世界性联盟。 国际标准的制定 下 作由工 5 ( 技术委员会承担 成员团体若对某一已成立技术委员会的课题感兴趣都有参加此委员会的权力 与I S ( )建扭 联系的官方和非官方国际组织也参与工作。I S ( ) 与国际电工组织( I E C ) 在所有有关电丁标准的间题 紧密合作 技术委员会采纳的国际标准草案发送各成员团体投票。至少7 5 %的成员团体投赞成票， 才u ( 作为国际标准发布。 国际标准I S O 1 1 4 5 4 是由I S O / T C 1 2 6 技术委员会烟草和烟草制品分技术委员会制定的 本国际标准的附录A仅供参考中 华 人 民 共 和 国 烟 草 行 业 标 准 烟草和烟草制品空气中气相 烟碱的测定气相色谱法 T o b a c c o a n d t o b a c c o p r o d u c t s -D e t e r m i n a t i o n o fv a p o u r - p h a s e n i c o t i n e i n a i r -G a s - c h r o m a t o g r a p h i c me t h o d Y C / T 1 5 5 -2 0 0 1i d t I S O 1 1 4 5 4 : 1 9 9 71 范 围本标准规定了测定环境空气中气相烟碱的方法本标准适用于烟草和烟草制品r 1 : 1 如果使用此方法测定来源于烟气的烟碱， 应认识到空气中存在的烟碱只能作为是否发生吸烟行为的定性示 踪物. 研究表明， 不能由烟碱的含量定量推出其他烟气成分。有关使用限制和应用范围的内容 参见附录 A. 参考文献 1 12 引用标准 卜 列标准所包含的条文， 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时， 所示版本均为有效。所有标准都会被修订， 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 G B / T 1 2 8 0 6 -1 9 9 1 实验室玻璃仪器 单标线容量瓶 G B / 1 1 2 8 0 8 - 1 9 9 1 实验室玻璃仪器单标线吸量瓶 Y C / T 3 4 -1 9 9 6 烟草及烟草制品总植物碱的测定光度法3 定 义 本标准采用下列定义。3 . 1 气相烟碱 v a p o u r - p h a s e n i c o t i n e 未附着在烟气粒相物质上的烟碱。3 . 2 环境空气 a m b i e n t a i r 特定的室内或室外环境中包含的空气。4原理 通过装有专用树脂的样品吸收管， 以大约1 工 _ / m i n的速度抽吸已知的一定体积的空气 将树脂转移到一个玻璃瓶中， 加人内标物 将烟碱和内标物溶解在溶剂中。 用装有热离子检测器的气相色谱仪检测。5 试剂 所有试剂均应为分析纯级 所有容量瓶和移液管都应分别符合G B / T 1 2 8 0 6中A 级和G B / T 1 2 8 0 8 中A级规定要求5 门乙酸乙醋: 色谱纯.5 . 2 三乙胺: 纯度不低于 9 9 X， 用于调节乙酸乙醋溶剂。国家烟草专卖局 2 0 0 1 一 0 4 一 2 3 批准2 0 0 1 一 0 7 一 0 1实施Y C / T 1 5 5 - 2 0 0 15 . 3 烟碱: 纯度不低于 9 9 %0 使用前， 在 。 C4 (下避光保存， 其含量应按 Y C 门 3 4中附录部分的要求测定。5 . 4 哇琳: 纯度不低于9 9 ， 用作内标物。5 5 吸收树脂: 是由交联苯乙烯和二乙烯基苯构成的微球树脂组成， 比表面积大约7 2 5 m i g56 萃取溶剂: 用于从吸收树脂( 5 . 5 ) _上 解吸烟碱 制备含有 。 . O l %( V / V ) 三乙胺( 5 , 2 ) 的乙酸乙酷( 5 . D溶液5 . 7 烟碱标准溶液5 . 7 . 1 一次标准溶液 准确称量 1 0 0 m g 左右的烟碱( 5 . 3 ) ， 转移到1 0 0 m l ， 的容量瓶中用萃取溶剂( 5 - 6 ) 稀释至刻度。5 ， 7 . 2 二次标准溶液 将 I m 工一次标准溶液( 5 . 7 . 1 ) 移人 1 0 0 m l容量瓶中用萃取溶剂( 5 - 6 ) 稀释至刻度。5 . 8 哇琳标准溶液5 . 8 门一次标准溶液 准确称量1 0 0 m g 左右的哇琳( 5 . 4 ) ， 转移到1 0 0 m l 容量瓶中用萃取溶剂( 5 - 6 ) 稀释至刻度5 . 8 . 2 二次标准溶液 将 1 0 . 0 m L 一次标准溶液( 5 - 8 . 1 ) 移人1 0 0 m l容量瓶中用萃取溶剂( 5 . 6 ) 稀释至刻度5 . 9 校准溶液 至少准备两组校准溶液， 每组包括五个标准校准溶液， 以覆盖测试样品的预计浓度范围， 将一定量的烟碱二次标准溶液( 5 . 7 . 2 ) ， 例如1 0 p l _ , 2 0 rA -5 0 I A -1 0 0 , I - 和 2 0 0 F I加至五个 2 m l的色谱瓶( 6 . 4 ) 中( 每个色谱瓶含有烟碱0 . 1 V g - - 2 . 0 V g ) 。 加入5 0 川 的座琳二次标准液( 5 . 8 . 2 ) 和1 m l . 的萃取溶剂( 5 . 6 ) 至每一个容器中。加盖摇匀。 注2 如果在测试溶液中烟碱/ a1 琳的比 率不变， 色谱瓶中的溶液体积是否准确和同一烟碱浓度配制两份溶液的体 积是否相同并不重要5 门0 气体 挽作气相色谱使用的气体是氦气或高纯氮气、 氢气和压缩空气。6 仪器 实验室常月 j 仪器及以下各项6 . 1 抽样泵: 校准后的空气流速为 1 L / mi n e6 . 2 样品吸收管 玻璃管两端火封， 7 c m X6 m m( 外径) . 4 m m( 内径) ， 装有两部分 2 0 1 4 0 f l 的吸收树脂， 中间用玻璃纤维隔开， 两端用玻璃纤维堵上6 . 3 气相色谱仪 具有程序升温功能， 热离子检测器( 参见注3 ) ， 数字积分仪和自动进样器( 任选的) 推荐的毛细管柱如下: a ) 3 0 mX0 . 3 2 m m( 内径) 毛细管柱， 涂覆1 . 0 p m的5 聚苯基甲基硅氧烷膜( 首 选) ; 或 b ) 3 0 mX 0 . 5 3 m m( 内径) 毛细管柱， 涂覆1 . 5 1 A m的5 %聚苯基甲基硅氧烷膜。 上 述柱子需有进行柱卜 进样或有分流/ 不分流的毛细管进样口。而且， b ) 柱能用于填充柱进样I I 注 3 热离子检测器是一种专用气相色谱检测器， 基于选择性表面增强离子化作用， 它对某些化学物质表现出很强 的选择性/ 灵敏度也称为“ 碱火焰离子化” 检测器和“ 氮磷” 检测器。6 , 4 样品玻管: 容积为2 m l的硅硼玻璃容器， 配有聚四氟乙烯( P T F E ) 覆膜的盖子( 例如， 自动进样器的色谱瓶)6 5 分析天平: 精确至0 . 0 0 1 9 .6 . 6 单刻度移液管 规格为 1 m l ， 和1 0 M L .6 7容量瓶: 规格为 1 0 0 mlY C / r 1 5 5 -2 0 0 16 . 8 微量移液管: 规格为5 ,y .L , 1 0 I 1 . , 2 0 I d和 5 0 1A. 或微量加样器， 规格为5 ,u l至2 0 0 p 16 . 9 机械振荡器: 能达到 1 0 0 终的萃取效率( 见7 . 5 )7 步骤7 门样品采集 打开树脂吸收管( 6 . 2 ) 的两端， 保证打开部分的直径至少是管内径的一半以上。将吸收管前端对待测空， 、 进行采集， 将吸收管后端用管子接在抽样泵( 6 . 1 r . 调整泵抽样速度在 。 . 5 L / m i n和1 . 2 5 1 /n u n之间， 按所需的时间采集空气样品。记录所设的泵抽样速度和抽样时间， 以便计算采集样品体积I ( 8 . 2 ) _ 平行采集两份以L 样品 月 建议抽样时间不少于1 h但是 在烟气量较大的环境采样时 容易发生“ 渗漏” 现象( 见8 . 1 ) , 建议平行样品采 取措施， 降低采样速度或缩短采样时间， 防止超过采样管树脂容量 使采样无效 如果所测浓度需要换算成标准温度和压力( 见8 . 3 ) 下的浓度， 记录抽样时的温度和压力的平均值 样品采集完后， 如果不是立即进行检测， 用塑料塞子将样品吸收管塞住室温下避光保存不能超过两星期. 或保存于冰箱中; 建议采用后者若保存于冰箱中， 样品至少可保存四星期。了 . 2 样，昆制备和试样7 . 2 门测试样品 将梅一 个样品的玻璃纤维和吸收树脂从吸收管( 6 . 2 ) 前端取出转移到一个2 m 工的色谱瓶( 6 . 4 )中、 将吸收管后端的玻璃纤维和树脂转移到另一个色谱瓶中。采样管中部的玻璃纤维不取出。在每一个色潜 瓶中加人5 0 川 、 的二次哇琳标准溶液( 5 . 8 . 2 ) 和1 m l 一 萃取溶剂( 5 . 6 ) 塞上塞子振荡3 0 m i n7 . 2 . 2 空r 4 和样品同时进行， 取三个未打开的吸收管， 将其两端打开， 取出两端的玻璃纤维和树脂分别放人色聆瓶 朴 ， 管中部的玻璃纤维不取， 加人二次内标溶液和萃取溶剂按7 . 2 . 1 所述进行操作7 . 3 产 乙 相色谱仪 按照仪器使用说明书对气相色谱仪、 数字积分仪、 自动进样器( 任选的) 进行操作较合适的色谱条件如 卜 : 氮载气流速: 柱a ) ( 6 . 3 ) 约2 ml-/min或柱头压8 3 k P a ; 柱b ) ( 6 . 3 ) 约 1 5 ml . / m i n或柱头压 1 0 3 k P a w几 用氮气作载气时流速略大。 初始炉温( 时17) : 1 5 0 C ( 0 mi n ) 程序升温速度: 5 C / mi n升至1 8 0 C A 些 样口温度: 2 5 0 C 进样体积: 1 川-2 t. L 进样方式: 。 ) 分流进样( 分流比约为1 0 : 1 ) ; b ) 直接进样或柱上进样 检测器温度 3 0 0 C 检测器灵敏度: 。 . 1 l g / m L标准校准溶液测烟碱的信噪比大于5 0 分析时间约为6 mi n 汁 G 给出压力作为通过测定柱头压设置流速时用。 月 : 7 不分流进样的方法， 见附录A ， 参考资料仁 6 0 7 . 4 测定 用气相色谱测定一系列标准校准溶液和样品. 及另一系列校准溶液， 得到哇琳和烟碱的积分峰N 积 门算衍 一 个烟碱/ 咋琳峰面积比 分析所有给定浓度的校准溶液， 计算平均值， 用峰面积比率作纵轴、 微屯计的烟碱作横轴建立校准曲线 对校正数据进行线性回归或最小二乘法( 哪种方式更合适于所有仪Y C I r 1 5 52 0 0 1器即用哪种， 期望R - 。x ) 9 0 1 ) 。从烟碱/ 映琳峰面积比率i 寸 - 协 一 个样品中的烟碱含量7 . 5 萃取效率的测定 取 全 ( ) 个未用过的样品吸收管. 将两端打开. 将前端的玻璃纤维和树脂取出放人 Zm工的色1 P 瓶( f . 们中在了 I 个色谱瓶中加人 。 川 烟碱二次标准济液( 5 . i . 2 ) , 五个色谱瓶中加人? 0 月， 八 个色洛瓶中加人5 0 川 剩余h . 个用作空自 盖I塞子一 将所有色谱瓶与测试样品以相同方式保存 在所有色君瓶中加人5 0 川 二次咬琳标准溶液( 5 . 5 - 2 ) 和 1 n il萃取溶剂( 5 . fi ) 、 分析样品和空f l的烟碱， 按 7 . 9 测定样品。 不同浓度的样品的烟碱萃取效率D E按式( 1 ) 给出:D E 一 - li, y. C式， ， :4 ,样品中所检测到的烟碱平均质09 : B一空H中的烟碱平均质量小 9 ; ( 、 、加人样品中的烟碱平均质量， I, g 通过方差分析或t 检验来确定三种浓度样品( P GO . 0 5 ) 的D E值是否不同。 如果D E值不同， 以D E位对所加人的烟碱质量作图。使用此图可得到D E值 用于计算空气样品( 见R . 1 ) 中的烟碱质贫_当川合并结果进行 检验后， 如果三种浓度的D E值相同但不是 1 0 0 j ; ， 将合并算术平均值作为D E值 至少重复测定两次， 直到取得 一 致的结果( t 检验, P不小于0 . 0 5 )8 结果的表示一8 . 1 计算样品中烟碱的总质量 样品中烟碱总质量W， 以微克计， 按式( 2 ) 计算: 了 几一R )+ 乃 卜刀 OT ) E式卜 人 一样品吸收管前端的树脂中 所含的烟碱质量, bi g ; 1 3 所有空白 管( 7 . 2 中所述) 前端所含的烟碱平均质垒 k g ; 月 样品吸收管后端的树脂中所含的烟碱质量, 11 g ; 8 1, - 一所有空白 管( 7 - 2 中 所述) 后端所含的烟碱平均质量, R 9 ; 1 ) F .按7 . 5 测定的萃取效率。 如果样品i t 后端采集的烟碱数量超过总量的 5 0 a ， 则说明发生 了渗漏， 整个样品视作无效。在这种情况下， 降低抽样速度或缩短采样时间重新采集样品 或者两种措施同时采用， 以达到不超过样品吸收竹树脂容量的目的。8 - 21 C f 18 . 3i 卜 货空气中烟碱含量采集的空气中的烟碱含最N、 以微克/ 立方米讨， 按式( 3 ) 计算:丫 l 0 0 0. . . . . . . . . . . . . . . . (3)一: 体样品中烟碱总质量， f P g ; V采集样品体积往;0 0 0是 将升 转换为立 方米的转换系 数计算转换为标准温度、 压力条件时的空气中烟碱的含量如果想要或因为泵的特性的需要， 将样品烟碱含量换算为标准温度、 压力条件下的含星从 : . 以微完 tl/ 力米训0 1 3K 1 0 力( T 一 2 7 3 )式 j , :人. 按式c 4 ) 计算 : 夕 泳 准 二N X l 按8 . 2 得到的烟碱含量, )i g / m丫_ 2 9 8Y C / T 1 5 5 -2 0 0 1 P 一采集样品时的大气压, P a ; 7 一 采集样品时的温度. C;1 . 0 1 3 X 1 0 - 标准大气压 P a ; 2 9 8 一 一标准温度的约整数， K9 精密度 1 9 9 1 年， 七个实验室参与对六个样品进行了共同研究试验( 见参考资料 5 1 ) ， 得到表( 1 ) 中的重复性( ， 一 ) 和再现性( R) 的极限值:表 1烟碱平均浓度 I H / m a . 0 1 3 . 2 34 . 7重复性极限值再现性极限值 R1 . 32 . 85 . 8厂一。一一1 0 可能存在的干扰 在发生吸烟行为的环境空气中， 虽然含有约为烟碱浓度的1 %的唆琳， 但在大多数的环境中使用本方法 以咬琳作内标( I S ) 是合适的 在实地试验中， 所采集的空气中通常有。 1 g 至2 P g 的烟碱存在于吸收树脂仁 。 样品浓度在此范围内时， 收集在树脂上的喳琳质量在检测限之下， 对作为内标加人的5 k g 哇琳不产生干扰。 如果本方法用于所采集的烟碱含量很大的情况下( 1 0 Ix g ) ， 应对其进行修改。建议作如下修改: ll 降低采样速度或缩短采样时间; 2 ) 将吸收树脂放人较大体积的溶剂中萃取， 将规定数量的内标加人到1 m L的萃取液中; 3 ) 增加内标哇琳的量; A ) 用N 一 乙基降烟碱作内标( 见参考资料 3 1 )1 1 试验报告 试验报告应给出每立方米空气中烟碱的含量， 应包括所有影响结果的条件( 例如， 空气条件、 采样时间和采样速度) 还应给出确认试验空气所需的所有细节。Y C / r 1 5 5 -2 0 0 1 附录A( 提示的附录)参 考 文 献 1 C O R E S T A R e c o m m e n d e d Me t h o d N o . 1 4 一 D e t e r m i n a t i o n o f n i c o t i n e i n a m b i e n t a i r b y g、 c h r o m a t o g r a p h i c a n a l y s i s ( S e p t e mb e r 1 9 9 3 ) 2 Ma n u a l o f A n a l y t i c a l Me t h o d s : N a t i o n a l I n s t i t u t e f o r O c c u p a t i o n a l S a f e t y a n d H e a l t h : C i n c i n n a t i , O h i o , US A, 1 9 7 7 , P a r t 1 1 , V o l . 3 ; Me t h o d N o 5 2 9 3 . 3 M. W. O g d e n , L . W. E u d y , D . L . H e a v n e r , F . W. C o n r a d , J r . a n d C . R . G r e e n , I m p r o v e d G a s C h r o - m a t o g r a p h i c D e t e r m i n a t i o n o f N i c o t i n e i n E n v i r o n m e n t a l T o b a c c o S mo k e , A n a l y s t ， S e p t e mb e r 1 9 8 9 , V o l . 1 1 4 , p p 1 0 0 5 - 1 0 0 8 . 4 M. W. O g d e n , G a s C h r o m a t o g r a p h i c D e t e r m i n a t i o n o f N i c o t i n e i n E n v i r o n m e n t a l T o b a c c o S mo k e : C o l l a b o r a t i v e S t u d y , J . A s s o c . Of f . A n a l . C h e m. , N o v e mb e r / D e c e mb e r 1 9 8 9 , V o l . 7 2 . p p 1 0 0 2 - 1 0 0 6 . 5 刁 M. W. O g d e n , E q u i v a l e n c y o f G a s C h r o m a t o g r a p h 5 c C o n d i t i o n s i n D e t e r m i n a t i o n o f N i c o t i n e i nE n v i r o n m e n t a l T o b a c c o S mo k e : Mi n i e o l l a b o r a t i v e S t u d y , J . A s s o c . O f f . A n a l . C h e m. I n tVo l . 7 5 , N o . 4 , p p 7 2 9 - 7 3 3 . 99 2仁 6 M . W. O g d e n , U s e o f C a p i l l a r y C h r o m a t o g r a p h y i n t h e A n a l y s i s o f E n v i r o n m e n t a l T o b a c c o S m o k e . I n C a p i l l a r y C h r o m a t o g r a p h y -T h e A p p l i c a t i o n s , W. G . J e n n i n g s a n d J . G . N i k e l l y , E d s . ， H u t h i g B u c h V e r l a g , H e i d e l b e r g , 1 9 9 1 , p p 6 7 - 8 2 . 7 刁 I . W. E u d y . F . A . T h o m e , D . L . H e a v n e r , C . R . G r e e n a n d B . 3 . I n g e b re t h s e n , S t u d i e s o n t h e V a p e r - P a r t i c u l a t e P h a s e D i s t r i b u t i o n o f E n v i r o n m e n t a l N i c o t i n e b y S e l e c t i v e T r a p p i n g a n d D e t e c t i o n Me t h o d s , P r o c e e d i n g s o f t h e 7 9 t h A n n u a l Me e t i n g o f t h e A i r P o l l u t i o n C o n t r o l A s s o c i a t i o n . A i r P o l l u t i o n C o n t r o l A s s o c i a t i o n , P i t t s b u r g h , P e n n s y l v a n i a , US A, 1 9 8 6 , P a p e r 8 6 - 3 8 . 7 . 8 习 D . J . E a t o u g h , C . I . B e n n e r , J . M. B a y o n a . F . M. C a k a , H . T a n g , L . L e w i s , 3 . D . L a m b , M . I . l . e e , F : . A . L e w i s a n d I . D . H a n s e n , S a m p l i n g f o r G a s P h a s e N i