侧流烟气一氧化碳测定标准项目验证实验报告.doc

卷烟 侧流烟气一氧化碳测定标准项目验证实验报告采用国际标准和国际先进方法作为本国标准是促进国家工农业生产和进出口贸易发展的需要，是适应全球经济一体化的需要。为了配合烟草行业采标工作的开展，国家烟草专卖局国烟科【2008】第320号文“2008年度国家烟草专卖局标准制（修）订项目计划”下达的工作计划，由国家烟草质量监督检验中心、福建中烟工业公司和江苏中烟工业公司共同承担将CORESTA推荐卷烟 侧流烟气中一氧化碳的测定 带鱼尾瓶收集装置的常规分析用直线吸烟机法转化为行业标准的工作。在转化过程中，项目组根据我国国情，对该方法进行了验证试验。在实验中我们选取离线分析法（集气袋法）作为测试方法，严格按照推荐方法规定的测试要求，分别在国家烟草质检中心、福建中烟、江苏中烟、湖南中烟、北京卷烟厂和郑州烟草研究院（化学重点实验室）进行了测试实验。1. 原理 按照YC/T 185 抽吸卷烟，收集卷烟侧流烟气气相，用校准过的非散射红外分析仪测定一氧化碳，计算出每支卷烟的侧流烟气一氧化碳量。2. 仪器设备常用的实验室仪器和下述各项：2.1 鱼尾罩：玻璃制造（设计和尺寸参见附录B图B.1）2.2 常规分析用吸烟机，符合GB/T16450的要求，但不采用有关烟支周围环境风速控制的规定。改装后可装配鱼尾罩，每个通道在鱼尾罩下方安装一块水平板。该水平板可遮住鱼尾罩整个下端开口部分，最小长度为120 mm，最小宽度为50 mm，（参见附录B图B.2）。2.3 非散射红外分析仪，测定气相和气体中的一氧化碳，应选择和校准。多家制造商的分析仪可以使用。分析仪应首选工作范围在02%（体积分数）的一氧化碳。恒温恒压条件下，分析仪的精度应达到满度的1%，线性应达到满度的1%，重复性应达到满度的0.2%。对10%（体积分数）二氧化碳响应为一氧化碳的值不应超过0.05%（体积分数），对2%（体积分数）水蒸气响应为一氧化碳的值不应超过0.02%（体积分数）。2.4 气体采样袋仅在气相收集和分析是通过气体采样袋完成而不采用连续流动系统时才需要。用采样袋作为气体收集装置时，其体积应足够大，避免气袋内的压力高于环境大气压力。气袋的容积也不能大于所收集的气体在大气压下的体积的两倍。注：如果不能即刻测定，采样袋的材料要适合CO和CO2的收集。Tedlar袋适合于CO的分析，但储存时CO2会逐渐外渗，使用时应立即进行测定。经验证，Saran袋适宜于两种气体的收集。2.5 真空泵和流量控制装置，可使通过鱼尾罩和侧流烟气捕集装置的流量保持为3 L/min。2.6 计时器：秒表、时钟或定时装置等，准确至秒。2.7 气体流量计，精度0.2 L/min。2.8 初级流量计，精度0.1 L/min，用于在抽烟之前测定流经鱼尾罩的空气流量。2.9 皂沫流量计，用来测定抽吸容量精确至0.2 mL，分辨率为0.1 mL。2.10 测定抽吸持续时间和抽吸频率的仪器。2.11 分析天平，测量范围内精确至0.1 mg。2.12 调节箱， 可保持GB/T 16447规定的条件。2.13 气压计，精确至0.1 kPa。2.14 温度计，精确至0.2 。3. 试剂3.1 异丙醇（分析纯）3.2 标准气体。一氧化碳与氮气的混合气体，一般来讲，0.20%和0.75（V/V）两种一氧化碳浓度就足够了，且一氧化碳的浓度应进行预检定。3.3 卷烟样品考虑到自2009年1月1日起，国内生产的卷烟盒标焦油量最大为13mg。本项目收集样品包括了盒标焦油量13mg以下的卷烟样品6个。同时，考虑到CM6卷烟CORESTA组织了共同实验，有关于其侧流烟气一氧化碳含量的数据参考，为了考查方法的准确性，选取CM6卷烟作为本实验的一个重要样品。4. 结果与讨论4.1侧流烟气的收集及测定方式的确定 收集及分析侧流烟气的标准方法最初是加拿大政府根据独立实验室Labstat国际公司使用的方法制订的，其依据是烟草业所做的研究报告（1988年由英美烟草公司的ChrisProctor及其同事撰写的用鱼尾罩收集侧流烟气的报告）。该装置是一种放置在吸烟机卷烟夹持器上方的鱼尾罩，侧流烟气被收集于罩内，然后被泵入分析仪进行测定。现已证实鱼尾罩是捕集侧流烟气的最有效装置。针对卷烟侧流烟气中烟气一氧化碳的测定，CORESTA推荐方法中包含有两种方式：在线测定法、离线测定法（气袋收集法）。结合实验室现有条件同时考虑操作的方便性，项目组决定采用与主流烟气中一氧化碳测定方法一致的离线法测定侧流烟气中的烟气一氧化碳量。4.2 气相收集系统的稳定性验证 由于标准规定每通道抽吸卷烟烟支数为3支，考虑到一氧化碳的分析是在三支卷烟全部抽吸结束后才进行的。项目组选取5种卷烟进行测试，考察了集气袋收集样品后2小时内的样品稳定性，具体为每15分钟对所收集样品气体进行一次测试。结果显示，在2小时内5种样品侧流烟气气相中CO测定值的相对标准偏差在2.77%-3.40%，可以说明处于稳定状态。 图1 气体收集系统稳定性验证4.3 方法准确性的验证CORESTA常规学组2008年组织了CM6测流烟气分析的共同实验。将本实验的平均值与CORESTA共同实验的平均值比较，发现两者具有良好的一致性，表明该标准方法具有可靠的准确性。具体数据如表1所示： 表 1 本实验与CORESTA共同实验结果比较（CM6）本实验平均值（mg/cig）CORESTA参考值（mg/cig）相对偏差（%）焦油量26.1925.202.72烟气烟碱量4.895.253.55烟气一氧化碳量56.9353.363.304.4 方法重复性和再现性的验证 为考察本标准方法的重复性和再现性，项目组分别在国家烟草质检中心、福建中烟、江苏中烟、湖南中烟、北京卷烟厂和郑州烟草研究院（化学重点实验室）对7种卷烟的侧流烟气一氧化碳量进行了测试实验以进行验证。所得结果如表2-表7所示：表2 7种样品的侧流烟气一氧化碳量测试结果（质检中心）实验编号样品侧流烟气一氧化碳量（mg/cig)ABCDEFCM6146.06 46.29 51.65 50.41 49.62 54.87 57.89 249.10 46.99 52.35 49.42 50.50 54.95 56.46 347.93 46.72 51.23 49.61 53.69 53.32 54.82 447.14 46.96 51.30 49.19 49.82 55.76 56.22 549.55 46.76 52.36 52.02 48.56 53.52 59.42 646.76 46.80 51.27 48.20 49.48 53.37 57.31 745.96 45.80 51.07 47.53 50.79 55.82 57.10 847.38 46.34 51.24 49.47 49.59 57.73 57.01 平均值47.48 46.58 51.56 49.48 50.26 54.92 57.03 标准偏差1.31 0.41 0.52 1.36 1.54 1.53 1.73 备 注LM5型吸烟机、COA205型一氧化碳分析仪 表3 7种样品的侧流烟气一氧化碳量测试结果（福建中烟）实验编号样品侧流烟气一氧化碳量（mg/cig)ABCDEFCM6147.19 49.08 52.88 50.41 48.66 58.95 61.53 244.54 46.24 53.07 51.72 52.45 63.69 64.62 344.56 48.57 49.46 56.11 51.44 58.00 57.97 441.04 50.10 51.53 52.25 54.78 62.71 62.21 544.48 49.79 50.38 52.29 54.45 59.65 62.55 645.23 49.55 54.34 48.98 52.30 60.58 58.25 743.11 44.78 55.11 49.67 53.88 56.95 60.83 845.43 48.71 52.13 49.75 52.39 59.94 62.51 平均值44.45 48.35 52.36 51.40 52.55 60.06 61.31 标准偏差1.80 1.87 1.90 2.28 1.96 2.26 2.25 备 注LM5型吸烟机、COA205型一氧化碳分析仪 表4 7种样品的侧流烟气一氧化碳量测试结果（江苏中烟）实验编号样品侧流烟气一氧化碳量（mg/cig)ABCDEFCM6144.75 44.17 44.12 47.67 44.84 49.28 60.20 244.61 45.72 44.94 43.87 48.83 52.35 57.89 346.08 40.17 50.39 46.69 45.53 53.23 59.88 445.23 42.18 44.38 50.78 45.98 48.22 58.62 545.77 43.67 49.74 51.22 42.95 53.81 56.78 644.29 44.28 46.45 51.33 46.30 47.11 55.56 747.93 41.51 44.61 44.92 46.27 51.11 53.86 849.55 42.65 44.54 48.66 47.84 51.11 53.19 平均值46.03 43.04 46.14 48.14 46.07 50.78 57.00 标准偏差1.83 1.77 2.53 2.87 1.79 2.40 2.63 备 注LM5型吸烟机、CAI600型一氧化碳分析仪表5 7种样品的侧流烟气一氧化碳量测试结果（郑州院）实验编号样品侧流烟气一氧化碳量（mg/cig)ABCDEFCM6140.94 42.10 54.81 53.97 51.72 54.18 57.21 243.68 46.31 55.14 51.40 48.94 51.85 56.94 340.49 43.55 51.85 50.27 49.03 53.20 57.81 441.51 43.70 52.78 49.06 51.12 56.30 56.94 543.78 45.16 51.59 51.43 47.30 50.24 56.79 642.82 46.07 51.65 52.17 47.61 54.26 60.43 743.58 43.82 50.49 52.31 55.35 55.45 57.87 842.40 43.68 49.25 52.41 52.09 53.71 60.53 平均值42.40 44.30 52.20 51.63 50.40 53.65 58.07 标准偏差1.29 1.43 2.01 1.48 2.70 1.93 1.54 备 注SM405型吸烟机、COA205型一氧化碳分析仪表6 7种样品的侧流烟气一氧化碳量测试结果（湖南中烟）实验编号样品侧流烟气一氧化碳量（mg/cig)ABCDEFCM6147.17 42.65 44.54 48.66 47.84 51.11 52.65 247.12 43.13 45.72 46.32 45.51 47.62 52.69 345.24 44.33 47.36 51.46 48.26 52.48 55.67 447.59 45.06 49.04 45.73 48.42 50.88 55.49 548.14 44.47 46.65 45.81 44.69 49.99 54.89 646.49 42.48 44.08 55.39 44.66 49.99 53.90 746.44 42.39 44.83 51.34 45.40 48.04 58.66 847.93 45.54 49.78 51.25 45.38 49.52 51.40 平均值47.01 43.76 46.50 49.50 46.27 49.95 54.42 标准偏差0.94 1.24 2.11 3.46 1.61 1.60 2.28 备 注LM5型吸烟机、CAI600型一氧化碳分析仪表7 7种样品的侧流烟气一氧化碳量测试结果（北京卷烟厂）实验编号样品侧流一氧化碳量（mg/cig)ABCDEFCM61 43.56 44.07 48.45 48.36 48.14 51.43 53.84 2 44.34 47.11 45.97 45.23 47.39 50.57 50.64 3 45.66 45.85 50.15 49.79 46.71 51.95 54.66 4 46.93 46.99 50.14 48.00 43.29 49.90 50.18 5 44.01 46.49 47.53 48.93 47.70 52.53 54.91 6 44.76 47.19 52.54 48.80 48.26 54.49 56.44 7 46.53 48.49 50.63 49.60 49.52 53.51 53.42 8 46.82 47.16 46.30 50.68 50.87 49.49 55.93 平均值45.33 46.67 48.96 48.67 47.74 51.73 53.75 标准偏差1.34 1.29 2.29 1.63 2.22 1.74 2.29 备 注SM405型吸烟机、COA205型一氧化碳分析仪CORESTA No 55方法提供了7个卷烟样品的侧流烟气一氧化碳量重复性和再现性数据。按照国际标准方法计算本实验的重复性(r)和再现性(R)值(表8),并参照C