1 概述
卷烟主流烟气中Ni、Pb、Cd、Cr、As和Se6种元素为Hoffman名单卷烟烟气中的有害物质。Ni、Pb、Cd、Cr为重金属元素，易在体内蓄积而对人体产生较大的危害。Se是生命必须的基本微量元素之一，但食物中含5ppm或饮料中含0.5ppm的Se对人有潜在的危险。As和它的化合物几乎全是剧毒。 2012豪门盛宴2005年8月，十届全国人大常委会第十七次会议表决批准了WHO《烟草控制框架公约》（FCTC），FCTC在我国正式生效。我国对烟草制品管制和披露建议方案中包括卷烟主流烟气中Ni、Pb、Cd、Cr、As和Se 6种元素。建立测定卷烟主流烟气中Ni、Pb、Cd、Cr、As和Se的方法，可以为我国履行FCTC，对管制成份的披露提供技术支持。同时对减害降焦研究有关卷烟烟气中有害元素方面提供技术支持，因此制定卷烟主流烟气中Ni、Pb、Cd、Cr、As和Se的测定方法，对于本行业具有重要的现实意义。
杨震宁
文献显示，国内外对烟草中微量元素和重金属检测的样品前处理方法和检测方法进行了大量研究，并取得了较大进展。测定方法包括分光光度法、原子光谱法和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS—Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,）等。其中卷烟烟气中有害元素的测定基本采用电感耦合等离子体质谱测定技术。电感耦合等离子体质谱是以电感耦合等离子体（ICP）为离子化源的质谱分析方法。该方法几乎可分析地球上所有元素，灵敏度高、检出限低、线性检测范围宽，且可进行多元素分析。由于卷烟烟气中Ni、Pb、Cd、Cr、As和Se含量较低，利用ICP-MS的特点同时进行多元素测定时一种比较合适的方法。
2 原理
基本法104条
按照GB/T19609调节样品，抽吸卷烟，用静电捕集管收集主流烟气粒相物，用加有10%（V/V）硝酸的吸收瓶收集气相物。粒相物用甲醇萃取转移至消解罐，在加热板上使萃取液蒸发至近干，然后进行微波消解、转移、定容。吸收瓶经超声后，将气相物吸收液转移至容量瓶。在选定的仪器参数下，在线加入内标，进行电感耦合等离子体质谱测定，以质荷比强度与元素浓度的定量关系，测定样品溶液中元素浓度，计算得出样品中铬、镍、砷、硒、镉和铅含量。 3 试剂
除特别要求外，均使用优级纯级试剂。
3.1 水，超纯水（电阻率≥18.2MΩ·cm）。
3.2 浓硝酸， 65%（质量分数）（Merck公司）。
3.2.1 硝酸溶液（5%，V/V）：取12.5mL硝酸(3.2)于237.5mL水中，混匀。
3.2.2 硝酸溶液（10%，V/V）：取25mL硝酸(3.2)于225mL水中，混匀。
3.3 过氧化氢，30%（质量分数）（Merck公司）。
3.4 甲醇，（Merck公司）
3.5 调谐液10 µg/L：锂、钇、铈、钛、钴（5% 硝酸溶液介质）。采用其它调谐液应验证其适用性。不用时置于4±1 ℃的冰箱中保存，有效期一年。
3.6内标液
3.6.1内标储备溶液10 mg/L： 锗，铟，铋（5% 硝酸溶液介质）。不用时置于4±1 ℃的冰箱中保存，有效期一年。
3.6.2内标溶液1.0 mg/L：取内标储备溶液5.0 mL, 用5%的硝酸（3.2.1）稀释定容至50 mL。不用时置于4±1℃的冰箱中保存，有效期3个月。
3.7 标准溶液
3.7.1 标准空白溶液：5%硝酸（3.2.1）。
3.7.2 铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准储备液，浓度10 mg/L。不用时置于4±1 ℃的冰箱中保存，有效期一年。
3.7.3 铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液
准确移取不同体积的铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准储备液（3.6.1）至不同的塑料容量瓶（4.4）中，用5%的硝酸（3.2.1）稀释定容，得到不同浓度的铬、镍、砷、硒、镉、铅标准工作溶液，即配即用，其浓度范围应覆盖预计在试样中检测到的各元素含量。
4 仪器
常用的实验室仪器及以下各项：
4.1 20孔道转盘型吸烟机（带静电捕集器）
4.2 静电捕集管
4.3 70mL石英吸收瓶
4.4 塑料容量瓶，50 mL。
4.5 分析天平，感量0.0001 g。
4.6 密闭微波消解仪（配微波消解罐）。
4.7 电感耦合等离子体质谱仪。
4.8 电加热板。
4.9 超声振荡器。
4.10 微量取液器。
注1：微波消解罐，在使用前须用浓硝酸 (4.2)按消解程序（表1）进行酸煮，并在使用前用超纯水冲洗干净备用。
注2：其它实验所用器皿，在使用前须用20% 硝酸 (4.2.3) 浸泡至少12 h，并在使用前用超纯水冲洗干净，避尘晾干备用。
5 取样
按照GB/T5606.1中规定的方法进行。
6 吸烟机的准备
6.1 环境条件，应满足GB/T16447的要求。
6.2 打开吸烟机电源，预热20分钟。
6.3 连接静电捕集器于吸烟机上。
6.4加20mL10%的硝酸于吸收瓶中，将其连接于静电捕集器和抽吸机构之间。
6.5 调整并检查吸烟机抽吸容量为35mL。
7 分析步骤
7.1 卷烟的抽吸
7.1.1 按照GB/T19609抽吸卷烟。
7.1.2抽吸完毕，进行3口清除抽吸。
7.1.3关闭静电捕集器，10s后取下静电捕集管，迅速盖上静电捕集管端帽。
7.2 样品处理
7.2.1 烟气粒相物的处理
7.2.1.1用30mL甲醇（3.4）分多次萃取、清洗静电捕集管，萃取液和清洗液一并转移至消解罐。
7.2.1.2 将消解罐置于电加热板上，在90℃条件下蒸发甲醇至1mL以下，冷却至室温。
7.2.1.3 加5mL硝酸（3.2）于消解罐中，置于电加热板上90℃条件下预反应约30min直到没有气泡和黄烟雾产生，冷却至室温。
7.2.1.4 补加1mL硝酸（3.2）和2mL过氧化氢（3.3）。南昌工程学院学报
7.2.1.5 密封消解罐，置于微波消解仪（4.6）中。按设置的微波消解程序（表1）进行消解，至消解完全，溶液透明。同时做空白实验。
表1 微波消解升温程序
起始温度 （℃） | 升温时间 （min） | 终点温度 渣油四组分（℃） | 保持时间 （min） |
室温 | 5 | 100 | 5 |
100 | 5 | 130 | 5 |
130 | 5 | 160 | 5 |
160 | 10 | 190 | 20 |
| | | |
7.2.1.6 消解完毕，待微波消解仪 (4.6) 温度降至室温后取出消解罐。
7.2.1.7 将消解罐中试样溶液转移至50 mL塑料容量瓶（4.4）中，用超纯水（3.1）冲洗消解罐3～4次，清洗液一并转移至容量瓶（4.4）中，然后用超纯水（3.1）定容，摇匀后得粒相物试样液。
7.2.2 气相物的处理
7.2.2.1 在气相物吸收瓶中加入5mL双氧水，置于超声波振荡器（4.9），超声震荡30min。
7.2.2.2 将吸收瓶中溶液转移至塑料容量瓶（4.4），得气相物试样液。
注3：试样液应在24 h之内完成测试。
7.3 测定
7.3.1 电感耦合等离子体质谱仪参数
待测元素质量数，对应内标元素及积分时间如表2所示。
表2 元素测定质量数、内标元素、积分时间
元素 | 测量同位素 | 内标元素 | 积分时间 |
铬 | 53 | 72Ge | 1.0 |
镍 | 60 | 72Ge | 0.3 |
砷 | 75 | 72Ge | 1.0 |
硒 | 82 | 72Ge | 2.0 |
镉 | 111 | 115In | 0.5 |
铅 | 208 | 209Bi | 0.3 |
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采用调谐液（3.5），调谐电感耦合等离子体质谱仪至最佳工作环境，其元素测定条件如表3所示。
表3 电感耦合等离子体质谱仪测定条件
射频功率 | 1300 w |
载气流速 | 1.20 L/min |
进样速率 | 0.1 mL/min |
获取模式 | 全定量分析 |
重复次数 | 3 |
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7.3.2 工作曲线
浙江省人民政府分别吸取适量标准空白溶液（3.7.1），不同浓度的铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液（3.7.3），和内标溶液（3.6.2）分别注入电感耦合等离子体质谱中，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。
7.3.3 样品测定
分别吸取气相物空白溶液、气相物试样液，粒相物空白溶液、粒相物试样液和内标溶液（3.6.2）注入电感耦合等离子体质谱中，在选定的仪器参数下，得到待测元素铬、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代入7.3.2所制作的回归方程，求得气相物空白溶液、气相物试样液，粒相物空白溶液、粒相物试样液中铬、镍、砷、硒、镉、铅浓度。
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