一种卷烟烟气中Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）提取分离与分析方法
【专利摘要】本发明属于烟气分析【技术领域】，具体是一种卷烟烟气中Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）提取分离与分析方法，其特征在于：主要包括以下步骤：1）卷烟烟气中铬的捕集；2）烟气气相物和粒相物的处理；3）HPLC-ICP-MS在线分离与分析。本发明的优点在于：采用转盘吸烟机-静电捕集方法捕集可以捕集卷烟主流烟气中不同铬元素形态，用流动相直接提取烟气中的Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ），在一定温度下，使Cr（Ⅲ）和EDTA发生络合反应，然后用色谱分离柱将Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）基线分离，再用ICP-MS测定52Cr，从而实现卷烟烟气中Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）定量分析。样品前处理简便、快速，且10min内即可完成Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）定量测定，从而为准确评价烟气中重金属铬对人体和环境的危害性提供技术支撑。
【专利说明】-种卷烟烟气中Cr (III)和Cr (VI)提取分离与分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卷烟烟气中铬元素形态提取分离分析方法，具体指用缓冲溶液萃取烟 气中铬元素不同形态，再用高效液相色谱和电感耦合等离子体质谱（HPLC-ICP-MS)联用技 术分离分析卷烟烟气中铬元素形态，可定量分析烟气中不同形态铬元素的释放量。
【背景技术】
[0002] 铬是一种具有银白色光泽的金属，化学性质很稳定，通常以Cr+3到Cr+ 6的氧化状态 存在，其中Cr+3为人体必需金属元素，NRC食品与营养委员会在1989年确定的成人每日适 合的铬摄入量的估计范围是5(Γ200 μ g。目前还没有证据显示Cr+3可在生物学系统内转 变为Cr+6。高浓度Cr+ 6暴露主要引起急性肾小球和肾小管的损伤。慢性接触Cr+6可引起呼 吸道肿瘤。Cr+ 6被IARC定为1类致癌物。因此，为了准确评价烟气中重金属铬对人体和环 境的危害性，还必须分析其存在形态。
[0003] 六价铬，通常采用分光光度法进行分析测定。随着食品、水质、玩具及化妆品等行 业制定了较为严格的六价铬限量要求，该方法灵敏度已经不能满足六价铬检测需要。因此， 国内外研究开发了快速准确、灵敏度高的痕量六价铬分析方法，其最大特点是将六价铬和 三价铬先分离后检测。随着分析技术不断发展，HPLC-ICP-MS融合HPLC高效分离特点及 ICP-MS具有低检出限、宽动态线形范围及能跟踪多元素同位素信号变化等优点，目前被广 泛地应用于食品、环境、药物及生物样品等，如Wolf等人利用HPLC-ICP-MS联用技术分析 天然水等样品中的铬形态分析，Kuo等人则对土壤和植物体内铬元素进行形态分析。目前 烟草行业主要关注卷烟主流烟气中铬元素的释放总量，未涉及卷烟烟气中铬元素的形态分 析；鉴于六价铬的危害性，有必要研究主流烟气中铬元素的存在形态，目前国内外尚未有烟 气中铬元素的形态分析研究报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的：建立卷烟烟气中Cr (III)和Cr (VI)的形态提取分离方法，然后用 HPLC-ICP-MS分析其释放量，为准确评价烟气中重金属铬对人体和环境的危害性提供技术 支撑。
[0005] 本发明目的可通过以下技术方案来实现： 一种卷烟烟气中Cr (III)和Cr (VI)提取分离与分析方法，其特征在于：具体步骤如下： 1、卷烟烟气中铬的捕集 实验卷烟在温度（22±1) °C、相对湿度（60±5)%的环境中平衡48 h。按烟支平均质 量±0.02 g/支和平均吸阻±49 Pa/支分选，用转盘吸烟机静电捕集法捕集烟气粒相物和 10?40 mL的1?10 mmol/L EDTA溶液（pH=7. 0)捕集烟气气相物，用此溶液的目的是使 三价铬与EDTA络合，从而使三价铬与六价铬在分离柱上分离。
[0006] 2、烟气气相物和粒相物的处理 用已捕集气相物的EDTA溶液将静电捕集管上的粒相物全部冲洗于50 mL容量瓶中，定 容后在40?80°C下水浴0. 5?4 h，使三价铬与EDTA完全络合，取5 mL萃取液经石墨化 炭黑小柱净化处理后，得到卷烟烟气样品制备液。
[0007] 3、HPLC-ICP-MS在线分离与分析 HPLC与ICP-MS之间由50 cm PEEK管连接：PEEK管的一端连接色谱分离柱的流出 端，另一端连接ICP-MS雾化器入口；待HPLC-ICP-MS工作稳定后，即可进行样品测定，HPLC 和ICP-MS仪器的工作参数见表1。
[0008] 表1 HPLC和ICP-MS仪器工作参数
【权利要求】
1. 一种卷烟烟气中Cr (III)和Cr (VI)提取分离与分析方法，其特征在于：具体步骤如 下： 1) 卷烟烟气中铬的捕集 选取实验卷烟，用转盘吸烟机静电捕集法捕集烟气粒相物和10?40 mL的1?10 mmol/L EDTA溶液（pH=7. 0)捕集烟气气相物； 2) 烟气气相物和粒相物的处理 用已捕集气相物的EDTA溶液将静电捕集管上的粒相物全部冲洗于50 mL容量瓶中，定 容后在40?80°C下水浴0. 5?4 h，取5 mL萃取液经石墨化炭黑小柱净化处理，去除萃取 溶液中大部分有机物，得到卷烟烟气样品制备液； 3. HPLC-ICP-MS在线分离与分析 HPLC与ICP-MS之间由50 cm PEEK管连接：PEEK管的一端连接色谱分离柱的流出 端，另一端连接ICP-MS雾化器入口；待HPLC-ICP-MS工作稳定后，即可进行样品测定。
2. 根据权利要求1所述的卷烟烟气中Cr (III)和Cr (VI)提取分离与分析方法，其特 征在于：所述HPLC和ICP-MS仪器的工作参数如下： HPLC条件：色谱柱Agilent阴离子交换柱规格4. 6mmX30mm，流动相：5 mmol/L EDTA 溶液，pH=7. 0 ;洗脱方式：等度洗脱；流速：0. 95 mL/min，进样体积：100 μ 1，，采集时间：10 min ； ICP-MS:射频功率：1360 w，载气流速：1. 05 L/min，采样深度：6. 8 _，雾化器： Babington，雾化室温度：2°C，积分时间：0· 3 s。
3. 根据权利要求1所述的卷烟烟气中Cr (III)和Cr (VI)提取分离与分析方法，其特 征在于：实验卷烟在温度（22±1) °C、相对湿度（60±5)%的环境中平衡48 h，按烟支平均 质量±0. 02 g/支和平均吸阻±49 Pa/支分选。
【文档编号】G01N30/88GK104122349SQ201410399347
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】郭军伟, 王洪波, 赵乐, 尚平平, 郭吉兆, 颜权平 申请人:中国烟草总公司郑州烟草研究院