2. 北京汇智泰康医药技术有限公司;
3. 新探健康发展研究中心
流行病学调查结果表明，目前我国约有3.2亿吸烟者，每年消费的卷烟量约占世界总量的1/3，而死于与吸烟相关的疾病人数约50万/a，估计2050年后每年因吸烟死亡的人数将达到300万[1]。卷烟主流烟雾约含5000多种化学物质，其中已知致癌物质有60多种，如多环芳烃、亚硝胺、醛、金属等。近年来，烟草企业以“减害降焦”为宣传口号，使消费者普遍认为抽吸低焦油含量的卷烟，可在一定程度上减少吸烟对健康的危害，降低因吸烟而带来的患癌风险。这类宣传也造成了国内吸烟者数量居高不下，低焦油含量卷烟的销量大幅增加。现已有研究[2]检测到国内市场上10种不同品牌的烤烟型卷烟侧流烟气中N-亚硝基降烟碱(NNN)和4-(N-甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)的含量分别为(166.08~301.05) ng/cig和(67.13~120.60) ng/cig，并不随着盒标焦油含量的减少而降低。而在烤烟型卷烟烟气中镉(Cd)含量随其焦油含量不同而改变的情况目前还未见报道。
本研究随机选购了国产15种低、中焦油含量的烤烟型卷烟，检测其主流烟雾里烟草特有亚硝胺中毒性最强[3]的NNN和NNK以及Cd的含量，并比较焦油标称含量不同的烤烟型卷烟主流烟雾中上述两类物质含量的差别，评价以现有盒标有毒有害物质(焦油、尼古丁和一氧化碳(CO))的含量作为判断烤烟型卷烟主流烟雾中有毒有害成分释放量大小的依据是否科学合理。
1 材料与方法 1.1 样品、仪器与试剂 1.1.1 样品的选择按照简单随机抽样的方法从市场销售量较大的国产香烟品牌中，选择15种低、中焦油含量烤烟型卷烟作为检测样品，购于北京某烟草专卖店。每个品牌5包，每包简单随机抽取5支，共375支。用编号C1~C15代替各品牌名称。
1.1.2 仪器与试剂SM450型20孔道线性吸烟机(CERULEAN公司，英国)；Agilent 1200系列高效液相色谱仪(Agilent公司，美国)；三重四级杆串联质谱仪(AB Sciex公司，美国)；AA7000原子吸收分光光度计(北京东西分析仪器有限公司)；恒温恒湿箱(上海一恒科学仪器有限公司)；电子天平(Sartorius，德国)；涡旋混匀器(IKA，德国)；超声仪(北京润通伟业科技有限公司)；5415D型高速离心机(Eppendorf公司，德国)；EHD-24消解仪(东方科创北京生物技术有限公司)；赶酸仪(北京莱伯泰科仪器股份有限公司)；超纯水仪(Millipore公司，美国)。甲醇(色谱纯)，乙酸铵(色谱纯)，硝酸(优级纯)，高氯酸(优级纯)，去离子水(自制)，内标NNN-D4和NNK-D4(纯度≥98%)。
1.2 方法 1.2.1 主流烟雾中总颗粒物采集按照《烟草及烟草制品调节和测试的大气环境》(GB/T 1644-2004)[4]将待测样品在温度22 ℃，相对湿度60%的条件下放置平衡48 h。然后按《常规分析用吸烟机定和标准条件》(GB/T 16450-2004)[5]采用吸烟机模拟抽吸过程，每次抽吸容量为35 mL，抽吸时间持续2 s，间隔时间60 s。5支卷烟释放的总颗粒物用1张剑桥滤片采集，每种卷烟采集5张滤片平行样。
1.2.2 主流烟雾中烟草特有亚硝胺的检测分析主流烟雾中烟草特有亚硝胺的检测分析采用液相色谱—串联质谱法(LC-MS/MS)[6]。准确剪取1/4剑桥滤片(计质量比)，加入NNN和NNK的同位素内标，再加入2 mL 50%甲醇水溶液，涡旋2 min，然后超声提取15 min，高速离心5 min，离心半径为7 cm, 后取上清液进入LC-MS/MS测定。
1.2.2.1 色谱条件色谱柱Agela Technologies Vensil MP C18(5 μm，100 A，2.1×100 mm)，Cat No.VA951002-0；流动相A为5 mM乙酸铵(含0.2% HCOOH)，流动相B为甲醇；柱温25℃；流速0.25 mL/min；梯度洗脱。
1.2.2.2 质谱条件电喷雾离子源；正离子扫描；NNK：m/z 208.1→122.1，去簇电压140 V，碰撞电压15 V；NNN：m/z 429.3→261.2，去簇电压30 V，碰撞电压23 V；NNK-D4：m/z 212.1→126.2，去簇电压106 V，碰撞电压14 V；NNN-D4：m/z 182.1→152.2，去簇电压117 V，碰撞电压14 V；其他质谱参数：射入电压10 V；气帘气20 psi；碰撞气10 psi；离子化电压5500 V；离子源温度500 ℃。
1.2.3 主流烟雾中Cd的检测分析主流烟雾中Cd的检测分析采用原子吸收法。准确剪取1/4剑桥滤片(计质量比)，置于50 mL锥形瓶中，加入混合酸(HNO3 :HClO4=4 :1)10 mL，盖上表面皿浸泡过夜。第二天置于电热板上加热消解，直至消解液呈现无色透明或淡黄色且液体剩余1 mL左右(如果液体变黑或样品没有消解完全，要补加混合酸继续消解)，冷却至室温后加入5 mL去离子水，再加热赶酸至消解液低于1 mL。待冷却至室温，将消解液转入10 mL容量瓶中，用去离子水洗涤锥形瓶，合并溶液后用去离子水定容，再上仪器检测。
1.3 质量控制主流烟雾中总颗粒物采集过程中，每隔(2~3)种卷烟设置5张质控滤片采集3R4F型标准烟主流烟雾中的总颗粒物，经检测其焦油、尼古丁和CO含量均应在其标称范围内，吸烟机器运行稳定。
在使用LC-MS/MS法检测烟草特有亚硝胺含量过程中，采用在空白剑桥滤膜上准确加入一定量的被测成分标准品，经过和实际样品同样的前处理后，上机分析检测，得出的NNK加标回收率为86.2%~97.6%；NNN的加标回收率为86.2%~113.7%。
在使用原子吸收法检测，Cd含量的过程中，采用在空白剑桥滤膜上准确加入一定量Cd标准溶液，经过和实际样品同样的前处理后，上机分析检测，得出的Cd的加标回收率为86.9%~108.8%。
1.4 统计学分析应用SPSS 18.0软件进行分析。低焦油含量烤烟型卷烟主流烟雾中NNN、NNK和Cd含量与焦油含量的相关分析采用Spearman相关，双侧检验水准为α=0.05；两组间比较采用独立样本t检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 烤烟型卷烟主流烟雾中NNN、NNK和Cd的含量本研究中烤烟型卷烟样品烟盒上所标注的焦油、尼古丁和CO含量，及其主流烟雾中NNN、NNK和Cd含量的检测结果见表 1。这15种卷烟样品主流烟雾中的焦油含量范围为(5.000~12.000)mg/cig，尼古丁含量范围为(0.600~ 1.300)mg/cig，CO范围为(8.000~14.000)mg/cig，NNN的含量介于(3.003~27.389)ng/cig之间，NNK的含量介于(0.756~4.553)ng/cig之间，Cd的含量介于(0.025~0.144)μg/cig之间。从表中可以看出，随着样品卷烟主流烟雾中焦油含量的增高，尼古丁和CO的含量有升高的趋势，但是NNN、NNK和Cd含量的变化没有明显的规律。提示烤烟型卷烟所标称的焦油、尼古丁和CO含量的降低，并不意味着其燃烧过程中释放的NNN、NNK和Cd会升高或降低。
| 品牌编号 | 焦油*/ (mg/cig) | 尼古丁*/(mg/cig) | CO*/(mg/cig) | NNN**(Mean±SD)/(ng/cig) | NNK**(Mean±SD)/(ng/cig) | Cd**(Mean±SD)/(μg/cig) |
| C1 | 5.000 | 0.600 | 8.000 | 26.356±1.811 | 2.365±0.417 | 0.025±0.004 |
| C2 | 6.000 | 0.600 | 11.000 | 21.383±0.978 | 2.968±0.538 | 0.026±0.003 |
| C3 | 8.000 | 0.900 | 9.000 | 22.362±1.859 | 4.553±3.350 | 0.081±0.022 |
| C4 | 8.000 | 0.800 | 8.000 | 20.044±1.343 | 3.057±0.503 | 0.101±0.009 |
| C5 | 8.000 | 0.800 | 9.000 | 23.493±2.715 | 2.603±0.598 | 0.072±0.012 |
| C6 | 8.000 | 0.800 | 9.000 | 19.595±1.201 | 3.127±1.105 | 0.123±0.005 |
| C7 | 8.000 | 0.800 | 10.000 | 19.608±2.709 | 2.414±0.260 | 0.092±0.007 |
| C8 | 10.000 | 0.900 | 10.000 | 19.700±1.673 | 0.756±0.167 | 0.059±0.005 |
| C9 | 11.000 | 1.000 | 13.000 | 27.389±1.657 | 1.171±0.291 | 0.115±0.005 |
| C10 | 11.000 | 1.000 | 12.000 | 21.925±1.216 | 1.071±0.259 | 0.123±0.017 |
| C11 | 11.000 | 1.100 | 11.000 | 24.693±1.818 | 4.245±1.178 | 0.116±0.009 |
| C12 | 11.000 | 1.100 | 12.000 | 21.310±0.729 | 3.444±0.626 | 0.095±0.009 |
| C13 | 11.000 | 1.100 | 12.000 | 20.730±1.026 | 4.260±0.591 | 0.137±0.020 |
| C14 | 11.000 | 1.000 | 11.000 | 18.808±0.960 | 4.468±0.793 | 0.144±0.013 |
| C15 | 12.000 | 1.300 | 14.000 | 3.003±0.912 | N/A | 0.116±0.027 |
| 注：“*”为盒标含量；“ **”为实测含量 | ||||||
2.2 低、中焦油量烤烟型卷烟主流烟雾中NNN、NNK和Cd含量的比较
按照我国烟草标准《卷烟第5部分主流烟气》 (GB 5606.5-2005)[7]，将检测的卷烟样品分为低焦油含量(盒标焦油量≤10 mg/cig)和中焦油含量(盒标焦油量11~15 mg/cig)两组，并比较这两组卷烟样品主流烟雾中NNN、NNK和Cd的含量(图 1)。统计分析结果表明，低焦油含量烤烟型卷烟样品主流烟雾中Cd的含量显著低于中焦油含量的烤烟型卷烟(P < 0.01)，而NNN和NNK含量在两组间均无显著性差异(P > 0.05)。
|
| 注：A为亚硝胺NNN的差异；B为亚硝胺NNK的差异；C为Cd的差异(P < 0.01) 图 1 低、中焦油量烤烟型卷烟主流烟雾中NNN、NNK和Cd含量比较 |
2.3 低焦油含量烤烟型卷烟主流烟雾中NNN、NNK和Cd含量与焦油含量的相关性
为进一步探讨低焦油含量(盒标焦油量≤10 mg/cig)烤烟型卷烟样品主流烟雾中NNN、NNK和Cd的含量与其标称的焦油含量是否具有相关关系，分别以检测到的其主流烟雾中NNN、NNK和Cd的含量为应变量(y)，标称的焦油含量为自变量(x)，建立线性回归模型(图 2)。结果显示，NNN、NNK和Cd的含量与其标称的焦油含量均无显著相关关系(P＞0.05)，表明在低焦油含量烤烟型卷烟中，随着焦油含量的降低，其主流烟雾中NNN、NNK和Cd的含量并不一定减少。
|
| 注：A为主流烟雾中NNN含量与焦油标称值的相关性分析；B为主流烟雾中NNK含量与焦油标称值的相关性分析；C为主流烟雾中Cd含量与焦油标称值的相关性分析 图 2 低焦油量烤烟型卷烟样品主流烟雾中NNN、NNK和Cd含量与焦油含量的相关性 |
3 讨论
本研究分析了烤烟型卷烟的焦油标注含量与其主流烟雾中Cd和两种烟草特有亚硝胺含量关系，结果表明NNN和NNK在中焦油和低焦油组并不存在显著性差别，其含量并不会随着焦油含量的降低而减少；虽然主流烟雾中Cd的含量在中焦油含量卷烟组要大于低焦油组，但在低焦油组中其含量与焦油标称值并无显著相关关系。此次研究结果表明，仅依靠现有烟盒上标称的焦油含量判断其他有毒有害成分的释放量及其健康危害并不科学。
在烟草烟雾的众多有害成分中，烟草特有亚硝胺和Cd是两类重要的致癌性成分。前者是在烟草调制、加工等过程中产生的一类化合物[3, 8-10]，其中NNN和NNK具有很强的致癌活性，已被国际癌症研究机构确定为I类致癌物，可导致肺癌、腺瘤等[11-15]。Cd作为氧化剂，可导致机体产生自由基，引发机体氧化应激反应，并可引发机体肿瘤[16]。烟草对Cd的吸收性很强[17-19]，其含量远超过铅、汞、砷。烟草中70%的Cd在卷烟燃吸过程中以气溶胶的形式进入到烟气中[20]，在上海市某机场吸烟室排风管道烟垢中检测到的有害重金属元素中包括了15.9 μg/g的Cd[21]，吸烟已经成为人体摄入Cd的重要途径之一。目前国际上很多国家仅制定了政策法规，要求烟草公司按照国际标准化组织制定的统一标准来检测卷烟主流烟雾中的焦油、尼古丁和CO的含量，并将其标注在烟盒上作为警示。在我国现有的《卷烟第5部分：主流烟气》(GB 5606.5-2005)[7]，也只对其主流烟雾中的焦油、尼古丁和CO含量的检验方法和技术要求做了规定。因此消费者并不清楚其他有毒有害成分的含量，卷烟烟雾释放的很多其他有害物质(如烟草特有亚硝胺和Cd等)给消费者带来的健康危害被“低焦油低危害”的宣传所掩盖。因此，为了让消费者更加清楚的认识到吸烟的健康危害，我国亟待对现有的卷烟标准和法规进行完善，在烟盒上明确标识有害物质及其含量，提高消费者对卷烟危害的认识，进而减少吸烟人群的数量。
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