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國產香菸煙流中多氯聯苯之探討

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國產香菸煙流中多氯聯苯之探討

鄭維智 林育如 趙令毓 張碧秋 周薰修

第四組

摘 要

本研究建立了以氣相層析法(gas chromatography,GC)檢測香 菸 煙 流 凝 集 物 (total particulate matter, TPM) 及菸絲( cigarette tobacco)中多氯聯苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)之檢驗方法

。檢體以正己烷經超音波處理萃取多氯聯苯,萃取液採用濃硫酸及 濃硫酸配合矽膠過濾層析匣分別處理煙流凝集物及菸絲檢體,以氣 相層析-電子捕獲檢出器(electron-capture detector,ECD)檢測,顯 示淨化效果良好。抽吸每支香菸收集之煙流凝集物添加多氯聯苯 KC-500 標準品 0.04 µg、0.08 µg 及 0.16 µg,平均回收率為 93.7∼

109.8%,變異係數為 3.7∼8.7%。添加 0.1∼0.3 µg/g 檢體濃度於菸絲 中之平均回收率為 91.7∼101.3%,變異係數為 3.2∼5.6%。以所建立 的方法抽驗檢測十三種國產香菸煙流凝集物及菸絲,在方法偵測極 限下均未檢出多氯聯苯,其偵測極限分別為0.02 µg/Cig.TPM 及 0.02 µg/g。

關鍵詞:香菸、菸絲、煙流凝集物、多氯聯苯、氣相層析、電 子捕獲檢出器

壹、前 言

根據民國七十八年溫氏調查國內吸菸危 險因子評估的研究,顯示台灣地區三十五歲 以上成年人與香菸有關的死亡疾病共有二十 二種,如惡性腫瘤、心臟血管疾病、呼系系 統疾病等,佔了當年死亡人口的 18.7%,幾 乎有五分之一的死亡與香菸有關。顯見香菸 對於人類健康的影響很大(1)

香菸燃燒後所產生的物質繁多,研究指 出煙流中含有四千多種不同的化學物質,其

中有很多對人體有害的成分,大部分的成分 是香菸燃燒(combustion)或熱解(pyrolysis

)過程中所產生,其中尼古丁則同時存在於 未燃燒的菸葉或燃燒的煙流中(2)。從文獻中 發現,除了探討香菸中尼古丁及焦油含量外

,焦油中所含之其他物質也是學者所重視(3)

。研究指出多環芳香羥(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)容易於燃燒不完全的 有機物質中產生,同樣的香菸燃燒過程會產 生 百 計 的 PAHs 化 合 物 , 其 中 以 benzo[a]pyrene 及 benzo[b]fluoranthene 含量

(2)

最多,這兩種成分也同時對皮膚具有致癌性

(4)。此外也有研究針對香菸灰(cigarette ash

)中是否含有多元芳香化合物以及多氯聯苯 進行研究(5),顯示香菸可能也受到多氯聯苯 的污染。

多 氯 聯 苯 (polyclorinated biphenyls , PCBs),分子式為 C12H10-nCln(n=1~10),

依聯苯結構上氯原子取代數目及位置的不同 共有 209 種同源物(congeners),從氯化程 度的不同又區分為 10 種同族物(homolog)

,每一同族物中,依氯原子位置的不同,會 有不同數目的同分異構物(isomers)(6)。多 氯聯苯於 1881 年首先由 Schmidt 及 Schulz 兩人所合成,1929 年由美國製造出商業產品

,隨後多氯聯苯被大量的應用於工業上,行 銷於全世界。很多國家都有生產多氯聯苯,

並有自己的商品名,包括美國 Monsanto 公 司 的 Aroclor 系 列 、 日 本 Kanegafuchi Chemical 公司的 Kanechlor 系列、德國 Bayer 公司的 Clophen 系列等。多氯聯苯具有很多 的特點,包括低介電常數、沸點高、熱容量 大、絕緣性強、不易燃性、耐酸、耐鹼、不 溶於水和化學穩定等特性,過去曾廣泛的應 用在各種化學工業、塑膠工業甚至食品工業 中,直到 1966 年 Jensen 於魚類和野生動物 體中發覺高含量的多氯聯苯,人們才開始注 意多氯聯苯在環境中的變遷及毒性效應(7)

多氯聯苯曾經在日本及台灣中部地區造 成嚴重的食品中毒事件,1968 年日本九州製 造米糠油的工廠在油脂製造過程中的脫臭階 段,因為被用來作為熱媒的多氯聯苯外漏,

滲入脫臭的容器內,污染了米糠油,導致食 用該油品的消費者在食用半年後陸續出現中 毒的症狀,造成一千六百多人中毒;1979 年 台灣中部的台中縣、彰化縣發生與日本相同

的米糠油中毒事件,受害人數更高達兩千人

(6)。患者症狀包括肝功能受損、肝脂肪堆積

、影響免疫系統、疾病抵抗力減弱、影響神 經系統、內分泌系統受損、生殖系統失調。

由於多氯聯苯的毒性高,在環境中安定不易 分解,動物試驗顯示高劑量的多氯聯苯會造 成體重下降及體內多種器官的機能障礙,包 括皮膚、肝臟、膽囊、輸膽管、尿道、內分 泌系統及生殖系統。此外多氯聯苯也具有致 畸 胎 性 ( tetratoenesis ) 及 致 癌 症 ( carcinogenesis)(7)。有鑑於此 1977 年歐美先 進國家將多氯聯苯列為有害的廢棄物,嚴格 禁止使用,國內也在 1980 年全面禁止使用 含有多氯聯苯的電容器及變壓器,1988 年環 保署公告禁止製造及輸入販賣與使用多氯聯 苯(8)

多氯聯苯被認為是最有害的環境污染物

,由於早年廣泛使用,使得環境逐漸受到多 氯聯苯的污染。多氯聯苯的污染範圍很廣泛

,甚至經由食物鏈侵入到母乳中。多氯聯苯 的污染途徑主要由工廠的廢棄物、製造過程 中的意外事故以及食品的污染所導致、攝食 受污染的農作物也是人體累積多氯聯苯的一 個途徑(6)。香菸的原料為煙草,亦有可能受 到多氯聯苯的污染,上述學者對於香菸中可 能含有的 PCBs,僅針對香菸灰並不是吸入 人體中的煙流成分做分析(5),其次學界缺乏 對於香菸中焦油是否含有多氯聯苯等有毒物 質的研究報告,而本局所具有之吸菸機可操 作模擬人為吸菸的模式,方便收集煙流凝集 物,對於研究香菸中是否含有多氯聯苯具相 當大的幫助。因此本研究希望能夠一方面建 立檢驗香菸煙流中多氯聯苯的方法,另一方 面了解香菸焦油中是否亦含有多氯聯苯等危 害人體健康的物質,以提供國人作為參考,

(3)

並為菸害防制之輔助材料。

貳、材料與方法

一、試驗材料:

國產香菸:

樣本由菸酒公賣局提供。

對照用香菸:

Coresta Approved Monitor No.2(CM2

( Heinr. Borgwaldt Techink GmbH, Germany)。

二、器具及裝置:

吸菸機:

Filtrona Model SM 400 ( Filtrona Instruments & Automation Limited, London, UK)。

氣相層析儀:

Varian 3300 GC with ECD ( Varian Associates, Inc., Kyoto, Japan)。

振盪器:

Thermolyne,Type 37600 Mixer,made in USA。

皂泡流速計:

Filtrona Model SM400 accessory ( Filtrona Instruments & Automation Limited, London, UK)。

調和箱(恒溫恒濕機):

Taichy Model HRM-80B ( Terchey Industrial CO., LTD.)。

分析天平:

Mettler Type AT400(Mettler-Toledo AG, Switzerland)。

風速計:

SM 400 Airflow velocity meter(Filtrona

Instruments & Automation Limited, London, UK)。

煙流凝集座 (smoke trap):劍橋式濾 片 座 ( 直 徑 44 mm cambridge filter holder),具氣密性、不吸濕性及化學 惰性之材質。

樣菸夾座(cigarette holder):需使樣菸 可插入深度自嘴含端量起 9±0.5 mm,

具氣密性。

劍橋式濾片(cambridge filter pads):

直徑 44 mm。

廣口玻璃瓶(Schott, Duran, WG):附 有密蓋,容量 150 mL。

玻璃試管:附 Teflon 螺旋蓋,容量 10 mL。

超音波振盪器 (Ultrasonics Vibrator)

。 三、試藥:

正己烷(n-hexane)採用殘留量級、無 水硫酸鈉及濃硫酸採用試藥特級,多氯聯苯 KC-300、KC-400、KC-500 及 KC-600 對照 用標準品。

四、方法

煙流凝集物收集方法

依據 87.5.12.衛署保字第 87020283 號公 告「香菸中尼古丁及焦油含量之檢測方 法」進行吸煙試驗,收集煙流凝集物(

total particulate matter,TPM)(9)。 標準溶液之配製

取多氯聯苯標準品 KC-300、KC-400、

KC-500 及 KC-600 各約 100 mg,精確 稱定,以正己烷溶解並定容至100 mL,

作為標準原液,使用時再以正己烷稀釋

(4)

至0.1∼0.5 µg/mL,供作標準溶液。

萃取

煙流凝集物

依「香菸中尼古丁及焦油含量之檢測 方法」進行吸煙試驗,將收集煙流凝 集物之濾片置於廣口玻璃瓶內,加正 己烷 10 mL,以超音波振盪 15 分鐘

,供淨化用。

菸絲

拆開香菸,取菸絲約 10 g,精確稱定

,置於廣口玻璃瓶內,加正己烷 100 mL,以超音波振盪 15 分鐘,倒入附 有濾紙之布赫納漏斗內,抽氣過濾入 抽氣瓶中,以正己烷50 mL 洗滌殘渣

,合併濾液,倒入濃縮瓶中,於 40℃

減壓濃縮至乾,以正己烷 5 mL 溶解

,供淨化用。

淨化

煙流凝集物

取 節供淨化用之溶液5 mL,置於 玻璃試管中,加濃硫酸5 mL,螺旋蓋 旋緊,振盪 1 分鐘,使混合均勻,以 超音波振盪 15 分鐘,再以離心機離 心 20 分鐘,轉速 3000 rpm。離心後

,取上層正己烷層,加去離子水5 mL

,振盪 1 分鐘,以離心機離心 20 分 鐘,轉速3000 rpm,離心後,取正己 烷層,以無水硫酸鈉脫水過濾,濾液 於 40℃減壓濃縮至乾,以正己烷溶解 定容至0.1 mL,供作檢液,萃取淨化 步驟見(圖一)。

菸絲

取 節供淨化用之溶液 5 mL 置於 玻璃試管中,加濃硫酸5 mL,振盪 1 分鐘,混合均勻,以超音波振盪 15

分鐘,再以離心機離心 20 分鐘,轉 速3000 rpm。離心後,取上層正己烷 層,加去離子水5 mL,振盪 1 分鐘,

再以離心機離心 20 分鐘,轉速 3000 rpm,離心後,取上層正己烷層,以 無水硫酸鈉脫水過濾,濾液於 40℃濃 縮至乾,加正己烷 1 mL 溶解。注入 預先以正己烷 5 mL 潤溼之矽膠層析 匣,再以正己烷 5 mL 沖提層析匣,

收集沖提液於試管中,用氮氣吹乾,

以正己烷溶解並定容至1 mL,供作檢 液,萃取淨化步驟見(圖二)。

標準曲線之製作

精確量取各類型多氯聯苯標準溶液1 µL 注入氣相層析儀,選定多氯聯苯標準品 圖譜中三支特性波峰,以濃度為橫軸,

波峰高度總和為縱軸,繪製標準曲線,

以回歸分析計算直線方程式及相關係數

。 回收試驗

煙流凝集物

以CM2對照用香菸為空白組,依「香 菸中尼古丁及焦油含量之檢測方法」

進行吸煙試驗收集煙流凝集物於濾片

,將該濾片置於廣口玻璃瓶,依每支 香菸所收集之煙流凝集物添加 KC- 500 對照用標準品 0.04 µg、0.08 µg 及0.16 µg,混合均勻後,依檢液調製 方法製成檢液,並加以分析,計算回 收率。

菸葉中多氯聯苯之回收試驗

以國產長壽淡菸為空白組,將該菸拆 開,取菸絲約 10 g,精確稱定,置於 廣口玻璃瓶,添加多氯聯苯 KC-500 標準溶液,使成內含 0.1、0.15 及 0.3

(5)

µg/g 三種不同濃度的檢體,混合均勻 後,依檢液調製方法製成檢液,並加

以分析,計算回收率。

煙流凝集物

加正己烷10 mL 超音波振盪15 min

取萃取液5 mL 加濃硫酸5 mL 超音波振盪15 min

離心 取正己烷層

去離子水5 mL 清洗 取正己烷層 無水硫酸鈉脫水 取正己烷層濃縮至乾

定容至0.1 mL 氣相層析檢測

圖一、香菸煙流凝集物萃取淨化步驟

Fig. 1. The extraction and clean up steps of PCBs from total particulate matter in cigarette.

(6)

取菸絲10 g 加正己烷100 mL 超音波振盪15 min

過濾

清洗殘渣,合併濾液濃縮 定容至5 mL 加濃硫酸5 mL 超音波振盪15 min

離心 取正己烷層 去離子水5 mL 清洗

取正己烷層 無水硫酸鈉脫水 Silica 層析匣淨化

氣相層析檢測

圖二、香菸菸絲萃取淨化流程圖

Fig. 2. The extraction and clean up steps of PCBs in cigarette tobacco.

鑑別試驗及含量測定

定性:多氯聯苯定性分析(10)採波峰類 型方法(Peak Pattern Method),配製

多氯聯苯標準品 KC-300、KC-400、

KC-500 及 KC-600 適當濃度,精確量 取1 µL,注入氣相層析儀,所得圖譜

(7)

作為對照用圖譜。檢體部分依檢液調 製方法製成檢液後,精確量取 1 µL,

注入氣相層析儀,所得圖譜與標準品 圖譜對照,波峰類型相似者為含有該 類型之多氯聯苯。

定量:

計算檢體中與製作標準曲線相同之三 至六支尖峰高度,由同類型多氯聯苯 之標準曲線求得所注入多氯聯苯含量

,依下列計算式計算 PCBs 含量。

煙流凝集物:

檢體中PCBs 含量(µg/Cig.TPM)

C× V 10 mL = ———— × ————

M 5 mL

C:由標準曲線求得檢液中 PCBs 之濃度(µg/mL)

V:檢體淨化後定容之體積(mL)

M:抽吸香菸支數(支)

µg/Cig.TPM:每支香菸所收集之煙 流凝集物中所含多氯聯苯的量 菸絲

檢體中PCBs 含量(µg/g)

C× V = ————

M

C:由標準曲線求得檢液中 PCBs 之濃度(µg/mL)

V:檢體最後定容之體積(mL)

M:取樣分析檢體之重量(g)

氣相層析儀測定條件

檢出器:電子捕獲檢出器(electron capture detector,ECD)

層析管:DB-1 毛細管(內膜厚度 0.25 µm,內徑 0.25mm×30m)

層析管溫度:初溫:170℃,維持3分鐘 溫度上升速率:3℃/分鐘

終溫:280℃,維持 10 分鐘

檢出器溫度:250℃

注入器溫度:300℃

移動相氣體氮氣壓力:10 psi 方法偵測極限

煙流凝集物

以CM2標準菸為空白組,依「香菸中 尼古丁及焦油含量之檢測方法」進行 吸煙試驗收集煙流凝集物於濾片,將 該 濾 片置 於廣 口 玻璃 瓶, 加 入適 量 KC-500 標準溶液,依煙流凝集物檢 液調製方法製成檢液,並加以分析,

以訊號/雜訊比(S/N ratio)大於 3 作 為判定標準,估計本方法最低檢出限 量。

菸絲

以國產長壽淡菸為空白組,將該菸拆 開,取菸絲約 10 g,精確稱定,置於 廣口玻璃瓶,加入適量多氯聯苯 KC- 500 標準溶液,依菸絲檢液調製方法 製成檢液,並加以分析,以訊號/雜訊 比(S/N ratio)大於 3 作為判定標準

,估計本方法最低檢出限量。

參、結果與討論

一、檢液調製

分析動物或植物組織中多氯聯苯之含量

,經常使用之萃取溶劑包括正己烷、石油醚

、二氯甲烷、環己烷、乙酸乙酯及苯。此外

,亦有使用正己烷-丙酮、甲苯-乙酸乙酯、

乙 -丙酮等混合溶媒系統(7)。本研究中,香 菸預先經吸菸機將煙流凝集物收集吸附於濾 片中,方便以溶劑萃取,而多氯聯苯為非極 性、半揮發性有機物質,極易溶於非極性的

(8)

溶劑中,因此參考 Bernal 等人(1992)的方 法,以正己烷為萃取溶劑(11);其次考量超音 波之激烈振盪可以增加溶劑與基質之接觸機 會及減少檢體前處理時間、降低溶劑使用體 積等優點(12),本研究採用超音波振盪的方式 來增加溶劑與煙流凝集物接觸,以提高萃取 效果。菸絲部分預先以正己烷及正己烷-丙酮 溶劑系統進行萃取,無顯著差異,因此針對 菸絲部分之萃取,亦採用正己烷萃取。

淨化為除去檢液中干擾物質的分析步驟

,利用多氯聯苯在物理及化學特性的不同,

可以去除檢液中的雜質,一方面有利待測物 質的分析,另外一方面也具有保護儀器的效 果。常用的淨化處理方法包括吸附性管柱層 析法(adsorption column chromatography,如 Florisil、silica gel 或 alumina)、薄層層析法

(thin-layer chromatography)、膠過濾層析 法(gel permeation chromatography)以及酸 或 鹼 處 理 的 化 學 分 解 法 ( chemical degradation with acid or base)(6)。依檢體的

性質選擇上述單獨的淨化方法或合併數種方 法予以使用。

含油脂成分的檢體可以利用很多方式來 淨化,如果多氯聯苯是分析的唯一項目,在 經濟上及效率上的考量下,化學處理是一個 有效去除干擾物質的方法。本研究之目的,

在探討煙流凝集物中是否含有多氯聯苯,為 分析上唯一的標的物,因此可採用化學分解 法淨化檢液,利用濃硫酸的強氧化能力將潛 在干擾物質(potential GC interferents)及有 機成分(organic macromolecules)去除(13)。 本研究以濃硫酸處理煙流凝集物之萃取液,

淨化前萃取液呈黃褐色,淨化後,溶液呈清 澈透明狀液體,經濃縮定容至1 mL,以氣相 層析分析,見(圖三)(A)顯示濃硫酸之淨化 效果相當良好,而前端之雜訊干擾,並不影 響多氯聯苯的分析,(圖三)(B)為添加多氯 聯苯於煙流凝集物中,以上述方法分析之氣 相層析圖譜,圖譜呈連續波峰形態。

圖三、香菸煙流凝集物淨化後之氣相層析圖(A)空白組 (B)外添加 KC-500

Fig. 3. Chromatograms of total particulate matter in cigarette after clean up (A)Blank (B)spiked PCB KC- 500

(9)

至於菸絲樣品,來自於植物葉,檢體較 為複雜,文獻指出濃硫酸能夠完全皂化和分 解植物葉中的三酸甘油酯,並氧化植物體中 膠質,但對多氯聯苯不會破壞,而矽膠處理 匣對於樣品中多核芳香氫化合物及酚類衍生 物具有特殊的淨化效果(8),因此針對菸絲部

分,本研究採行濃硫酸及矽膠過濾層析匣合 併進行菸絲萃取液之淨化處理。以上述方法 淨化處理後所得之氣相層析圖譜,見(圖四

)(A),顯示淨化效果相當良好,(圖四)

(B)為添加多氯聯苯於菸絲中,以上述方法分 析之氣相層析圖譜,圖譜呈連續波峰形態。

圖四、香菸菸絲淨化後之氣相層析圖 (A)空白組 (B)外添加 KC-500

Fig. 4. Chromatograms of cigarette tobacco after clean up (A)Blank (B)spiked PCB KC-500

二、分析條件

多氯聯苯的偵測方法主要有氣相層析法

、薄層層析法及高效液相層析法等方法。由 於電子捕獲檢出器的感度佳(sensitivity)具 有選擇性(selectivity),而且 GC/ECD 為一 般實驗室較為普遍之儀器,因此本實驗採用 GC/ECD 進行多氯聯苯的分析試驗。在層析 管柱的選擇方面,比較管柱DB-1 與 DB-608 對多氯聯苯的分析效能,發現以 DB-1 之分 離效果較佳,因此選擇 DB-1 層析管柱為多

氯聯苯之分析管柱。(圖五∼圖八)為多氯 聯苯 KC-300、KC-400、KC-500 及 KC-600 標準溶液之氣相層析圖譜,多氯聯苯工業合 成之產品為各種氯聯苯異構物之混合物,不 同類型的多氯聯苯各有其固定之組成份,各 類型多氯聯苯商業產品之含氯量不同,KC- 300、KC-400、KC-500 及 KC-600 之含氯量 分別為 40∼42%、48%、52∼54%及 60%(6)

,層析圖譜顯示隨含氯量的增加,多氯聯苯 之滯留時間會增加,而各類型多氯聯苯之圖 譜亦有重疊相似之處,但不同類型的多氯聯

(10)

苯在 GC/ECD 偵測下,形成特殊的波峰形態

。多氯聯苯污染環境後,殘留於環境中之多 氯聯苯的組成份,雖然會因各種生物、化學 及物理因素產生變化,但仍會維持各類異構 物之混合狀態,在氣相層析圖譜上亦形成許

多由連續波峰所組成的波峰形態(14),利用多 氯聯苯於環境中的穩定性,經由波峰類型的 比對,可做為定性試驗之用,而選擇適當的 波峰,亦可做為定量之用。

retention time(min)

圖五、多氯聯苯標準品KC-300 之氣相層析圖譜 Fig. 5. Gas Chromatogram of PCB standard KC-300.

retention time(min)

圖六、多氯聯苯標準品KC-400 之氣相層析圖譜 Fig. 6. Gas Chromatogram of PCB standard KC-400.

(11)

retention time(min)

圖七、多氯聯苯標準品KC-500 之氣相層析圖譜 Fig. 7. Gas Chromatogram of PCB standard KC-500.

retention time(min)

圖八、多氯聯苯標準品KC-600 之氣相層析圖譜 Fig. 8. Gas Chromatogram of PCB standard KC-600.

三、標準曲線

由於電子捕獲檢出器之線性範圍很窄,

使用時必須選擇適當的濃度,製作標準曲線

,本研究分析條件下,濃度約在 0.5 µg/mL

以下可得到良好的線性曲線,依前述標準曲 線製作方法繪製各類型多氯聯苯標準品 KC- 300、KC-400、KC-500 及 KC-600 標準曲線

,線性關係良好,相關係數分別為 0.9978、

0.9997、0.9977 及 0.9981,見(圖九)。

(12)

圖九、多氯聯苯標準曲線(A)KC-300 (B)KC-400 (C)KC-500 及(D)KC-600

Fig. 9. Standard curves of PCBs standard (A) KC-500 (B) KC-600 (C)KC-500 and (D) KC-600

四、添加回收試驗

由於生物體中殘留之多氯聯苯,其氣相 層析圖譜之波峰類型大部分均類似 KC-500

(15),因此本研究以多氯聯苯標準品 KC-500 進行添加回收試驗,(表一)為多氯聯苯 KC-500 添加於所收集之煙流凝集物,再以 上述方法分析所得之回收率,抽吸每支香菸 收集之煙流凝集物添加多氯聯苯 0.04、0.08

及0.16 µg,平均回收率為 93.7∼109.8%,變 異係數為 3.7∼8.7%,回收率及再現性均相 當良好。

(表二)為多氯聯苯 KC-500 添加於菸 絲,再以上述方法分析所得之回收率,添加 0.1∼0.3 µg/g 檢體濃度於菸絲中之平均回收 率為 91.7∼101.3%,變異係數為 3.2∼5.6%

,回收率及再現性均相當良好。

(A)

y = 56844x - 14.203 R = 0.9978

0 10000 20000 30000 40000

0.0 0.2 0.4 0.6

濃度(μg/mL)

波峰高度

(B)

y = 57816x - 195.8 R = 0.9997

0 10000 20000 30000 40000

0.0 0.2 0.4 0.6

濃度(μg/mL)

波峰高度

(C)

y = 165285x - 2051.9 R = 0.9977

0 20000 40000 60000 80000 100000

0.0 0.2 0.4 0.6 濃度(μg/mL)

波峰高度

(D)

y = 175195x - 849.36 R = 0.9981

0 20000 40000 60000 80000 100000

0.0 0.2 0.4 0.6 濃度(μg/mL)

波峰高度

(13)

Table 1. Recoveries of PCBs KC-500 spiked into cigarette total particulate matter 表一、香菸煙流凝集物中添加多氯聯苯之回收率

添加量(µg/Cig.TPM) 回收率

0.04 93.7a ±8.1(8.7%) b 0.08 109.8 ±6.1(5.6%)

0.16 97.8 ±3.6(3.7%)

a 為三重複之平均 b 括弧內數值為變異係數

Table 2. Recoveries of PCBs KC-500 spiked into cigarette tobacco.

表二、香菸菸絲中添加多氯聯苯之回收率

添加濃度(µg/g) 回收率

0.10 91.7 a ±2.9(3.2%) b

0.15 95.3 ±4.9(5.1%)

0.30 101.3 ±5.7(5.6%)

a 為三重複之平均 b 括弧內數值為變異係數

五、最低偵測極限

依前述方法添加多氯聯苯標準品 KC- 500 於煙流凝集物中進行試驗,所求得的最 低檢出限量為0.02 µg/Cig.TPM,見(圖十)

。依前述方法添加標準品於菸絲中進行試驗

,所求得的最低偵測極限為0.02 µg/g,見(

圖十一)。

六、市售香菸調查

依據上述所開發的方法檢測國產香菸煙

流中多氯聯苯的含量,檢測國產香菸四十件 檢體包括十三種品牌國產香菸之香菸煙流凝 集物,在檢出限量下,並未檢出多氯聯苯。

雖然本研究中針對香菸煙流凝集物中並未檢 出多氯聯苯,但是以吸菸機所收集的煙流凝 集物有限,因此本研究再針對菸絲中是否含 有多氯聯苯進行方法的探討及檢驗,依據上 述所開發的方法檢測國產香菸菸葉中多氯聯 苯的含量,檢測國產香菸十三種品牌香菸菸 絲,在檢出限量下,並未檢出多氯聯苯。

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retention time(min)

圖十、香菸煙流凝集物中多氯聯苯方法偵測極 限之氣相層析圖

Fig. 10. Chromatogram of the detection limit of PCBs in cigarette total particulate matter

圖十一、香菸菸絲中多氯聯苯方法偵測極限之 氣相層析圖

Fig. 11. Chromatogram of the detection limit of PCBs in cigarette tobacco

肆、結論

本研究建立香菸煙流凝集物及菸絲中多 氯聯苯含量之檢驗方法,以濃硫酸處理檢液 淨化,並以 GC/ECD 檢測,結果顯示煙流凝 集物之多氯聯苯平均回收率達 93.7∼109.8%

,最低偵測極限為0.02 µg/Cig.TPM,菸絲之 多氯聯苯平均回收率達 91.7∼101.3%,最低 偵測極限為 0.02 µg/g。以所建立的方法檢測 國產香菸煙流凝集物及菸絲在偵測極限下,

均未檢出多氯聯苯。

伍、參考文獻

行政院衛生署員工消費合作社。1993。第 五章 防制菸害及藥物濫用。衛生白皮書

。65-80 頁。行政院衛生署。台北。

Watson, C. H., and Ashley, D. L. 2000.

Quantitative analysis of acetates in cigarette tobacco using solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry.

(15)

Journal of Chromatographic Science Vol. 38

:137-144.

Phillips, G. F. and Waller, R. E. 1991. Yields of tar and other smoke components from UK cigarettes. Fd. Chem. Toxic 29 (7):469- 474.

Evans, W. H., Thomas, N. C., Boardman, M.

C., and Nash, S. J. 1993. Relationships of polycyclic aromatic hydrocarbon yields with particulate matter (water and nicotine free

) yields in mainstream and sidestream cigarette smoke. Total Environ 136:101- 109.

Hawthorne, S. B. and Miller, D. J. 1987.

Directly coupled supercritical-fluid extraction-gas-chromatographic analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls from environmental solids. J. Chromatogr 21.

Aug. 403: 63-76.

Erickson, Mitchell D. 1997. Analytical chemistry of PCBs. Published by Boca Raton, Fla.:CRC/Lewis.

Lang, V. 1992. Polychlorinated biphenyls in the environment. Journal of Chromatography 595:1-43.

陳秋雲。1994。第八章 植物葉中多氯聯 苯分析方法之研究。環境中多氯聯苯之分 析 : HRGC/ECD 、 MDGC/ECD 、 HRGC/LRMS 與 HRGC/IDMS 方法的研究

。1-44 頁。國立清華大學博士論文。

Lee, W. C., Li, T. L., Cheng, W. J. 1998.

Survey of nicotine and tar yields of domestic and imported cigarettes. Journal of Food and Drug Analysis 6 (4):691-701.

周薰修、潘志寬、施如佳和陳陸宏。1984

。魚貝類中多氯聯苯及多溴聯苯之調查研 究。食品科學11:(3,4) 218-224。

Bernal, J. L., Del Nozal, M. J., and Jimenez, J. J. 1992. Some observations on clean-up procedures using sufphuric acid and florisil.

Journal of Chromatography 607:303-309.

Cencic Kodba, Z., and Marsel, J. 1999.

Microwave assisted extraction and sonication of polychlorobiphenyls from river sediments and risk assessment by toxic equivalency factors. Chromatographia Vol.49. No.1/2.

January. 21-27.

Waliszewski, S. M., and Szymczynski, G. A.

1982. Simple, low-cost method for determination of selected chlorinated pesticides in fat samples. J. Assoc. Off. Anal.

Chem. 65:677-679.

潘志寬。1990。多氯聯苯分析方法之研究 及其於環境物質中之殘留分析。23-27 頁

。私立中國文化大學應用化學研究所碩士 論文。

Flutzinger, O., Safe, S., Zitko, V. 1979. The chemisry of PCB's, Published by CRC Press Inc.

(16)

Determination of polychlorinated biphenyls content of the total particulate matter in domestic cigarettes

Wei-Chih Cheng, Yu-Ju Lin, Ling-Yu Chao, Pi-Chiou Chang and Shin-Shou Chou Division of Food Chemistry

ABSTRACT

An analytical method using gas chromatography (GC) for the determination of PCBs was developed.

PCBs were extracted from total particulate matter (TPM) and tobacco in domestic cigarettes by n-hexane while shaking with ultrasonic bath, and determined by gas chromatography equipped with an electron- capture detector. After extraction, the solution of the TPM was cleaned up using sulfuric acid and cigarette tobacco was cleaned up using sulfuric acid following silica cartridge. Recovery studies were carried out by spiking the standards of PCBs KC-500 at the levels of 0.04 µg, 0.08 µg and 0.16 µg/Cig.

TPM and spiking the standards of PCBs KC-500 at the levels of 0.1, 0.15 and 0.3 µg/g in the tobacco.

Average recoveries were in the range of 93.7∼109.8 % and 91.7∼101.3% for TPM and tobacco respectively. The method detection limit was 20ng/Cig.TPM and 0.02 µg/g in the TPM and tobacco respectively. When the method was applied to thirteen kinds of domestic cigarette, PCBs were not detected with the above describe method detection limit of the TPM and tobacco.

Key words: PCB, domestic cigarette, tobacco, total particulate matter, GC, ECD

數據

Fig. 1. The extraction and clean up steps of PCBs from total particulate matter in cigarette
Fig. 2. The extraction and clean up steps of PCBs in cigarette tobacco.
Fig. 3. Chromatograms of total particulate matter in cigarette after clean up (A)Blank (B)spiked PCB KC- KC-500
Fig. 4. Chromatograms of cigarette tobacco after clean up (A)Blank (B)spiked PCB KC-500
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參考文獻

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