研究人員發(fā)現(xiàn)，在煙草自身及煙霧中含有的強(qiáng)致癌物——亞硝胺，對(duì)人體危害性極大。對(duì)此，多個(gè)國(guó)家曾試圖調(diào)整煙草配方，但是仍難以控制亞硝胺含量；若采用其他吸附材料作為香煙濾嘴，則會(huì)使煙味變淡，影響消費(fèi)者口感，而且根本不能解決香煙陰燃時(shí)的側(cè)流煙氣對(duì)于被動(dòng)吸煙者的吸煙問題。因此如何采用新材料選擇性地去除煙氣中的亞硝胺等有害物質(zhì)，成為各國(guó)研究人員的主要目標(biāo)。近年來，國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)均發(fā)現(xiàn)沸石與亞硝胺有著“不平常”的關(guān)系，依托于沸石特殊的物理結(jié)構(gòu)，將沸石作為煙草添加材料及濾嘴材料，可以有效降低煙霧中的亞硝胺含量，幫助人們抵御“二手煙”的侵害；同時(shí)最大程度上阻止亞硝胺進(jìn)入人體，對(duì)人體產(chǎn)生危害。目前，沸石作為香煙制備材料，已被中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)試驗(yàn)應(yīng)用，證實(shí)其對(duì)亞硝胺具有超強(qiáng)的吸附過濾作用，并且不會(huì)降低煙草香味，因此具有非常好的市場(chǎng)需求與前景。 世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，自上世紀(jì)四五十年代尤其是七八十年代以來，因吸煙或被動(dòng)吸煙而導(dǎo)致肺癌及其他與吸煙有關(guān)的疾病死亡的人數(shù)越來越多，人們已開始逐漸認(rèn)識(shí)到吸煙對(duì)身體健康的害處。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)吸煙人數(shù)為3.5億，居世界之首，而遭受被動(dòng)吸煙危害的人數(shù)更高達(dá)5.4億，其中15歲以下兒童有1.8億。2000年由吸煙導(dǎo)致的死亡人數(shù)近100萬，超過了艾滋病、結(jié)核、交通事故以及自殺死亡人數(shù)的總和。當(dāng)前，我國(guó)吸煙和吸“二手煙”有關(guān)的疾病，如：腦中風(fēng)、冠心病、糖尿病、肺癌和乳腺癌呈明顯上升趨勢(shì)，如不采取措施，預(yù)計(jì)到2021年底，死亡人數(shù)將達(dá)到200萬。卷煙煙氣組成復(fù)雜，含有4800多種化合物，其中某些成份對(duì)環(huán)境和健康造成的負(fù)面影響而使之成為各國(guó)面臨的難題之一。作為煙氣有害物質(zhì)的重要組成部分的亞硝胺，是一種強(qiáng)化學(xué)致癌物，也是吸煙導(dǎo)致癌癥的主要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)、西歐由煙草中亞硝胺導(dǎo)致的癌癥發(fā)病率超過30%，由吸煙導(dǎo)致的肺癌發(fā)病率高達(dá)80%。而亞硝胺發(fā)揮自身致癌作用必須先經(jīng)過細(xì)胞色素 P450S的代謝活化，然后與脫氧核糖核酸或其它細(xì)胞大分子反應(yīng)。因此，只要設(shè)法去除亞硝胺就能防止它參與新陳代謝，抵抗癌癥的威脅。但是卷煙煙氣含有化合物眾多，要想從中選擇性地吸附痕量的煙草特有亞硝胺難度較大，因此煙草添加材料及濾嘴材料不但要選擇強(qiáng)吸附性材料，并且還需要對(duì)亞硝胺具有較強(qiáng)的分解作用。沸石因具有多規(guī)則的細(xì)微孔穴結(jié)構(gòu)與強(qiáng)吸附性，因此對(duì)揮發(fā)性亞硝胺有著巨大的吸附容量；同時(shí)，沸石中的陽離子在吸附亞硝胺時(shí)扮演著重要的角色，它們圍繞著骨架中的鋁離子高速運(yùn)動(dòng)，使得沸石孔道中形成一個(gè)靜電場(chǎng)。亞硝胺的分子結(jié)構(gòu)以N–NO 官能團(tuán)為特征，其中O帶有負(fù)電荷，容易被沸石孔道里的陽離子通過靜電引力相互吸引。因此，亞硝胺通常是先插入其N–NO官能團(tuán)，然后再整體或部分地被吸附到沸石的細(xì)微孔道中。沸石對(duì)于亞硝胺的特殊選擇性究竟能夠到什么程度？南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院萬密密等人通過試驗(yàn)，采用孔徑分別為0.2, 0.3, 0.4和 0.5nm的沸石研究了對(duì)亞硝胺吸附去除的效果。在試驗(yàn)中，僅在0.1s內(nèi)，不同孔徑的沸石對(duì)于亞硝胺的強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)吸附力能夠嚴(yán)重阻礙了亞硝胺的揮發(fā)。并且隨著吸附環(huán)境溫度逐漸上升，則能夠讓NNN分子愈容易在沸石孔口處被卡住，接著受到內(nèi)外應(yīng)力拉扯而被易于分解。南京大學(xué)化學(xué)系惲之瑜等人開展了用沸石去除卷煙煙氣中亞硝胺的試驗(yàn)，由下表結(jié)果可以看出，卷煙中添加沸石后，其煙草特有亞硝胺 (TSNA，屬于亞硝胺總量的一部分 )在側(cè)流煙氣 (SS)中減少25%～32%，主流煙氣 (MS)中減少35%～61%；而亞硝胺總含量在側(cè)流煙氣中減少43%～51% ,主流煙氣中減少約70%。（卷煙添加沸石前后所含煙草特有亞硝胺的熱能測(cè)定數(shù)據(jù)）
試驗(yàn)結(jié)果表明，沸石添加方式不同凈化效果亦不同：在卷煙濾嘴中加入沸石，主要利用了沸石的吸附功能將進(jìn)入吸煙者口腔的主流煙氣加以凈化；而在煙支里添加沸石 ,由于沸石的吸附和催化雙功能作用，使卷煙的主流和側(cè)流煙氣同時(shí)得到凈化，亞硝胺下降了25~60%左右。因此，為了更好地達(dá)到對(duì)亞硝胺的吸附去除效果，需要在煙草和濾嘴材料中均添加沸石。自2003年以來，中國(guó)南京大學(xué)的科學(xué)家們一直在探索沸石與亞硝胺之間的關(guān)系，并嘗試在卷煙中添加沸石來吸附消除亞硝胺。其具體是汲取國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，用水浸泡煙草，再用處理過的沸石吸附溶液中的亞硝酸。經(jīng)過凈化后溶液用于煙草制品生產(chǎn)，可以顯著降低亞硝酸含量。該團(tuán)隊(duì)在國(guó)家863計(jì)劃支持下以沸石為原材料，發(fā)明“去除香煙煙氣致癌物添加劑”，申報(bào)發(fā)明專利7項(xiàng)。該技術(shù)可應(yīng)用于口含煙等不燃煙新產(chǎn)品及傳統(tǒng)卷煙中，減少煙草對(duì)于環(huán)境和人體健康的負(fù)面影響。 （《英國(guó)化學(xué)》對(duì)該技術(shù)的介紹）2006年，美國(guó)煙草相關(guān)科學(xué)研究合作中心 (CORESTA) 會(huì)議上發(fā)表的一項(xiàng)研究比較了不同沸石在實(shí)驗(yàn)室和吸煙條件下吸附亞硝胺的效率。研究人員發(fā)現(xiàn)，即使不降低香煙中的焦油和尼古丁含量，香煙煙霧中的亞硝胺也能顯著減少。2019年，在新奧爾良舉行的美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)全國(guó)會(huì)議上，雷丁大學(xué)的Jane K. Parker教授在報(bào)告中提出一種添加沸石的濾嘴可以將煙霧中致癌的亞硝胺、多環(huán)芳烴含量降低多達(dá)93%，同時(shí)保留煙草理想的口味，美國(guó)雷諾士煙草公司也表示對(duì)該技術(shù)有很大的意向。韓國(guó)煙草研究院用GC-TEA法檢測(cè)了添加沸石材料的《阿詩瑪》和《紅塔山》香煙，發(fā)現(xiàn)煙氣中的煙草特有亞硝胺（TSNA）含量減少30~50%；他們將添加劑應(yīng)用在自己的煙草薄片和白肋煙里，卷煙檢測(cè)表明效果明顯。另外，韓國(guó)某煙草公司進(jìn)行了一項(xiàng)研究，以利用沸石作為煙草過濾嘴的添加劑，將其與木炭混合并填充在三重過濾器的空腔部分時(shí)，尼古丁35%和TP.M減少22%。（沸石添加劑對(duì)于韓國(guó)煙草的減害效果 ）
總之，隨著人們健康意識(shí)的增強(qiáng)及全球性反煙運(yùn)動(dòng)的壯大，發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸將煙草產(chǎn)業(yè)的重心轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)的煙草行業(yè)要生存和發(fā)展，必須要更有效地降低香煙燃吸的有害成分。沸石作為一種天然的環(huán)保新材料，其能夠強(qiáng)效吸附去除煙草及煙氣中的亞硝酸等有害物質(zhì)。并且，沸石能夠?qū)⑷梭w的毒素吸附，因此在濾嘴中添加沸石后，可以使香煙成為有益而低害的公共消費(fèi)品，甚至是治療某些呼吸道、肺部疾病及人體排毒的良方。相信隨著沸石研發(fā)技術(shù)的不斷深入，沸石將成為醫(yī)療、保健 、藥品行業(yè)與煙草行業(yè)的結(jié)合交叉“樞紐”，使其形成獨(dú)具競(jìng)爭(zhēng)力的新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)！當(dāng)然，小國(guó)最后還是要說一句：吸煙有害健康！素材整理自：知網(wǎng)、萬方、維普、Base等1. 朱建華, 沈彬, 王英, 等.沸石對(duì)于亞硝胺的選擇性強(qiáng)吸附[J] .科學(xué)通報(bào), 2000, 45:2 017.2.許后效.環(huán)境中的N-亞硝基化合物[ M] .北京:科學(xué)出版社, 1988.351-355.3. Caldwell W, Conner J M.Artifact formation during smoketrapping:An improved methods for determination of N-ni-trosamines in cigarette smoke[ J] .J Assoc Off Anal Chem,1990, 73:783.4 Jo C, Ahn H J, Son J H, Lee J W, Byun M W. Food Control,2003, 14: 75 Meier W M, Siegmann K. Microporous Mesoporous Mater,1999, 33: 3076 Zhuang T T, Xu J H, Xia J R, Cao Y, Zhou S L, Wang Y,Liu H D, Chun Y, Zhu J H. J Nanomater, 2006 (2006), Ar-ticle ID 54909, doi:10.1155/JNM/2006/549097 朱建華, 周春芳, 王一萌, 吳正穎. 石油學(xué)報(bào)(石油加工)(Zhu J H, Zhou Ch F, Wang Y M, Wu Zh Y. Acta Petrol Sin(Petrol Process Sect)), 2005, 21(3): 618 朱建華, 徐揚(yáng), 王英, 周仕祿, 周春芳. 物理化學(xué)學(xué)報(bào) (ZhuJ H, Xu Y, Wang Y, Zhou Sh L, Zhou Ch F. Acta Phys-ChimSin), 2004, 20: 9469 Zhu J H, Yan D, Xia J R, Ma L L, Shen B. Chemosphere,2001, 44: 94910 Xu Y, Zhu J H, Ma L L, Ji A, Wei Y L, Shang X Y. Microporous Mesoporous Mater, 2003, 60: 12511 Xu Y, Yun Z Y, Zhou C F, Zhou S L, Xu J H, Zhu J H. Stud Surf Sci Catal, 2004, 154: 185812 Zhou C F, Yun Z Y, Xu Y, Wang Y M, Chen J, Zhu J H. New J Chem, 2004, 28: 80713 Zhou C F, Cao Y, Zhuang T T, Huang W, Zhu J H. J Phys Chem C, 2007, 111: 434714 Yang J, Zhou Y, Wang H J, Zhuang T T, Cao Y, Yun Z Y, Yu Q, Zhu J H. J Phys Chem C, 2008, 112: 6740
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