提要：活性炭的基本性質(zhì)是無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)味，具有很大的選擇性吸附能力。活性炭具有發(fā)達(dá)的微孔，對(duì)氣相 中有害物有明顯吸附效果。國(guó)際上對(duì)用活性炭吸附卷煙煙氣中有害組分作過(guò)廣泛深入的研究，認(rèn)為以煙重1%~ 15%的活性炭加入過(guò)濾材料中，可以除去煙氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物，并改善卷煙的吸味。國(guó)內(nèi)研究也認(rèn)為加有活性炭的濾嘴卷煙對(duì)減少煙氣中的有害成分對(duì)人體健康的危害作用比較明顯。目前國(guó)內(nèi)已研制出卷煙濾嘴用 活性炭，它的功能主要是吸附不凝性氣相有害組份，與其它濾材相輔相成。含活性炭卷煙濾嘴值得推廣。
一、活性炭的基本性質(zhì)
活性炭是具有多孔隙結(jié)構(gòu)、有很大的比表面積和吸附能力的炭。每克活性炭的總表面積可達(dá)1000m2以上�；钚蕴亢�90%以上，性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)味，不溶于水和有機(jī)溶劑，耐酸、耐堿，能經(jīng)受高溫和高壓作用，被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。
活性炭的種類很多，按原料不同可分為植物原料炭、煤質(zhì)炭、石油質(zhì)炭以及其它炭（如紙漿廢液炭、合成樹(shù)酯炭，有機(jī)廢料炭骨炭、血炭等）；按外觀形狀可分為粉狀活性炭、不定型顆�；钚蕴浚ɑ蚱扑榛钚蕴浚�、成型活性炭（或定型顆�；钚蕴浚�、球型炭、纖維狀炭、織物狀炭；按用途可分為氣相吸附炭液相吸附炭、糖用炭、工業(yè)炭、催化劑和催化劑載體炭等。
粉狀活性炭顆粒度大小沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定，一般為小于120目的細(xì)粉，顆�；钚蕴康念w粒大小因炭和用途不同而不同。
活性炭的堆積比重一般為0.38~0.50g/cm3�；钚蕴康目紫妒窃诨罨^(guò)程中發(fā)展起來(lái)的，孔隙大小從幾個(gè)Å（10-8m）到10萬(wàn)Å以上，一般按孔隙半徑的大小分為大孔、中孔和微孔。
微孔半徑為10Å以下
中孔半徑為10~250Å
大孔半輕為250Å以上
在氣相吸附中起主要作用的是微孔、中孔、大孔只起通道作用�；钚蕴恐锌自旱拇笮�，對(duì)吸附質(zhì)有選擇性吸附作用，這是由于大分子不能進(jìn)入孔徑比吸附質(zhì)小的孔隙里�；钚蕴恐兴饕厥翘迹吭�90%以上，此外含有少量氫和氧以及灰分�；曳种兄饕氢�、鋁、硅、鈉和鐵的氧化物。微孔多的活性炭適用于氣相吸附，主要是由果殼在高溫下（1000℃左右）與水蒸汽反應(yīng)煅燒而成，所以絕不含有可揮發(fā)性物質(zhì)或焦油之類物質(zhì)。
二、國(guó)外對(duì)煙氣有害物質(zhì)和活性炭應(yīng)用于卷煙濾嘴的研究
卷煙中的有害物質(zhì)對(duì)人體健康和環(huán)境污染有較大的影響，國(guó)外早在50年代就開(kāi)始對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究了。美國(guó)在1954年由衛(wèi)生教育福利部出版《吸煙與健康一書(shū)，提出吸煙影響健康。英國(guó)于1964年又以立法形式勸告人們戒煙，至今已有近30年的歷史。在此期間，各國(guó)政府和煙草工業(yè)投入了巨額資金進(jìn)行大量的研究工作。卷煙燃燒產(chǎn)生的煙氣有害物質(zhì)分為氣相物和粒相物二類。氣相中有致癌物質(zhì)二甲基亞硝胺，每支煙約為5~180毫微克，其它種類亞硝胺2-200毫微克，聯(lián)氮24-43毫微克，促致癌物甲醛20-90毫微克，纖毛毒物質(zhì)氰10~70毫微克， 丙烯醛45~140毫微克，乙醛18-1440毫微克。粒相物中有二苯并花微量，每10支煙可產(chǎn)生二苯并（a、i）芘0.0002-0.1微克，苯并（a）花每支煙0.02-0.04微克及其它多種致癌物微量。
據(jù)美國(guó)《科學(xué)新聞》報(bào)道，由醋酸纖維制成的普通濾嘴卷煙并不安全。研究發(fā)現(xiàn)在模擬一般吸煙情況下，普通 無(wú)過(guò)濾嘴卷煙能殺死87%的小白鼠細(xì)胞，而加了含有25、50、100mg活性炭的醋酸纖維過(guò)濾嘴后，則小白鼠細(xì)胞死亡率分別降低到62%、32%、12%。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，孔容為0.3cm3/g，孔徑為10-40Å的活性炭，以煙重量的1%-15%加入過(guò)濾材料中，可除去煙氣中的揮發(fā)性有害有機(jī)化合物，改善卷煙的吸味。文獻(xiàn)指出，含活性炭的過(guò)濾嘴能吸附卷煙煙氣中的乙醛、乙睛、異戊間二烯、丁酮、苯、甲苯。由此可見(jiàn)，加活性炭濾嘴卷煙是降低煙草毒性的有效途徑之一。有關(guān)活性炭還能吸附煙氣氣相中的重金屬元素和放射性元素方面的報(bào)道也不少。為了減少吸煙對(duì)人體的危害，世界上許多國(guó)家從70年代起先后研制出三段式、二段式含活性炭纖維嘴、紙質(zhì)含活性炭 濾嘴并投入市場(chǎng)。
三、 我國(guó)對(duì)吸煙危害性的研究
南開(kāi)大學(xué)生物系與天津市醫(yī)藥科學(xué)研究所，共同對(duì)不同卷煙凝結(jié)物對(duì)人和哺乳動(dòng)物外周血淋巴細(xì)胞SCE頻率的影響進(jìn)行了研究。吸煙危害健康，其致癌的機(jī)理可能與遺傳物質(zhì)的損傷有關(guān)，現(xiàn)已證實(shí)姊妹染色單體交換（SCE）是檢測(cè)染色體損傷的一種很敏感的指標(biāo)。研究者隨機(jī)選擇幾種高、中、低檔卷煙，以SCE作為指標(biāo)比較各種有嘴和無(wú)嘴卷煙所產(chǎn)生的煙氣凝結(jié)物（CSC）對(duì)離體外周血淋巴細(xì)胞SCE頻率的影響。結(jié)論認(rèn)為：①帶嘴和不帶嘴卷煙產(chǎn)生的CSC所誘發(fā)的SCE頻率差異未達(dá)到顯著，即無(wú)明顯差異。②卷煙焦油量的多少，所產(chǎn)生的CSC對(duì)誘發(fā)的SCE頻率無(wú)相關(guān)性。所以卷煙煙氣中一些不清楚的物質(zhì)對(duì)DNA的損傷可能比那些公認(rèn)的物質(zhì)如焦油、尼古丁更為重要。濾嘴在降低卷煙煙氣焦油產(chǎn)生量上是有明顯作用的，從理論上講，醋纖濾嘴應(yīng)有明顯效果，但實(shí)驗(yàn)中未見(jiàn)差異，也許濾嘴并未降低引起SCE的成分。他們的實(shí)驗(yàn)與美國(guó)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)有類似之處。
南京鐵道醫(yī)學(xué)院衛(wèi)生系浦躍樸等用SOS/umn原位法測(cè)定了8種國(guó)產(chǎn)卷煙和3種進(jìn)口卷煙煙氣的致突變性，都獲得 了陽(yáng)性結(jié)果，其中致突變作用較強(qiáng)的一種卷煙，其SOS陽(yáng)性的較小吸收量為43.9ml，較弱的一種是上海卷煙廠生產(chǎn)的帶有活性炭濾嘴的“高樂(lè)”牌卷煙，其較小煙氣吸收量為62.25ml，兩者相差達(dá)14倍之多。無(wú)濾嘴卷煙煙氣的致突變性作用高于濾嘴卷煙，二者之比率為1.5:l，可見(jiàn)卷煙煙氣中的致突變性物質(zhì)同時(shí)存在于氣相和粒相中，濾嘴只能阻遏煙氣粒相中的致癌物，對(duì)占煙氣體積90%以上的氣相部分的致突變性在煙氣總致突變性的作用影響不大。
從國(guó)內(nèi)有限的研究中可以看出，現(xiàn)有濾嘴雖對(duì)減少煙氣危害人體健康有作用，但并不很大，而加了活性炭的濾嘴對(duì)減少人體健康的危害作用比較明顯。
四、國(guó)內(nèi)對(duì)煙用活性炭和含活性炭復(fù)合濾嘴的研制
1986年，波濤活性炭廠家與濾嘴實(shí)驗(yàn)廠合作開(kāi)發(fā)研制含活性炭卷煙濾嘴，1990年7月完成研制任務(wù)并進(jìn)行了技術(shù)鑒定，其理化指標(biāo)與日本同類產(chǎn)品基本一致，目前已投入小批量生產(chǎn)。
活性炭研究室制備的活性炭經(jīng)成型炭濾棒并復(fù)合成活性炭濾嘴。接裝成煙，與日本活性炭濾嘴在同樣條件下對(duì)照，經(jīng)徐州卷煙廠和北京卷煙廠評(píng)吸，認(rèn)為用該活性炭復(fù)合濾嘴與用日本活性炭復(fù)合濾嘴制成的卷河，吸味基 本接近無(wú)異味產(chǎn)生，內(nèi)在質(zhì)量令人滿意。
五、討論
① 經(jīng)國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)初步證實(shí)，含活性炭的各種型式的復(fù)合濾嘴的安全性優(yōu)于單一濾嘴，是發(fā)展復(fù)合濾嘴的重 要方向之一。
② 活性炭在濾嘴中的功能主要是為了降低占煙草煙氣90%的氣相中的有害物質(zhì)。在擄嘴中加入活性炭，可以改變煙氣氣流的分布，增加煙氣機(jī)械截留率，活性炭中的大孔和粗糙的表面也可截留粒相物，因而在用常規(guī)手段 測(cè)定總粒相物這一指標(biāo)時(shí)，含活性炭復(fù)合濾嘴會(huì)低于對(duì)照的空白醋纖濾嘴幾個(gè)mg/支煙。但如果在醋纖濾嘴中加入的活性炭是不均勻的，則導(dǎo)致濾嘴內(nèi)部氣流分布不均勻，或氣流走短路使機(jī)械截留效果降低，反而會(huì)使總粒相物在測(cè)定時(shí)偏高。
③ 關(guān)于活性炭的選擇。活性炭在卷煙濾嘴中的功能主要是吸附揮發(fā)性（不凝性）氣相有害組份，以彌補(bǔ)普通濾嘴的不足，所以應(yīng)該選擇能大量吸附氣相有害物的活性炭，即微孔多的活性炭，其中中孔和大孔應(yīng)相對(duì)少一些。但目前國(guó)內(nèi)的檢測(cè)手段要對(duì)各種活性炭吸附有害組份進(jìn)行比較，尚存在一定難度，而國(guó)外在活性炭的篩選上 ，應(yīng)該說(shuō)有足夠經(jīng)驗(yàn)，可以為我們所借鑒。所以按國(guó)外活性炭技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行仿制，不失為一條簡(jiǎn)捷的途徑。