李春玉　陳素文　章霖之

摘 要：該研究選擇某典型農(nóng)藥企業(yè)搬遷修復(fù)后場(chǎng)地，通過(guò)移動(dòng)監(jiān)測(cè)車中的車載監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)其主導(dǎo)風(fēng)向下游區(qū)域空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）進(jìn)行26d的連續(xù)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合風(fēng)玫瑰圖對(duì)不同風(fēng)向下VOCs的濃度進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，在主導(dǎo)風(fēng)向下，除丙烯腈外，甲烷、非甲烷總烴和其他VOCs的濃度均呈現(xiàn)最低的狀態(tài)；分析不同天氣條件下空氣中VOCs的污染特征，發(fā)現(xiàn)其和常規(guī)污染物污染規(guī)律相似，非甲烷總烴、苯、甲苯和環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）之間有很好的關(guān)聯(lián)性。依據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)參數(shù)，對(duì)測(cè)點(diǎn)環(huán)境空氣中VOCs可能存在的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，測(cè)點(diǎn)環(huán)境空氣的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)均在可接受水平。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)監(jiān)測(cè)車；揮發(fā)性有機(jī)物；污染場(chǎng)地；環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào) X503.1；X820.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）01-0065-05

Abstract：Select a typical pesticide companies relocation of venues，mobile monitoring vehicles by vehicle monitoring equipment，the dominant wind direction of the downstream airborne volatile organic compounds（VOCs） for 26 days of continuous monitoring，combined with wind rose map for different wind direction，the concentration of VOCs was analyzed. The results showed that except for acrylonitrile，the concentrations of methane，non-methane hydrocarbons and other VOCs all showed the lowest state under the prevailing wind direction. The pollution characteristics of VOCs in air under different weather conditions were analyzed and the results showed that the pollution of pollutants and conventional pollutants similarly，there was a good correlation between non-methane total hydrocarbons，benzene，toluene and Ambient Air Quality Index （AQI）. Based on the health risk assessment model and evaluation parameters，the possible non-carcinogenic and carcinogenic risks of VOCs in the ambient air at the measuring point were evaluated. The non-carcinogenic and carcinogenic risks of ambient air at the measuring point were all within acceptable levels.

Key words：Mobile monitoring car；Volatile organic compounds；Contaminated site；Ambient Air Quality Index；Health risk assessment

近年來(lái)隨著城市的不斷發(fā)展，建成區(qū)面積不斷擴(kuò)大，許多位于城市中心區(qū)域或老城郊的企業(yè)已陸續(xù)關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)或搬離現(xiàn)有區(qū)域，這些企業(yè)涉及農(nóng)藥、化工、印染、冶煉和石油等，其中有些企業(yè)大量使用揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）作為溶劑或原材料[1-4]。由于生產(chǎn)歷史較長(zhǎng)，往往因?yàn)椤芭?、冒、滴、漏”、固體廢物就地堆放或掩埋、液態(tài)污染物傾倒等原因，在造成土壤污染的同時(shí)，也通過(guò)揮發(fā)和隨土壤微粒進(jìn)入大氣，為周邊的空氣質(zhì)量狀況埋下隱患。

本研究通過(guò)移動(dòng)監(jiān)測(cè)車中的車載監(jiān)測(cè)設(shè)備，選擇某典型農(nóng)藥企業(yè)搬遷修復(fù)后的場(chǎng)地主導(dǎo)風(fēng)向下游區(qū)域，對(duì)空氣中甲烷、非甲烷總烴和20種VOCs進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合風(fēng)玫瑰圖對(duì)不同風(fēng)向下?lián)]發(fā)性污染物的濃度進(jìn)行了分析，給出了不同天氣條件下空氣中污染物的特征，對(duì)測(cè)點(diǎn)環(huán)境空氣中VOCs可能存在的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而了解VOCs對(duì)周邊空氣質(zhì)量可能造成的影響。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測(cè)時(shí)間 2016年1月11日開(kāi)始，2月6日結(jié)束，共計(jì)26d。

1.2 儀器設(shè)備 揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，配備PID檢測(cè)器和FID檢測(cè)器，24h全自動(dòng)采樣，分析周期30min，荷蘭Synspec GC955-615；甲烷非甲烷總烴測(cè)定儀，配FID檢測(cè)器，24h全自動(dòng)采樣，分析周期3min，荷蘭Synspec alpha 115；高純零氣發(fā)生器，美國(guó)API M701H；有機(jī)物分析儀校準(zhǔn)儀，德國(guó)MCZ CMK-5；氫氣發(fā)生器，意大利Claind HyGen 200；采樣系統(tǒng)，中國(guó)FPI.DEA09；有機(jī)物標(biāo)氣，美國(guó)Spectra gas；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，中國(guó)FPI SYLPH1.0 branch。

1.3 色譜條件 Capillary columnSY1色譜柱（28m×0.32mm×1.0μm）；Capillary columnSY1色譜柱（2m×0.32mm×1.0μm）；預(yù)濃縮管溫度：230℃；柱溫箱溫度：70～100℃；環(huán)境溫度：5～35℃；PID/FID：107℃；采樣壓力：1018mBar；氫氣壓力：2.6Bar；空氣（去CH）壓力：3.0Bar；載氣：N2（壓力4.0Bar，流量1.5mL/min）。TCH-4不銹鋼填充柱（2.1mmID，100cm）。endprint

1.4 分析原理與方法 分析原理：氣相色譜（GC）。分析方法：包括采樣、預(yù)濃縮、分離和檢測(cè)4個(gè)步驟。采樣：空氣樣，步進(jìn)式進(jìn)樣器，7次為一個(gè)過(guò)程。預(yù)濃縮和脫附：樣氣經(jīng)由預(yù)濃縮管被富集后通過(guò)快速加熱預(yù)濃縮管在很短時(shí)間內(nèi)脫附，用載氣吹掃帶入分離柱。分離：分離柱被載氣反吹以去除滯留物，由于不同組分滯留時(shí)間不同，所以按先后不同的次序從固定相中流出。檢測(cè)：分離后的各組分依次到達(dá)檢測(cè)器，并被轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào)，最終給出色譜圖和對(duì)應(yīng)的濃度。采用FID、PID共檢測(cè)出20種VOCs物種，包含了烷烴、鹵代烴和芳香烴等化合物，其中，定量限為（0～300）×10-9。

1.5 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)包括致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是以風(fēng)險(xiǎn)度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，參照已被許多國(guó)家或國(guó)際組織采用的四步法，定量描述環(huán)境污染對(duì)人體產(chǎn)生健康危害的風(fēng)險(xiǎn)[5-7]。根據(jù)USEPA 2009年發(fā)布的EPA-540-R-070-002，暴露量使用空氣中污染物的質(zhì)量濃度來(lái)計(jì)算，致癌風(fēng)險(xiǎn)值用單位吸入致癌風(fēng)險(xiǎn)與終生平均暴露濃度之積表示[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)量濃度范圍 該測(cè)點(diǎn)共監(jiān)測(cè)了環(huán)境空氣中20種VOCs及甲烷、非甲烷總烴，其檢出的質(zhì)量濃度范圍及平均濃度見(jiàn)表1。由表1可知，小時(shí)濃度范圍甲烷1444～2280μg/m3，非甲烷總烴35～460μg/m3，VOCs的小時(shí)濃度范圍0～54.8μg/m3，平均濃度為2.35μg/m3。特征污染物苯系物和丙烯腈占VOCs總濃度的58.9%。

2.2 污染物風(fēng)向分布 如圖1所示，該監(jiān)測(cè)時(shí)段，北風(fēng)和東北風(fēng)為主的風(fēng)向占比超過(guò)50%，東北風(fēng)為其監(jiān)測(cè)時(shí)段的主導(dǎo)風(fēng)向，而該風(fēng)向條件下的甲烷、非甲烷總烴和其他VOCs的濃度基本呈現(xiàn)最低的狀態(tài)，說(shuō)明該風(fēng)向條件下，沒(méi)有污染物的輸送或污染物的輸送不明顯。

2.3 空氣中污染物日變化特征 非甲烷總烴是指示空氣中VOCs污染總體狀況的指標(biāo)，非甲烷總烴和甲烷2項(xiàng)指標(biāo)在各時(shí)刻下濃度均值均呈現(xiàn)清晰的U型結(jié)構(gòu)，走勢(shì)基本趨同，污染物整體濃度在傍晚和凌晨時(shí)分較高，在早上8時(shí)后明顯下降，夜間19時(shí)左右又重新回到高點(diǎn)；夜間19時(shí)至次日7時(shí)也是濃度明顯升高的主要時(shí)段。這和早晚時(shí)段地面溫度和大氣邊界層高度較低，污染物不易擴(kuò)散而積累導(dǎo)致濃度較高。而白天中午前后，光強(qiáng)度增強(qiáng)，溫度和大氣邊界層升高，對(duì)流作用明顯，快速的光化學(xué)反應(yīng)和有利的擴(kuò)散條件降低了污染物的濃度。

苯系物基本呈現(xiàn)與甲烷、非甲烷總烴相似的變化特征，均出現(xiàn)凌晨時(shí)分濃度較高，10時(shí)后，濃度明顯下降的污染特征，這和常規(guī)污染物相類似。2-甲基庚烷和丙烯腈的最高值基本出現(xiàn)在午后，其他污染物變化規(guī)律不明顯（圖3）。

2.4 不同天氣條件下空氣中污染物的特征 1月12日至2月6日，共26d，我市的空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）級(jí)別優(yōu)1d，良12d，輕度污染5d，中度污染8d。選取代表VOCs總體情況的非甲烷總烴和典型的苯、甲苯為代表，研究其污染規(guī)律與AQI之間的關(guān)系。如表2、圖4所示，非甲烷總烴、苯和甲苯和AQI之間有很好的關(guān)聯(lián)性，基本上是AQI值高的時(shí)，非甲烷總烴、苯和甲苯也相應(yīng)變高，濃度值和污染天氣之間基本對(duì)應(yīng)。

2.5 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 依據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)參數(shù)，對(duì)測(cè)點(diǎn)環(huán)境空氣中VOCs可能存在的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。由表3可見(jiàn)，測(cè)點(diǎn)環(huán)境空氣的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)均在可接受水平。由于進(jìn)行的是初步評(píng)價(jià)，考慮到人群對(duì)暴露劑量的反應(yīng)可能存在較大差異，因此健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果存在一定的不確定性，不同VOCs組分對(duì)人群健康危害的確切關(guān)系，有待進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。

3 結(jié)論

環(huán)境空氣中共監(jiān)測(cè)了甲烷、非甲烷總烴、苯系物和鹵代烴等共22種物質(zhì)。其中小時(shí)濃度范圍甲烷1444～2280μg/m3，非甲烷總烴35～460μg/m3，VOCs的小時(shí)濃度范圍0～54.8μg/m3，平均濃度為2.35μg/m3。特征污染物苯系物和丙烯腈占VOCs總濃度的58.9%。

主導(dǎo)風(fēng)向下，沒(méi)有明顯的污染物輸送過(guò)程；除2-甲基庚烷和丙烯腈外，VOCs的日變化特征與常規(guī)污染物相類似，都呈現(xiàn)出早晚高，中午低的變化規(guī)律。VOCs的濃度與AQI之間有很好的關(guān)聯(lián)性。依據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)參數(shù)對(duì)該測(cè)點(diǎn)進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，測(cè)點(diǎn)環(huán)（下轉(zhuǎn)79頁(yè)）（上接68頁(yè)）境空氣的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)均在可接受水平。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）endprint