某污染场地大气中挥发性有机物污染特征与健康风险评价

李春玉　陈素文　章霖之

摘 要：该研究选择某典型农药企业搬迁修复后场地，通过移动监测车中的车载监测设备，对其主导风向下游区域空气中的挥发性有机物（VOCs）进行26d的连续监测，并结合风玫瑰图对不同风向下VOCs的浓度进行了分析。结果表明，在主导风向下，除丙烯腈外，甲烷、非甲烷总烃和其他VOCs的浓度均呈现最低的状态；分析不同天气条件下空气中VOCs的污染特征，发现其和常规污染物污染规律相似，非甲烷总烃、苯、甲苯和环境空气质量指数（AQI）之间有很好的关联性。依据健康风险评价模型和评价参数，对测点环境空气中VOCs可能存在的非致癌风险和致癌风险进行评价，测点环境空气的非致癌风险和致癌风险均在可接受水平。

关键词：移动监测车；挥发性有机物；污染场地；环境空气质量指数；风险评价

中图分类号 X503.1；X820.4 文献标识码 A 文章编号 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

近年来随着城市的不断发展，建成区面积不断扩大，许多位于城市中心区域或老城郊的企业已陆续关、停、并、转或搬离现有区域，这些企业涉及农药、化工、印染、冶炼和石油等，其中有些企业大量使用挥发性有机物（VOCs）作为溶剂或原材料[1-4]。由于生产历史较长，往往因为“跑、冒、滴、漏”、固体废物就地堆放或掩埋、液态污染物倾倒等原因，在造成土壤污染的同时，也通过挥发和随土壤微粒进入大气，为周边的空气质量状况埋下隐患。

本研究通过移动监测车中的车载监测设备，选择某典型农药企业搬迁修复后的场地主导风向下游区域，对空气中甲烷、非甲烷总烃和20种VOCs进行连续监测，并结合风玫瑰图对不同风向下挥发性污染物的浓度进行了分析，给出了不同天气条件下空气中污染物的特征，对测点环境空气中VOCs可能存在的非致癌风险和致癌风险进行评价，从而了解VOCs对周边空气质量可能造成的影响。

1 材料与方法

1.1 监测时间 2016年1月11日开始，2月6日结束，共计26d。

1.2 仪器设备 挥发性有机物分析仪，配备PID检测器和FID检测器，24h全自动采样，分析周期30min，荷兰Synspec GC955-615；甲烷非甲烷总烃测定仪，配FID检测器，24h全自动采样，分析周期3min，荷兰Synspec alpha 115；高纯零气发生器，美国API M701H；有机物分析仪校准仪，德国MCZ CMK-5；氢气发生器，意大利Claind HyGen 200；采样系统，中国FPI.DEA09；有机物标气，美国Spectra gas；数据采集系统，中国FPI SYLPH1.0 branch。

1.3 色譜条件 Capillary columnSY1色谱柱（28m×0.32mm×1.0μm）；Capillary columnSY1色谱柱（2m×0.32mm×1.0μm）；预浓缩管温度：230℃；柱温箱温度：70～100℃；环境温度：5～35℃；PID/FID：107℃；采样压力：1018mBar；氢气压力：2.6Bar；空气（去CH）压力：3.0Bar；载气：N2（压力4.0Bar，流量1.5mL/min）。TCH-4不锈钢填充柱（2.1mmID，100cm）。endprint

1.4 分析原理与方法 分析原理：气相色谱（GC）。分析方法：包括采样、预浓缩、分离和检测4个步骤。采样：空气样，步进式进样器，7次为一个过程。预浓缩和脱附：样气经由预浓缩管被富集后通过快速加热预浓缩管在很短时间内脱附，用载气吹扫带入分离柱。分离：分离柱被载气反吹以去除滞留物，由于不同组分滞留时间不同，所以按先后不同的次序从固定相中流出。检测：分离后的各组分依次到达检测器，并被转换成易于测量的电信号，最终给出色谱图和对应的浓度。采用FID、PID共检测出20种VOCs物种，包含了烷烃、卤代烃和芳香烃等化合物，其中，定量限为（0～300）×10-9。

1.5 健康风险评价方法 健康风险评价包括致癌健康风险评价和非致癌健康风险评价。健康风险评价是以风险度作为评价指标，参照已被许多国家或国际组织采用的四步法，定量描述环境污染对人体产生健康危害的风险[5-7]。根据USEPA 2009年发布的EPA-540-R-070-002，暴露量使用空气中污染物的质量浓度来计算，致癌风险值用单位吸入致癌风险与终生平均暴露浓度之积表示[8]。

2 结果与分析

2.1 质量浓度范围 该测点共监测了环境空气中20种VOCs及甲烷、非甲烷总烃，其检出的质量浓度范围及平均浓度见表1。由表1可知，小时浓度范围甲烷1444～2280μg/m3，非甲烷总烃35～460μg/m3，VOCs的小时浓度范围0～54.8μg/m3，平均浓度为2.35μg/m3。特征污染物苯系物和丙烯腈占VOCs总浓度的58.9%。

2.2 污染物風向分布 如图1所示，该监测时段，北风和东北风为主的风向占比超过50%，东北风为其监测时段的主导风向，而该风向条件下的甲烷、非甲烷总烃和其他VOCs的浓度基本呈现最低的状态，说明该风向条件下，没有污染物的输送或污染物的输送不明显。

2.3 空气中污染物日变化特征 非甲烷总烃是指示空气中VOCs污染总体状况的指标，非甲烷总烃和甲烷2项指标在各时刻下浓度均值均呈现清晰的U型结构，走势基本趋同，污染物整体浓度在傍晚和凌晨时分较高，在早上8时后明显下降，夜间19时左右又重新回到高点；夜间19时至次日7时也是浓度明显升高的主要时段。这和早晚时段地面温度和大气边界层高度较低，污染物不易扩散而积累导致浓度较高。而白天中午前后，光强度增强，温度和大气边界层升高，对流作用明显，快速的光化学反应和有利的扩散条件降低了污染物的浓度。

苯系物基本呈现与甲烷、非甲烷总烃相似的变化特征，均出现凌晨时分浓度较高，10时后，浓度明显下降的污染特征，这和常规污染物相类似。2-甲基庚烷和丙烯腈的最高值基本出现在午后，其他污染物变化规律不明显（图3）。

2.4 不同天气条件下空气中污染物的特征 1月12日至2月6日，共26d，我市的空气质量指数（AQI）级别优1d，良12d，轻度污染5d，中度污染8d。选取代表VOCs总体情况的非甲烷总烃和典型的苯、甲苯为代表，研究其污染规律与AQI之间的关系。如表2、图4所示，非甲烷总烃、苯和甲苯和AQI之间有很好的关联性，基本上是AQI值高的时，非甲烷总烃、苯和甲苯也相应变高，浓度值和污染天气之间基本对应。

2.5 健康风险评价 依据健康风险评价模型和评价参数，对测点环境空气中VOCs可能存在的非致癌风险和致癌风险进行评价。由表3可见，测点环境空气的非致癌风险和致癌风险均在可接受水平。由于进行的是初步评价，考虑到人群对暴露剂量的反应可能存在较大差异，因此健康风险评价结果存在一定的不确定性，不同VOCs组分对人群健康危害的确切关系，有待进一步研究和验证。

3 结论

环境空气中共监测了甲烷、非甲烷总烃、苯系物和卤代烃等共22种物质。其中小时浓度范围甲烷1444～2280μg/m3，非甲烷总烃35～460μg/m3，VOCs的小时浓度范围0～54.8μg/m3，平均浓度为2.35μg/m3。特征污染物苯系物和丙烯腈占VOCs总浓度的58.9%。

主导风向下，没有明显的污染物输送过程；除2-甲基庚烷和丙烯腈外，VOCs的日变化特征与常规污染物相类似，都呈现出早晚高，中午低的变化规律。VOCs的浓度与AQI之间有很好的关联性。依据健康风险评价模型和评价参数对该测点进行健康风险评价，测点环（下转79页）（上接68页）境空气的非致癌风险和致癌风险均在可接受水平。

参考文献

[1]章霖之，王荣俊，丁倩.常州某农药生产场地土壤中挥发性有机物污染状况调查[J].中国环境监测，2012，28（3）：67-71.

[2]吴祖良，谢德援，陆豪，等.挥发性有机物处理新技术的研究[J].环境工程，2012，30（3）：76-78.

[3]席劲瑛，胡洪营，武俊良，等.不同行业点源产生VOCs气体的特征分析[J].环境科学研究，2014，27（2）：134-138.

[4]刘雅婷，彭跃，白志鹏，等.沈阳市大气挥发性有机物（VOCs）污染特征[J].环境科学，2011，32（9）：2777-2785.

[5]李雷，李红，王学中.广州市中心城区环境空气中挥发性有机物的污染特征与健康风险评价[J].环境科学，2013，34（12）：4558-4564.

[6]胡冠九，穆肃，张祥志，等.空气中挥发性有机物污染状况及健康风险评价[J].环境监控与预警，2010，2（1）：5-7.

[7]章霖之，丁倩，戴玄吏，等.某废弃农药生产场地地下水挥发性有机物污染健康风险评价[J].环境监测管理与技术，2014，26（5）：5-7.

[8]USEPA：EPA-540-R-070-002.Risk Assessment Cuidance for Superfund[C].US EPA.Washington DC，2009.

（责编：张宏民）endprint