张掖市挥发性有机污染物走航监测结果及污染特征分析

克 选，郎 涛，李 霞

（甘肃省张掖生态环境监测中心，甘肃 张掖 734000）

1 原理与方法

主要针对张掖市附近区域VOCs（wlatile organiz compounds.VOCs）排放情况以及异味投诉的污染溯源问题，采用质谱走航监测系统对环境空气中VOCs 进行快速检测，锁定VOCs 的排放区域，对VOCs 物质种类进行现场快速、准确的定性定量分析。

1.1 监测原理

这次开展监测使用的走航监测分析系统是由杭州谱育科技发展有限公司提供，这套系统包含挥发性有机污染物走航监测系统、空气常规6 参数监测系统以及H2SNH3 异味监测系统。挥发性有机污染物走航监测系统具有直接进样质谱分析通道与气相色谱-质谱分析通道，由双质谱通道构成，具有单质谱分析与气相色谱-质谱联用分析（GC-MS）两种应用模式，两种模式同时使用。质谱分析通道实现快速筛查[1]，气相色谱-质谱分析通道实现准确的定性和定量分析[2-3]。

1.2 质量保证与控制

在走航监测前用空白样品将走航监测系统运行一遍，用TO15 进行一次标准样片校准，确保系统各标准曲线相关系数的稳定性。平时对仪器定期维护保养，对系统内色谱柱、吸附管以及离子阱等定期检测更换。走航监测时将系统采样口放置在走航车顶部，减少汽车尾气对于走航监测的影响。在对VOCs 组分定性定量分析时，将走航车停车熄火后对样品进行采集及分析，以避免走航车尾气对样品分析产生影响。

2 监测结果与分析

2.1 走航监测内容

2019 年12 月6 日9 时30 分—2019 年12 月6日12 时30 分；12 月6 日15 时00 分—2019 年12月6 日17 时20 分；12 月6 日20 时00 分—2019年12 月6 日22 分40 时；12 月7 日09 时00 分—2019 年12 月7 日11 时50 分。对张掖市开展了四轮次VOCs 走航监测，并对多个VOCs 排放异常点位进行监测分析。走航期间3d 主导风向均为东南风/西北风如图1 所示。

图1 张掖市12 月6 日—12 月7 日整体VOCs 走航线路图

2.2 监测结果及分析

2.2.1 整体走航监测结果

2019 年12 月6 日—2019 年12 月7 日对张掖市国控点周边区域开展了四轮次VOCs 走航监测，并对多个VOCs 排放异常点位进行监测分析。走航过程中均出现有VOCs 浓度明显上升点位区域，其中12 月6 日上午频繁出现浓度异常的点位主要有东环路与长沙门路交叉口，12 月6 日下午主要有中石油油库、大弓农化下风向，12 月6 日夜间主要有大弓农化西侧道路、城东路与昆仑大道交叉口、PM2.5飙高路段，12 月7 日上午主要有北环路汉庭酒店南侧道路、张掖中医院门口。2d 四轮次VOCs 走航监测总体情况如图2～5 所示：

图2 张掖市国控点周边区域12 月6 日上午VOCs 走航情况

图3 张掖市国控点周边区域12 月6 日下午VOCs 走航情况

图4 张掖市国控点周边区域夜间VOCs 走航情况

图5 张掖市国控点周边区域12 月7 日上午VOCs 走航情况

2.2.2 数据明显上升点位定性定量监测结果

走航过程中对VOCs 浓度明显上升点位区域的东环路与长沙门路交叉口、中石油油库、大弓农化下风向、大弓农化西侧道路、城东路与昆仑大道交叉口、PM2.5飙高路段、北环路汉庭酒店南侧道路、张掖中医院门口等8 个点位进行定性定量分析如图6～11 所示。结果显示：

图6 东环路与长沙门路交叉口点位主要污染因子比例分布图

图7 中石油油库点位主要污染因子比例分布图

图8 大弓农化下风向附近道路点位主要污染因子比例分布图

图9 大弓农化西侧道路点位主要污染因子比例分布图

图10 城东路与昆仑大道交叉口点位主要污染因子比例分布图

图11 PM2.5 飙高路段点位主要污染因子比例分布图

1）东环路与长沙门路交叉口点位主要污染因子及含量：丁烷含量为353.793μg/m3，占比29%；正戊烷含量为243.003μg/m3，占比20%。

2）中石油油库点位主要污染因子及含量丁烷含量为350.908μg/m3，占比24%；正戊烷含量为290.67μg/m3，占比20%。

3）大弓农化下风向附近道路点位主要污染因子及含量：氯苯含量为94.186μg/m3，占比20%；丙酮含量为95.806μg/m3，占比21%。

4）大弓农化西侧道路点位主要污染因子及含量氯苯含量为154.539μg/m3，占比19%；乙酸乙酯含量为130.531μg/m3。

5）城东路与昆仑大道交叉口点位主要污染因子及含量：丁烷含量为387.27μg/m3，占比40%；正戊烷含量为104.256μg/m3，占比11%。

6）PM2.5飙高路段点位主要污染因子及含量：丙酮含量为207.748μg/m3，占比2%；苯含量为180.056μg/m3，占比22%。

7）北环路汉庭酒店南侧道路点位主要污染因子及含量：乙酸仲丁酯含量为119.683μg/m3，占比12%；丁烷含量为116.42μg/m3，占比12%。

8）张掖中医院门口点位主要污染因子及含量苯含量为87.318μg/m3，占比18%；丙酮含量为70.391μg/m3，占比15%，占比15%。

3 污染特征分析

3.1 总体情况

本次VOCs 走航监测详细记录了张掖市国控点周边区域的VOCs 污染趋势图，包括：苯、甲苯、苯乙烯等，均为环境风险较大VOCs 污染因子，容易造成人体伤害，导致O3及PM2.5升高以及群众异味投诉。苯、甲苯等因子均具有较强的毒性，具有“三致”效应，以苯为例，其已经被世界卫生组织国际癌症研究机构列为一类致癌物质，此次走航监测中多个异常浓度点位均出现了上述物质。另外苯系物和烷烃类物质，与大气中的OH 自由基反应效率极高，具有较高的增量反应活性（MIR），导致臭氧生成潜势高，提升了区域光化学污染发生风险。同时，苯系物的二次气溶胶（SOA）生成系数（FAC）普遍较高，苯系物与大气中的OH 自由基、NO3自由基和O3反应，给本地带来巨大的SOA 生成量，直接导致PM2.5浓度攀升。

3.2 VOCs 浓度异常点位分析

通过两天VOCs 走航监测，发现主要有东环路与长沙门路交叉口，中石油油库、大弓农化下风向，大弓农化西侧道路、城东路与昆仑大道交叉口、PM2.5飙高路段、北环路汉庭酒店南侧道路、张掖中医院门口等8 个点位频繁出现异常浓度高值，如图所示，中石油油库点位VOCs 总量峰值浓度最高，TVOC 达到了1458.25μg/m3，东环路与长沙门路交叉口点位，TVOC 峰值达1213.07μg/m3。

3.3 区域污染优控污染因子分析

张掖市走航监测污染因子有29 种，主要污染因子19 种，常规污染因子10 种。涉及芳香烃、酯类、酮类、烷烃、卤代烃类污染物，主要包括:容易诱发投诉的异味及恶臭污染物：苯乙烯、苯、甲苯、乙酸乙酯等；高活性臭氧前体物：甲苯、二甲苯、乙基苯、正戊烷等，不仅毒性强，且增量反应活性（MIR）数值高，对区域生成贡献值较大；强毒性污染物：1,2-二氯乙烷等。

3.4 恶臭异味因子分析

对引起张掖市区域异味恶臭的气体进行来源解析，8 个点位含有苯，7 个点位含有甲苯、乙基苯、间/对-二甲基苯，5 个点位还有丙酮、正戊烷、正辛烷，4 个点位含有正己烷，3 个点位含有苯乙烯。

3.5 有毒有害因子分析

对人体毒性伤害的来源进行解析，8 个点位含有苯、甲苯，7 个点位含有间/对-二甲基苯、1,3，5-三甲基苯，3 个点位含有苯乙烯。

4 结论

（1）详细记录了张掖市区域内国控点及其周边VOCs污染地图，大致摸清了张掖市的一些污染状况。

（2）识别出东环路与长沙门路交叉口，中石油油库、大弓农化下风向，大弓农化西侧道路、城东路与昆仑大道交叉口、PM2.5飙高路段北环路汉庭酒店南侧道路、张掖中医院门口等8 个点位附近区域存在VOCs 浓度异常高点，主要来源于张掖市周边乡村冬季烧煤取暖排放的烟气，城区内小型企业生产过程排放、无组织挥发逸散。

（3）本次走航监测到主要污染因子29 种，其中优控因子19 种，涉及芳香烃、酯类、酮类、烷烃、卤代烃类污染物。主要包括：容易诱发投诉的异味及恶臭污染物：苯乙烯、苯、甲苯、乙酸乙酯等；高活性臭氧前体物：甲苯、二甲苯、乙基苯、正戊烷等，不仅毒性强，且增量反应活性（MIR）数值高，对区域生成贡献值较大；强毒性污染物：1,2-二氯乙烷等。

（4）初步梳理出本地优控因子列表，便于环保部门针对性加强VOCs 污染防控。

5 建议

（1）由于局地风向错综复杂，企业生产情况不明，短期监测不能完全代表该地区整体情况，建议规划周期性方案进行深层次走航监测，全面掌握不同时段、不同气象条件下VOCs 污染因子分布特征；针对走航监测发现的问题区域及企业，周边易受扩散影响的敏感点位，建议安装空气VOCs 自动监测站，实现VOCs 及空气常规参数等24h 连续在线监测，全面掌握区域污染特征和时空变化情况，第一时间感知污染排放，及时预测预警，实现精准管控，改善空气质量。

（2）建议以高压态势强化涉气“散、乱、污”企业整治，并强化整治效果，从源头上坚决杜绝“小、散、乱、污”企业，重点改善区域内周边乡村冬季烧煤取暖的问题，加快治理设施改造升级，强化监管能力，确保稳定达标；强化挥发性有机物治理工作，督促辖区内已完成挥发性有机物治理的企业稳定达标运行；实行网格化管理，明确网格督查员，落实排查和整改责任。同时在临界天气、重污染、臭氧超标天气督促涉气企业错峰生产，进一步降低工业企业对大气环境的影响。

（3）企业应当全面开展泄漏检测与修复（LDAR），建立健全管理制度，加强非正常工况排放控制和整治；积极采用清洁生产技术，提高转化和利用率，对于设备、管线组件、工艺排气、废气燃烧塔、废水处理等过程加强管理。

（4）建议对区域污染企业加大管控力度，对区域企业不定期开展走航抽查监测，增强企业源头减排意识，定期对企业有组织、无组织监测复查，评估整改执行力度与执行效果。