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天津城區(qū)環(huán)境空氣ＶＯＣｓ 濃度及惡臭污染感官分析
儀器：
N6000-5D VOCs在線連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)分析儀
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摘要：為研究天津市環(huán)境空氣ＶＯＣｓ濃度水平及惡臭感官污染特征，采用網(wǎng)格布點(diǎn)法在天津中心城區(qū)布點(diǎn)２６個，分別對春、夏、秋、冬四季進(jìn)行了系統(tǒng)采樣．分析結(jié)果顯示，天津市不同季節(jié)ＶＯＣｓ主要物質(zhì)組成存在一定差異，城市空氣由于受各種污染源的影響，臭氣濃度普遍出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)．ＶＯＣｓ總濃度季節(jié)變化特征為：春季（０．２７６ｍｇ·ｍ－３）＞秋季（０．２７５ｍｇ·ｍ－３）＞冬季（０．２３６ｍｇ·ｍ－３）＞夏季（０．１７９ｍｇ·ｍ－３）．濃度統(tǒng)計結(jié)果表明，ＶＯＣｓ總體濃度范圍主要集中在０—０．３０ｍｇ·ｍ－３濃度區(qū)間，在此區(qū)間４個季節(jié)的樣品百分比均在７０％以上．臭氣濃度統(tǒng)計結(jié)果表明，臭氣濃度小于２０（無量綱）的樣品比例僅為３６．１９％．與一類區(qū)廠界標(biāo)準(zhǔn)相比，春季僅２．５６％的樣品臭氣濃度低于１０，夏季臭氣濃度小于１０的樣品比例高，為４５．４５％，冬季也較高，為３５．９０％，秋季為１３．５１％．與二類區(qū)廠界標(biāo)準(zhǔn)相比，春季僅１０．２６％達(dá)標(biāo)，夏季６３．６４％達(dá)標(biāo)，秋季１６．２２％達(dá)標(biāo)，冬季７１．８０％達(dá)標(biāo)．
關(guān)鍵詞：環(huán)境空氣，揮發(fā)性有機(jī)物，惡臭污染，感官分析．
大氣中揮發(fā)性有機(jī)物（ＶＯＣｓ）的濃度相對于其他化學(xué)組分較低，但這些痕量有機(jī)物在大氣中的化學(xué)反應(yīng)會顯著改變大氣物理和化學(xué)性質(zhì)，繼而影響空氣質(zhì)量．城市地區(qū)高濃度的臭氧和二次細(xì)顆粒物的形成都圍繞著揮發(fā)性有機(jī)物的光化學(xué)過程．此外，惡臭污染已成為人民群眾為關(guān)注的環(huán)境問題之一，一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快感覺及損害生活環(huán)境的氣味統(tǒng)稱為惡臭，其主要成分為揮發(fā)性有機(jī)物．日本２２種惡臭受控物質(zhì)中，除氨和硫化氫外，其余２０種均為揮發(fā)性有機(jī)物．我國現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的８種受控物質(zhì)中６種為揮發(fā)性有機(jī)物．《我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要》和國家環(huán)境保護(hù)部在《“十二五”時期污染防治工作要點(diǎn)》中都明確提出要加強(qiáng)惡臭污染物治理，充分顯示了國家對于惡臭污染防治的決心和信心．
目前，國內(nèi)關(guān)于城市ＶＯＣｓ污染特征的報道主要集中在長三角、珠江三角區(qū)等區(qū)域以及北京、上海、沈陽、杭州等典型城市，但關(guān)于環(huán)境空氣ＶＯＣｓ濃度及惡臭感官污染分析的研究還鮮有報道．為了解我國城市環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物以及惡臭污染狀況，以天津市內(nèi)六區(qū)為調(diào)查對象，對天津城區(qū)環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物濃度和主要物質(zhì)組成以及臭氣濃度進(jìn)行了檢測和分析，以期為惡臭環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供一定的參考．
１樣品采集與分析
１．１采樣點(diǎn)的設(shè)置及采樣周期
采用網(wǎng)格布點(diǎn)法，在天津市區(qū)共布點(diǎn)２６個，覆蓋的功能區(qū)，包括文教區(qū)、居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、交通密集區(qū)、風(fēng)景區(qū)、居住商業(yè)交通混合區(qū)等．本次采樣時間為２０１１—２０１２年，分別對春、夏、秋、冬四季進(jìn)行了采樣，獲得ＶＯＣｓ有效數(shù)據(jù)２７２個，臭氣濃度有效數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)２６８個．
１．２主要儀器
真空不銹鋼罐（美國ＥＮＴＥＣＨ公司）；Ｅｎｔｅｃｈ罐采樣?低溫冷阱濃縮系統(tǒng)（美國ＥＮＴＥＣＨ公司７１００型號）；自動清罐儀（美國ＥＮＴＥＣＨ公司３１００Ａ型號）；Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０Ａ／５９７５Ｃ氣相色譜?質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國安捷倫科技公司）；采樣袋（天津迪蘭奧特環(huán)?？萍奸_發(fā)有限公司，８Ｌ）．
１．３樣品采集和分析方法
１．３．１樣品采集
ＶＯＣｓ樣品采集：真空不銹鋼罐采樣法．采樣時間為２ｈ，控制采樣流量為５０ｍＬ·ｍｉｎ－１．
臭氣濃度樣品采集：采樣袋采樣法，樣品避光保存，２４ｈ內(nèi)測定．
１．３．２分析方法
ＶＯＣｓ樣品采用氣相色譜?質(zhì)譜聯(lián)用法，參照美國ＥＰＡＴＯ?１５方法．
臭氣樣品采用《空氣質(zhì)量惡臭的測定三點(diǎn)比較式臭袋法》（ＧＢ／Ｔ１４６７５?９３）分析．
２結(jié)果與討論
２．１ＶＯＣｓ濃度水平分析春季和夏季分別采集有效樣品７８個，秋季采集有效樣品７５個，冬季采集有效樣品３９個．春季ＶＯＣｓ總濃度高，夏季低，４個季節(jié)ＶＯＣｓ總濃度由高到低依次為春季（０．２７６ｍｇ·ｍ－３）＞秋季（０．２７５ｍｇ·ｍ－３）＞冬季（０．２３６ｍｇ·ｍ－３）＞夏季（０．１７９ｍｇ·ｍ－３）．這與曹文文等對天津和沈陽在２００８年４月—２００９年１月的數(shù)據(jù)分析結(jié)果相一致，即ＶＯＣｓ總濃度春、秋季大于冬、夏季．
天津市區(qū)不同季節(jié)ＶＯＣｓ主要物質(zhì)組成存在一定差異．表１給出了４個季節(jié)ＶＯＣｓ物質(zhì)濃度*１０的物質(zhì)名稱及濃度．濃度*１０名的物質(zhì)涵蓋了含氧有機(jī)物、烷烴、鹵代烴、苯系物和硫化物等６類物質(zhì)．含氧有機(jī)物中，除冬季丙酮濃度較低外，乙醇和丙酮的濃度在其他季節(jié)均較高；烷烴檢出物質(zhì)種類和濃度四季相差不大，主要為２?甲基丁烷、丁烷和戊烷；苯系物中，春季和夏季甲苯濃度較高，秋季和冬季則是苯濃度較高．李偉芳等對天津市環(huán)境空氣典型氣態(tài)物質(zhì)進(jìn)行了識別研究，結(jié)果表明，苯系物對感官臭氣濃度的影響遠(yuǎn)高于其他污染物．
為了進(jìn)一步說明天津中心城區(qū)ＶＯＣｓ總濃度的分布狀況，表２對春、夏、秋、冬４個季節(jié)有效樣品的ＶＯＣｓ總濃度進(jìn)行了概率分布統(tǒng)計．從表２可以看出，４個季節(jié)ＶＯＣｓ總濃度在０．１０—０．２０ｍｇ·ｍ－３之間的樣品數(shù)量是多的，春季和秋季樣品百分比均在３５％以上，夏季和冬季在４０％以上．此外，春季、夏季和冬季濃度區(qū)間在０—０．１０ｍｇ·ｍ－３的樣品數(shù)量也較多，樣品百分比均在２０％以上，秋季則在０．２０—０．３０ｍｇ·ｍ－３濃度區(qū)間的樣品較多，所占百分比為２６．９２％．綜合整體數(shù)據(jù)來看，天津中心城區(qū)ＶＯＣｓ總體濃度范圍主要集中在０—０．３０ｍｇ·ｍ－３濃度區(qū)間，在此區(qū)間４個季節(jié)的樣品百分比均在７０％以上．４個季節(jié)ＶＯＣｓ總濃度波動均較大，夏季濃度較為集中，春季和冬季較為分散．
２．２惡臭污染水平分析
臭氣濃度是指用清潔空氣（無臭空氣）稀釋惡臭樣品直至樣品無味時所需的稀釋倍數(shù)．臭氣濃度既是衡量惡臭污染程度的一個綜合性感官指標(biāo)，同時也是惡臭污染評價的重要量化指標(biāo)．由于惡臭大都是多組分低濃度的混合氣體，各組分之間存在著協(xié)同、累加或拮抗作用，且某些物質(zhì)會根據(jù)濃度的變化表現(xiàn)出不同的氣味特征．因此，利用成分濃度分析法不能有效地反映惡臭樣品的特點(diǎn)以及對人的影響程度，因此惡臭污染的測定必須采用感官分析方法．
從臭氣濃度分布概率來看，春季和秋季臭氣濃度要高于夏季和冬季，這一結(jié)果與ＶＯＣｓ濃度變化較為一致．春季，臭氣濃度在３０—４０區(qū)間的樣品比例高，為２８．２１％，其次濃度在４０—５０區(qū)間的比例也較高為２０．５１％．夏季，臭氣濃度在０—１０區(qū)間的樣品比例高，為４５．４５％，其次濃度在２０—３０區(qū)間的比例也較高，為１９．４８％．秋季，臭氣濃度分布狀況類似于春季，臭氣濃度在３０—４０區(qū)間的比例高，為２４．３２％，其次是濃度在４０—５０的樣品比例，為１７．５７％．冬季，臭氣濃度在０—１０和１０—２０比例高，樣品百分比均為３５．９０％．
我國尚未建立臭氣濃度的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，我國目前的惡臭法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是１９９３年頒布的ＧＢ１４５５４?９３《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一類區(qū)廠界臭氣濃度標(biāo)準(zhǔn)值為１０，二類區(qū)廠界臭氣濃度標(biāo)準(zhǔn)值為２０．與該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值比較，天津市背景調(diào)查結(jié)果顯示，城市空氣由于受各種污染源的影響，臭氣濃度普遍出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)．綜合春夏秋冬四季共獲得的２６８個臭氣濃度數(shù)據(jù)，臭氣濃度小于２０的樣品比例僅為３６．１９％．與一類區(qū)廠界標(biāo)準(zhǔn)相比，春季僅２．５６％的樣品臭氣濃度低于１０，夏季臭氣濃度小于１０的樣品比例高，為４５．４５％，冬季也較高，為３５．９０％，秋季為１３．５１％．與二類區(qū)廠界標(biāo)準(zhǔn)相比，春季僅１０．２６％達(dá)標(biāo)，夏季６３．６４％達(dá)標(biāo)，秋季１６．２２％達(dá)標(biāo)，冬季７１．８０％達(dá)標(biāo)．
３結(jié)論
（１）天津城區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物總濃度季節(jié)變化特征為：春季（０．２７６ｍｇ·ｍ－３）＞秋季（０．２７５ｍｇ·ｍ－３）＞冬季（０．２３６ｍｇ·ｍ－３）＞夏季（０．１７９ｍｇ·ｍ－３）．濃度統(tǒng)計結(jié)果表明，天津城區(qū)ＶＯＣｓ總體濃度范圍主要集中在０—０．３０ｍｇ·ｍ－３濃度區(qū)間，在此區(qū)間４個季節(jié)的樣品比例均在７０％以上．
（２）天津城區(qū)不同季節(jié)ＶＯＣｓ組成存在一定差異．在４個季節(jié)中，除冬季丙酮濃度較低外，乙醇和丙酮這兩種含氧有機(jī)物的濃度均較高；烷烴中，四季相差不大，主要為２?甲基丁烷、丁烷和戊烷；苯系物中，春季和夏季甲苯濃度較高，秋季和冬季則是苯濃度較高．
（３）城市空氣由于受各種污染源的影響，臭氣濃度普遍出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)．獲得的２６８個臭氣濃度數(shù)據(jù)中，臭氣濃度小于２０的樣品比例僅為３６．１９％．與一類區(qū)廠界標(biāo)準(zhǔn)相比，春季僅２．５６％的樣品臭氣濃度低于１０，夏季臭氣濃度小于１０的樣品比例高，為４５．４５％，冬季也較高，為３５．９０％，秋季為１３．５１％．與二類區(qū)廠界標(biāo)準(zhǔn)相比，春季僅１０．２６％達(dá)標(biāo)，夏季６２．８２％達(dá)標(biāo)，秋季１６．００％達(dá)標(biāo)，冬季７１．８０％達(dá)標(biāo)．
