北京城区大气挥发性有机物排放特征的研究.doc

北京城区大气挥发性有机物排放特征的研究 　　摘要：探讨了北京市城区2环、3环、4环、5环及其东南西北各个方向共16个采样点大气可挥发性有机物的释放量。在测定过程中采用了静态吸附法进行采样，利用热脱附一气相色谱仪/质谱仪（TDS-GC/MS）联用的方法进行了分析测定，选择峰面积归一化法进行了计算。结果表明：在每个采样点都检测出有害化合物，包括乙醛、氯仿等；从大气VOCs的释放总量来比较，南边和4环释放量分别最大；东边VOCs释放量从大到小依次为呼家楼广播学院青年路朝阳门；南边VOCs释放量由大到小依次为大生庄大红门桥永定门木樨园桥；西边VOCs释放量由大到小依次为航天桥晋元桥阜成门定慧桥；北边VOCs释放量由大到小依次为安华桥北辰桥鼓楼大街天辰桥；在2环、4环及5环内，南边大气VOCs释放量相对最大；在3环内，北边大气VOCs释放量相对最大。 　　关键词：挥发性有机物（VOCs）；释放量；北京市；TDS―GC/MS 　　中图分类号：X835 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2014）04-0196-04 　　1、引言 　　VOCs作为国家“十二五”期间大气环境联防联治工作的重点组成部分，在我国环境治理的议程中占有举足轻重的位置。可挥发性有机物（VOCs，V0latileOrganic Compounds）是指空气中的一种痕量挥发性有机物，主要包含脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇类、醛类、酮类和酯类等几类化学物质，对人体具有致畸、致癌、致突变的危害。可挥发性有机物包含各种有毒有害污染物，容易弥散在空气中，并随着大气的迁移嘲扩散。 　　目前，我国对于大气VOCs的研究尚处于初级阶段，尤其对PM2.5的排放机制研究尚无明确定论。姚剑等对上海市嘉定区大气能见度进行了测量并进行相关性分析，得出2009～2011年能见度逐渐提高，且午后能见度最高；李志刚等对深圳市冬夏两季大气中的有机氯农药（OCPs）进行了研究，表明OCPs在夏季的浓度整体上低于冬季；张丽华等对沈阳市不同功能区大气中的二嗯英含量进行了健康风险评估，说明儿童受到二嗯英的呼吸暴露风险更大，等等。可以看出，我国不同地区VOCs排放存在空间和时间的差异。 　　北京中心位于北纬39°54’20”、东经116°25’29”，是中华人民共和国的首都。北京市环境空气质量的好坏直接影响着其经济、文化、政治、旅游等多方面的发展。本文着眼于北京市大气VOCs的排放情况，对其采样点进行细致、具体的划分，详细地分析了北京城区5环内东南西北各个方向采样点的VOCs排放状况，为北京市大气排放研究取得科学依据。 　　2、研究方法 　　2.1 采样点分布 　　北京市城区的路网结构以矩形环状为主，道路多以此为依托，与经纬线平行网状分布。先后依托城市扩展，共建设了2、3、4、5和6环路。按照北京市地形图，将交通路线2环、3环、4环、5环作为采样区域，并对各个环按不同方向点进行区分，分别为东、南、西、北4个方向，共选择16个采样点，东边采样点由2环到5环依次为朝阳门外、青年路、呼家楼、广播学院，西边采样点由2环到5环依次为阜成门、航天桥、定慧桥、晋元桥，南边采样点由2环到5环依次为永定门外、木樨园桥、大红门桥、大生庄，北边采样点依次为鼓楼大街、安华桥、北辰桥、天辰桥，共16个采样点，具体分布如图1所示。 　　2.2 采样方法 　　本测定采样选择静态吸附法。采样前先使用德国GERSTEL TC 2型老化仪对采样管在330℃下进行老化。老化2h后关闭仪器，待吸附管自然冷却。将活化好的吸附管置于密闭、低温、无臭、干燥的容器内短期贮存。 　　采样时将德国GERSTEL GS 1型号的大气采样器置于大气环境内，稳定1h后开始采样。根据IS016000-6：2004（E），选择采样气速为0.2L/min。设定每个样品采样时间为2h。 　　本实验于2013年5月初到2013年9月底对所选择的16个采样点进行测量，且在采样过程中尽量选取温度、湿度差异不太大的天气进行采集。采样时，统一测定离地面1.5m（即1.5m为人体正常呼吸高度）高处的VOCs，每个点采样2h，重复3次作为平行样，采样完成后迅速带回实验室进行分析。测定时间与天气情况如表1。 　　2.3 分析方法 　　根据USEPA的有关VOCs的检测方法，采用热脱附一气质联用（TCT-GC-MS）作为大气VOCs的分析检测方法，自动顶空进样。 　　热脱附（Thermal-desorption and trap TCT）：载气为N2，压力为20kPa。先将冷阱（Trap）用液氮冷却至-120℃，然后加热炉在10min内逐渐升温至250℃，使吸附管中不同沸点的挥发物被逐步脱附，并被载气携带至冷阱中富集，脱附完成后冷阱在数秒钟内迅速升温至