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大气VOCs污染对室内环境及人体健康的影响评估近年来，大气VOCs（挥发性有机化合物）污染问题引起了广泛关注。
VOCs 是一类易挥发的有机物质，包括多种化学成分，如甲醛、苯、甲苯、二甲苯等。
这些物质在工业生产、交通尾气、建筑装修等过程中释放出来，形成大气污染源，对室内环境和人体健康产生潜在影响。
首先，大气VOCs污染直接影响了室内空气质量。
大气中的VOCs通过开窗通风、气流对流等方式进入室内空间，使室内空气中VOCs浓度升高。
这种污染源的室内输送称为室内外贡献（I/O）通量。
高浓度的VOCs不仅影响了室内空气的清新度，还可能产生刺激性气味，给人们的居住环境带来不适感。
同时，VOCs与室内装修材料、家具等产生反应，会释放出有害物质，如甲醛等。
这些物质长期暴露在室内环境中，会导致室内环境和人体健康的问题。
其次，大气VOCs污染对人体健康造成了潜在的威胁。
VOCs是一类挥发性有害物质，它们可以通过呼吸道进入人体内部。
长期暴露于高浓度的VOCs污染环境中，可能导致一系列的健康问题，如眼睛刺痛、呼吸道感染、过敏性疾病等。
而一些特定的VOCs，如苯、甲苯等，被国际癌症研究机构（IARC）评估为可能致癌物质。
因此，大气VOCs污染对人体健康的影响需要引起足够的重视。
另外，大气VOCs污染也对室内空气净化设备提出了更高的要求。
不少家庭和办公场所安装了空气净化器，目的是提高室内空气质量。
然而，由于VOCs的化学成分和浓度各异，对空气净化器的选型和性能要求提出了更高的挑战。
不同类型的VOCs需要采用不同的处理方法，如选择合适的过滤材料、光催化氧化和活性炭吸附等。
因此，对室内空气净化设备的研发和创新具有重要意义，以满足人们对室内空气质量的需求。
针对大气VOCs污染的影响，人们也采取了各种措施来减少室内环境和人体健康的影响。
例如，在室内装修时选择低挥发性有机物（Low-VOCs）的材料，避免使用含有VOCs的涂料、胶水等。
北京雾霾的成因及其管制政策北京雾霾的成因及其管制政策近年来，北京市常常受到雾霾的困扰，成为全球关注的焦点。
雾霾给人们的生活和健康带来了巨大的威胁与负面影响。
本文将探讨北京雾霾的成因，分析其主要原因，以及中国政府所采取的管制政策，并提出一些建议以改善空气质量。
首先，我们来解释一下雾霾的概念。
雾霾是指由大气中悬浮颗粒物和气态污染物混合形成的浑浊天气现象。
成为主要原因是大气中的颗粒物和有害气体的排放。
对于北京市来说，雾霾成因非常复杂，但主要可归结为以下几个方面：首先，工业和交通排放是雾霾的主要来源之一。
随着中国工业化进程的加速，不可避免地产生了大量的尾气和工业废气。
无论是车辆排放还是工业废气排放，其中的有害物质都是雾霾的主要组成部分。
其次，燃煤是导致雾霾的另一个重要原因。
中国依然有大量的家庭和企业使用燃煤作为主要能源，燃烧过程中释放出大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物质。
尤其在冬季供暖季节，燃煤排放显著增加，导致雾霾问题更加严重。
另外，在天气条件不利的情况下，雾霾的形成也被加剧。
北京地处于华北平原，地势较低，周围环境条件复杂，存在大量的大气不稳定现象。
加上北京市内不利于空气对流的建筑和地理条件，这些都促使了雾霾的形成和积累。
为了应对雾霾问题，中国政府采取了一系列措施来加强对空气质量的管制。
首先，政府加强了排放标准的监管和执行力度。
针对工业和交通排放，政府对排放企业进行严格的监督和控制，对不符合标准的企业进行处罚，以减少尾气和废气的排放。
其次，政府推动了清洁能源的发展和利用。
减少对煤炭的依赖，大力发展新能源，如风能、太阳能等清洁能源，以减少燃煤产生的污染物的排放。
此外，政府还对机动车辆采取了一系列的限制措施。
北京市实行了轮番限行的措施，即根据号牌尾号的奇偶限制车辆进入市区。
此外，政府还大力推动新能源汽车的发展，鼓励市民购买和使用新能源汽车，以减少尾气排放。
尽管政府已经采取了一系列的措施来改善空气质量，但雾霾问题仍然不容忽视，还有待进一步解决。
北京市空气质量数据分析及治理研究近年来，北京市的空气质量一直备受关注。
尤其在冬季，雾霾天气频繁出现，不仅影响市民出行和生活，更对健康造成威胁。
为了改善北京市的空气质量，政府采取了一系列措施，包括限行、减排、绿化等，取得了一定效果。
本文将针对北京市的空气质量数据进行分析，并探讨一些有效的治理办法。
一、数据分析从近年来北京市的空气质量数据来看，状况有所改善，但仍存在一些问题。
以下是对2018年和2019年6月至8月的数据进行的分析。
1.1 PM2.5浓度分析首先是PM2.5的浓度。
据数据显示，2018年平均PM2.5浓度为51.4μg/m³，2019年同期为44.6μg/m³，而2013年的平均浓度则为89.5μg/m³。
可见，PM2.5的浓度在逐年下降。
然而，就2019年6月至8月的数据而言，在这三个月中，有29天的PM2.5浓度超过50μg/m³，其中15天超过了100μg/m³。
显然，雾霾天气仍是一个严重的问题。
1.2 其他污染物浓度分析除了PM2.5，北京市的空气中还存在其他污染物。
以下是对其中几种污染物的平均浓度分析。
- PM10：2018年为76.4μg/m³，2019年为60.3μg/m³；- SO2：2018年为10.4μg/m³，2019年为8.1μg/m³；- NO2：2018年为59.4μg/m³，2019年为60.7μg/m³。
从数据来看，除了NO2浓度略有上升，其他污染物的浓度都在下降。
二、治理措施2.1 减排减少污染物排放是治理空气质量的关键。
北京市政府采取了一系列措施来减少污染物排放。
首先是汽车限行。
北京市已实施了数年的机动车限行措施。
限行可以有效减少城市交通带来的尾气排放，同时给市民以更好的公共交通选择。
其次是工业减排。
北京市的工业呈现了向高精尖方向的发展趋势，通过技术升级、产业转型等方式，不断降低工业污染物排放。
大气环境中挥发性有机物排放源调查与评估随着工业化和城市化的快速发展，大气污染问题日益突出，挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，简称VOCs）的排放成为主要源之一。
为了有效应对大气污染，我们需要进行VOCs排放源的调查与评估。
VOCs是一类含有碳和氢的化合物，具有高蒸气压，易于从固体或液体状态转变为气体状态。
这些化合物来自于各种源头，包括交通尾气、工业废气、油漆、溶剂使用、化学品生产等。
它们不仅对人体健康造成威胁，还是光化学反应的重要参与物质，导致臭氧和细颗粒物等污染物的生成。
首先，VOCs排放源的调查对于了解主要污染源和污染物组成至关重要。
通过对城市、农村和工业区的不同区域进行采样，可以获取数据以确定排放源的类型和强度。
此外，对特定行业或企业的排放源进行单独调查也是必要的。
这种调查可以帮助相关部门制定相应的政策和措施来减少污染物排放。
其次，VOCs排放源的评估是为了确定排放源对大气环境的贡献程度。
通过对排放源的调查数据进行分析，可以评估不同源头的排放量，并计算其对大气中VOCs总体浓度的贡献。
评估可以帮助我们了解各种源头的相对重要性，进而制定相应的控制策略。
为了实施有效的调查与评估，我们需要采用一系列的技术手段。
传统的方法包括现场采样和分析，通过收集大气样品并进行实验室分析，来确定VOCs的种类和浓度。
然而，这种方法耗时且费力，而且只适用于个别点位的调查。
近年来，随着环境监测技术的不断发展，远程传感器和无人机监测等新技术的应用也逐渐成为可能。
这些新技术可以实现大范围的快速监测，提高调查的效率和准确性。
此外，从VOCs排放源调查与评估的结果出发，我们还需要制定相应的管控措施来减少VOCs的排放。
这包括制定和执行强制性的排放标准、推广清洁生产技术、鼓励低VOCs含量产品的使用等。
只有通过有效的监管和控制，我们才能改善大气环境质量，减少VOCs所带来的健康风险和环境问题。
北京冬季大气污染物的DOAS监测与分析北京冬季大气污染物的DOAS监测与分析摘要：基于差分光学吸收光谱(different optical absorption spectroscopy,DOAS)技术于2007年1月19日～2月8日期间对位于北京市北四环附近的北京大学校园进行了大气污染物SO2,NO2,HONO和HCH的连续监测.并对SO2典型日变化趋势、主要污染源以及气象条件对污染物浓度分布的影响进行了分析.结果表明,在天气状况较为稳定的'情况下,SO2具有V字型日变化特征,即除下午浓度较低外,其余时间浓度均较高.研究发现北京冬季采暖期间燃煤对大气各污染物的浓度均具有显著贡献.结合风速等气象要素对污染物扩散、传输和清除进行的分析可知,监测期间风速对污染物浓度分布起主导作用,气压等其它气象.状况对污染物浓度分布也有一定的影响. 作者：ZHU Yan-wu[1]朱燕舞[2]付强[3]谢品华[3]刘文清[3]彭夫敏[3]秦敏[3]林艺辉[3]司福祺[3]窦科 Author：作者单位：中国科学院环境光学与技术重点实验室,中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031;合肥工业大学化工学院,安徽,合肥230009中国国家环境监测总站,北京,100029中国科学院环境光学与技术重点实验室,中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031 期刊：光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal： SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS 年，卷(期)： 2009, 29(5) 分类号： X83 O433.5 关键词：差分吸收光谱(DSAS) 大气污染物污染源气象要素机标分类号：X51 TU2 机标关键词：北京冬季采暖期大气污染物 DOAS 监测与分析 Beijing Winter Air 污染物浓度分布 absorption spectroscopy 差分光学吸收光谱气象要素污染物扩散日变化特征 SO2 different 主导作用天气状况时间浓度气象条件基金项目：国家自然科学基金，合肥工业大学科学研究发展基金。
大气污染物的健康风险评估大气污染已成为当今社会面临的严峻问题之一，它对人类健康产生了巨大的风险。
大气污染物主要包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和臭氧等。
这些污染物直接或间接地影响着人们的健康状况。
因此，对大气污染物的健康风险进行评估，具有重要的科学意义和实际价值。
首先，大气颗粒物是大气污染中的主要成分之一。
根据直径的大小，颗粒物可分为可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）。
污染源广泛，包括工厂的排放、交通尾气、建筑扬尘等。
这些颗粒物可以进入人体呼吸系统，并导致呼吸道疾病和心血管疾病的发生。
已有统计数据表明，大气颗粒物与肺癌、中风和心脏病等疾病之间存在相关性。
因此，评估大气颗粒物对健康的风险，可为公众提供科学的健康保护建议。
其次，二氧化硫是由化石燃料的燃烧排放出的一种大气污染物。
它会损害人体的呼吸系统和眼睛，并对慢性呼吸道疾病患者造成严重影响。
此外，二氧化硫还与细菌和病毒的传播有关，造成公共卫生事件的风险增加。
因此，评估二氧化硫的健康风险，不仅有助于理解其对人体健康的直接影响，还有助于制定针对性的防控策略。
第三，氮氧化物是另一种重要的大气污染物。
它主要由各种燃烧过程中产生，例如汽车尾气和工业废气。
氮氧化物在大气中转化为臭氧，进而对人体健康产生危害。
长期暴露于高水平的臭氧中，会导致肺部功能下降和呼吸道疾病的发生。
此外，氮氧化物还与儿童的哮喘发病率增加相关。
因此，评估氮氧化物的健康风险，可为相关部门制定有效的减排政策和改善空气质量提供科学依据。
最后，针对大气污染物的健康风险评估，应综合考虑多个因素。
首先是暴露评估，即人们对大气污染物的接触情况。
通过监测大气中污染物的浓度和人们的活动模式等信息，可以确定人体经受的暴露水平。
其次是剂量-响应关系评估，即确定污染物暴露与健康效应之间的关系。
这需要收集和整理大量的流行病学数据和实验研究结果。
最后是风险特征评估，即综合考虑人群特征和敏感性等因素，评估不同人群的健康风险。
挥发性有机物（VOCs）的来源与危害挥发性有机物（VOCs）通常是由化石燃料燃烧、生物质燃烧、化学化工生产工艺过程和储存运输过程引入大气环境中。
这些化合物包括醛、酮、醇、酚类等，其中大部分已被证明毒性。
VOCs的特点如下：25℃下，饱和蒸汽压≥70Pa；大气压下，沸点在50~260℃之间。
城市空气污染是一个国际性健康问题。
在大多数发达国家，有80%的人生活在城市地区。
此外，城市居民每天花90%的时间在室内(家里、学校或办公室)。
室内空气污染程度甚至高于室外，来源主要包括：化工生产的产品，如“人工合成物”家具、洗涤剂、油漆、打印机、甚至“空气清新剂”等。
经人体经呼吸道吸入或者在皮肤表面沾染进入人体后，能与人体器官乃至系统发生反应导致病变，可能导致相关疾病和症状如头痛、眼痛、鼻炎、喉咙肿痛或恶心。
例如，甲醇是一种剧毒醇类，吸入后会导致剧烈头痛、恶心、耳鸣，视力受损，重者失明。
VOCs还被认为是空气污染的主要原因，因为它们在光照下形成光化学烟雾。
VOCs还会影响植物正常的光合作用，通过食物链进入动物体内后，会导致动物发病或死亡，其中芳香类VOCs还会影响动物正常的繁殖。
从个体健康角度，人们大部分的时间在室内活动，许多空气污染物的浓度往往超过规定的水平，考虑到这些化学物质相关的健康风险，降低室内空气污染物至关重要。
“十三五规划”从顶层设计中对VOCs 控制提供了高瞻远瞩的指导意见，提出推动绿色清洁生产，建立绿色低碳循环发展产业体系，增强VOCs控制差别化、针对性和可操作性，
实施重点区域与重点行业相结合的方针。
北京雾霾的危害有哪些一说起北京雾霾，相信大家都不陌生。
那灰蒙蒙的天空，那刺鼻的气味，都给我们的生活带来了极大的影响。
那么，北京雾霾到底有哪些危害呢？咱们今天就来好好说一说。
首先，雾霾对咱们的呼吸系统伤害可不小。
空气中那些细小的颗粒物，能轻轻松松地钻进咱们的呼吸道，直达肺部。
咱们的呼吸道就像一个精细的过滤器，但雾霾中的颗粒物太多太细小，这个过滤器就不堪重负了。
这会导致呼吸道感染、咳嗽、哮喘等疾病的发病率大幅上升。
尤其是老人和小孩，他们的抵抗力相对较弱，更容易受到雾霾的侵害。
对于有慢性呼吸道疾病的人来说，雾霾更是雪上加霜。
原本就脆弱的呼吸道，在雾霾的刺激下，病情可能会加重，甚至引发严重的并发症。
比如，慢性阻塞性肺疾病患者，在雾霾天里会感到呼吸困难，病情恶化，严重影响生活质量。
雾霾对心血管系统的危害也不容小觑。
这些细小的颗粒可以进入血液循环，引起血管炎症，增加血液黏稠度，导致血压升高、心律失常等问题。
长期暴露在雾霾中，还会增加心脏病和中风的发病风险。
想象一下，血管就像城市的管道，雾霾中的污染物就像垃圾堵塞了管道，血液流通不畅，心脏这个“泵”就得更费力地工作，时间长了，能不出问题吗？雾霾还会影响咱们的免疫系统。
免疫系统就像是咱们身体的“保卫军”，负责抵抗外来的病菌和有害物质。
但雾霾中的污染物会干扰免疫系统的正常运作，让咱们的身体更容易生病。
原本能够轻松抵御的病菌，在雾霾的影响下，可能会趁虚而入，导致感冒、流感等疾病频繁发生。
除了对身体健康的直接影响，雾霾还会给咱们的心理健康带来负面作用。
你想想，每天出门看到的都是灰蒙蒙的天，心情能好吗？长期处于这种压抑的环境中，容易让人感到焦虑、抑郁、烦躁，甚至出现睡眠障碍。
而且，因为雾霾天大家都不太愿意出门活动，社交减少，也会在一定程度上影响心理健康。
对于学生们来说，雾霾也是个大麻烦。
学校可能会因为雾霾而停课，这打乱了正常的学习节奏。
即使不停课，在雾霾天里上课，孩子们也难以集中精力，学习效果大打折扣。
第37卷第10期2016年10月环境科学ENVIＲONMENTAL SCIENCEVol．37，No．10Oct．，2016北京冬季雾霾频发期VOCs 源解析及健康风险评价刘丹1，2，解强1，张鑫2，王海林3，闫志勇1，2，杨宏伟4，郝郑平2*（1.中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京100083； 2.中国科学院生态环境研究中心环境纳米材料与技术研究室，北京100085； 3.北京市环境保护科学研究院，北京100037； 4.内蒙古师范大学化学与环境科学学院，呼和浩特010022）摘要：采用低温固体吸附采样、热脱附-气相色谱-质谱联用的方法对北京冬季雾霾频发期空气中挥发性有机物（VOCs ）进行了连续监测，对以雾霾期为标志划分的4个阶段的VOCs 浓度水平与组成变化特征进行了分析研究，利用正矩阵因数分解模型（positive matrix factorization ，PMF ）对VOCs 的可能来源进行解析，并进行了健康风险评价．结果表明，VOCs 的日均浓度为332.34μg ·m －3，苯系物和卤代烃在研究区域大气环境的VOCs 中含量占主导地位；冬季雾霾的主要污染物排放源为溶剂/涂料使用及机动车尾气排放；区域所检出的致癌性VOCs 的致癌风险均超过了EPA 给出的风险限值．关键词：雾霾；挥发性有机物；源解析；PMF 模型；健康风险评价中图分类号：X511；X820.4文献标识码：A文章编号：0250-3301（2016）10-3693-09DOI ：10．13227/j．hjkx．2016．10．003收稿日期：2016-05-03；修订日期：2016-05-30基金项目：环境保护公益性行业科研专项（201409016，201309073）；国家自然科学基金重点项目（21337003）；中国科学院战略性先导科技专项（B 类）（XDB05050200）作者简介：刘丹（1990 ），女，硕士研究生，主要研究方向为大气与污染源VOCs 的监测分析，E-mail ：liudanufo@163．com *通讯联系人，E-mail ：zpinghao@rcees．ac．cnSource Apportionment and Health Ｒisk Assessment of VOCs During the Haze Period in the Winter in BeijingLIU Dan 1，2，XIE Qiang 1，ZHANG Xin 2，WANG Hai-lin 3，YAN Zhi-yong 1，2，YANG Hong-wei 4，HAO Zheng-ping 2*（1．School of Chemical ＆Environmental Engineering ，China University of Mining ＆Technology （Beijing ），Beijing 100083，China ；2.Department of Environmental Nano-materials and Technologies ，Ｒesearch Center for Eco-Environmental Sciences ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100085，China ； 3.Beijing Municipal Ｒesearch Institute of Environmental Protection ，Beijing 100037，China ；4.College of Chemistry and Environmental Science ，Inner Mongolia Normal University ，Huhhot 010022，China ）Abstract ：A method for determining volatile organic compounds （VOCs ）by cryogenic dynamic adsorption in solid adsorbent tubes ，subsequent thermal desorption with cryofocusing in a cold trap and analysis by gas chromatography and mass spectrometry was adapted for continuous ambient air monitoring．VOCs pollution characteristics and health risk assessment （HＲA ）were researched in detail．Moreover ，the sources apportionment was reliably analyzed by positive matrix factorization （PMF ）model．The results showed that the average concentration of VOCs was 332.34μg ·m －3per day ，the concentrations of aromatic hydrocarbon and halo hydrocarbon were remarkably high compared to the other VOCs．Particularly ，the PMF analysis results revealed that solvent /paint use emission ，biomass or coal combustion and motor vehicle exhaust emissions were the main pollutants emission sources．Additionally ，the cancer risk index of all carcinogenic substances was higher than the suggested value of USEPA （1ˑ10－6），which could cause potential harm to human health．Key words ：haze ；volatileorganic compounds （VOCs ）；Source Apportionment ；PMF Model ；health risk assessment （HＲA ）挥发性有机污染物（VOCs ）是对流层臭氧（O 3）和二次有机气溶胶（SOA ）的重要前体物［1，2］，挥发性有机物不但主导大气光化学烟雾的反应进程，而且其大气化学反应产物是细颗粒物的重要组分，从而造成光化学烟雾、O 3浓度升高、灰霾天气次数增加等一系列环境问题［3 5］．近几年北京雾霾频发，恶劣的空气条件给人们的生活、工作和学习造成了诸多困扰，尤其是由雾霾引发的健康问题日益凸显．在雾霾频发期，呼吸道和心血管等疾病的发病率明显升高［6 8］，这让人们越来越重视VOCs 所带来的潜在危害以及VOCs 的来源等问题．VOCs 所带来的健康问题也引起了国内外许多学者的重视，李雷等［9］对广州中心城区环境空气中VOCs 进行健康风险评价，结果显示对暴露人群不存在非致癌风险，但苯存在较大的致癌风险；周裕敏等［10］对北京城乡结合地环境空气中VOCs 进行健康风险评价，结果显示非致癌风险值在安全范围内，但苯的致癌指数超过了致癌风险值；国内外对环境大气的研究结论表明，VOCs 对环境和人体均环境科学37卷具有潜在危害，且VOCs的来源分布具有强烈的地域特征．为有效对城市挥发性有机物进行污染控制减排，就要对VOCs的来源有明确的认识，受体模型是基于受体环境大气VOCs的浓度及组成等观测数据来解析大气VOCs的来源的一类源解析模型［11］，所以国内外很多学者将受体模型用于区域和城市大气VOCs的污染来源解析，主要包括化学质量平衡法（chemical mass balanee，CMB）、因子分析法（faetor analysis，FA）、正定矩阵因子分析法（positive matrix faetor analysis，PMF）等．CMB模型需要精确的源信息，而源信息存在地区差异，也会随时间改变［12］．因子分析法要求数据量大，有时解析出的载荷和成分谱为负值，与实际情况不相符．正矩阵因数分解（positive matrix factorization，PMF）受体模型能够同时确定污染源剖面和贡献，而不需要预先知道源成分谱［13］，且限制因子矩阵值为非负，可避免出现无实际意义的负值［14］，所以得到了许多学者的青睐．Sarkhosh等［15］利用PMF模型对伊朗德黑兰的VOCs 进行了来源分析，发现VOCs有5个来源，分别为汽车尾气占61%，燃油蒸发占12%，城市天然气占17%，生物源占8%，工业溶剂源占2%．Suwattiga 等［16］运用PMF模型对泰国曼谷环境空气进行了源解析，结果显示曼谷汽油汽车尾气占21%，柴油车尾气占2%，燃料挥发12%，燃油锅炉烟气22%，溶剂挥发占8%，生物质燃料燃烧占19%，烹饪烟气占2%，市政废物处置废气占4%，来源不明的占7%．由此可见，PMF受体模型已经成功地运用于挥发性有机物的源解析研究中．本研究通过对北京冬季供暖后的大气进行连续监测，对雾霾频发期环境大气中的挥发性有机物进行组成特征、浓度水平和健康风险等潜在环境危害的分析并运用PMF模型对污染物进行来源解析，以期在环境的规划和管理中有针对性地采取VOCs控制措施．1材料与方法1.1采样点与采样时间的选择采样点位于中国科学院生态环境研究中心环境生态楼4层楼顶，高18m．采样点周围无明显污染源，采样点距北五环约2km，主要为中高层建筑物，人口密度较大，是一个商业和居民混合区，能够较好地代表城区环境空气中VOCs的污染状况．由于冬季供暖后空气质量会发生明显改变，所以样品采集从2015年11月10日开始，连续监测至2016年1月13日，采样时间均为每天12：00及18：00左右．期间，共监测到雾霾红色预警1次，黄色预警1次，蓝色预警1次，监测到雾霾天气16d．共得到有效样品数46个．整个监测期可分为4个阶段，以雾霾作为分隔标准，如表1所示．表1监测期阶段分隔情况Table1Monitoring period of phase separation阶段起始时间结束时间空气质量情况阶段一2015年11月19日2015年12月14日雾霾期，冬季供暖初期，只在雾霾天气进行采样，期间红色预警1次阶段二2015年12月15日2015年12月18日非雾霾期，空气质量优良阶段三2015年12月23日2016年1月3日雾霾期，期间黄色预警1次，蓝色预警1次阶段四2016年1月4日2016年1月13日非雾霾期，空气质量优良1.2主要仪器与试剂采样装置：不锈钢吸附采样管（Makes公司，管长90mm，外径6.4mm），QC-2型大气采样器（北京市劳动保护研究所）．预处理及分析所用的仪器：固相热脱附仪（Makes UNITY Series2），6890GC/ 5973NMSD联用仪（Agilent公司）．所用的标准气体：高纯氦气（纯度≥99.999%），高纯氮气（纯度≥99.99%），EPA TO-15混合标准气体（Scott公司），苯系物标气（苯、甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、邻，间，对-二甲苯、邻，间，对-二乙苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯）10ˑ10－6，北京海谱气体有限公司生产．1.3样品采集和分析方法采样前，大气采样仪用皂膜流量计校准流量计流量．采集空气样品时在采样管的进气端以聚四氟乙烯管连接一根装填有碘化钾（KI）和无水硫酸钠（Na2SO4）的玻璃管，采样管另一端与采样器相连，调整距楼顶地平面高度1.5m左右．碘化钾是用来吸收大气中的臭氧，降低O3的干扰［17］，无水硫酸钠用来吸收采样气流中的水分［18，19］．无水硫酸钠事先在550ħ灼烧4h，冷却后放置在干燥器内保存备用．采样完毕，将采样管用聚四氟乙烯套管密封，铝箔包裹，再用密封袋密封，带回实验室分析测定．不及时处理的，放入4ħ冰箱存放，存放时间不超过3496310期刘丹等：北京冬季雾霾频发期VOCs源解析及健康风险评价d．记录采样流量、时间、温度、湿度等数据．Markes热脱附仪条件：采样管在室温下用高纯氮气（99.999%）作载气，流量30mL·min－1吹扫2 min．聚焦冷阱温度保持－3ħ，加热采样管至270ħ，热脱附解析样品3min，流量30mL·min－1，将待测组分转移到内置冷阱的捕集管中．加热聚焦冷阱，以最快速率升温到300ħ，待测组分脱附并注入气相色谱进行分离，冷阱脱附时间3min，流量5 mL·min－1．GC/MS分析条件：以初始炉温35ħ，保持5 min；然后以6ħ·min－1升温至120ħ，最后以15ħ·min－1升温至220ħ，保留10min．色谱柱为DB-5，不分流进样．样品进样体积为500mL．高纯氦气（99.999%）做载气，柱流量1.0mL·min－1．电离方式为电子轰击（EI），以全扫描（SCAN）模式操作，m/ z扫描范围为35 350u．定性和定量：分析实际样品时，参考标准物质出峰时间和保留时间，根据未知化合物的质谱图同NIST05谱库中标准谱图的匹配度定性．化合物使用外标定量方法根据色谱峰面积进行定量．本研究标准曲线采用5点绘制，浓度分为100ˑ10－9、300ˑ10－9、500ˑ10－9、800ˑ10－9、1000ˑ10－9，每月重新绘制一次，并将中间一个浓度与标气理论浓度值对比，各目标物的相对标准偏差均小于15%，同时对每批样品设置实验室空白和各采样点空白，保证整个实验结果的准确性和精密度．2结果与讨论2.1VOCs的物质组成和浓度特征2.1.1VOCs物质组成观测期间，共检出挥发性有机物200余种，并对其中66种物质进行了定性定量分析，包括烷烃4种，苯系物15种，含氧烃10种以及卤代烃37种，具体VOCs物质名称和归类如表2所示．图1是研究区4个观测阶段的VOCs中主要组分烷烃、含氧烃、卤代烃和苯系物所占的质量分数．阶段一中烷烃、含氧烃、苯系物和卤代烃的占比分别为4.29%、24.79%、38.81%和32.11%；在现有定性定量分析的基础上，阶段二中未检出烷烃，含氧烃、苯系物和卤代烃的占比分别为42.75%、34.59%和22.66%；阶段三中各组分的占比分别为1.57%、32.69%、44.60%和21.13%；阶段四中同样未检出烷烃，其余各类别占比为41.20%、33.04%和25.75%．由上述数据可得，4个阶段中，处于雾霾期的阶段二、四各类VOCs占比具有同种占比特征：含氧烃＞苯系物＞卤代烃；而处于非雾霾期的阶段一和阶段三各类VOCs占比特征基本相同：苯系物＞含氧烃＞烷烃．表2检出物质组成Table2Composition of materials detected 化合物种类具体物质名称卤代烃二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷、氯甲烷、氯乙烯、溴甲烷、氯乙烷、三氯氟甲烷、1，1-二氯乙烯、1，1，2-三氯三氟乙烷、二氯甲烷、1，1-二氯乙烷、顺式-1，2-二氯乙烯、氯仿、1，1，1-三氯乙烷、1，2-二氯乙烷、四氯化碳、三氯乙烯、1，2-二氯丙烷、顺式-1，3-二氯丙烯、反式-1，3-二氯丙烯、1，1，2-三氯乙烷、四氯乙烯、1，2-二溴乙烷、氯苯、1，1，2，2-四氯乙烷、间二氯苯、对二氯苯、邻二氯苯、1，2，4-三氯代苯、六氯-1，3丁二烯、苄基氯、三溴甲烷、二溴氯甲烷、反-1，2-二氯乙烯、溴二氯甲烷、溴乙烯、3-氯丙烯苯系物苯、甲苯、乙基苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、1，3，5-三甲苯、1，2，4-三甲苯、4-乙基甲苯、异丙苯、丙苯、间二乙苯、对二乙苯、邻二乙苯含氧烃丙酮、乙酸乙酯、4-甲基-2-戊酮、叔丁基甲醚、四氢呋喃、醋酸乙烯酯、1，4-二氧己环、异丙醇、2-丁酮、2-己酮烷烃环己烷、正-庚烷、正-己烷、2，2，4-三甲基戊烷2.1.2VOCs的浓度水平在TO-15及苯系物标气定量的基础上，确定大气的浓度水平．在整个观测期间，VOCs质量浓度的日均值为332.34μg·m－3，变化范围为64.20 1016.70μg·m－3，其中卤代烃90.10μg·m－3，苯系物166.57μg·m－3，含氧烃74.03μg·m－3，烷烃1.64μg·m－3，所占比例依次是：27.11%、50.12%、22.28%、0.49%，从污染物质量浓度看，苯系物和卤代烃是本地区大气环境中含量最高的挥发性有机物．4个阶段VOCs质量浓度日均值分别为461.61、208.63、374.74、228.11μg·m－3，变化范围分别为191.46 1016.70、64.20 385.04、87.94 592.97、69.90 462.58μg·m－3．阶段二66种VOCs质量浓度日均值的平均值相比于阶段一的VOCs平均浓度水平降低了54.80%，阶段三较阶段二升高了79.62%，阶段四较阶段三降低了39.13%．比较4个阶段VOCs的日均值变化可知，45963环境科学37卷个阶段的质量浓度日均值的大小关系为：阶段二＜阶段四＜阶段三＜阶段一．图2为4个阶段VOCs 质量浓度日均值与各阶段空气质量指数（AQI ）平均值的对比，经对比表明雾霾期的VOCs 浓度要明显高于非雾霾期，这也进一步说明了VOCs 在灰霾等的形成过程中起的重要作用．图1观测期间各VOCs 种类的占比变化Fig．1Ｒatio changes of every VOCs species duringthe sampling period各阶段物质浓度排名前10的化合物如图3所示．除阶段一外，2-己酮均为检出浓度最大的化合物，各阶段中苯系物的浓度都比较高．处于雾霾期的阶段二和阶段四检出的物质组分较多，几乎检出了所有现有的定性定量物质；而非雾霾期的阶段一和阶段三均有物质未检出，且未检出的物质大致相同，有1，2-二氯丙烯、反-1，3-二氯丙烷、四氯乙烯、二溴氯甲烷、对二甲苯、间二甲苯、1，4-二氧六环、正己烷和正庚烷等．可见，雾霾期大气中的VOCs 物质组分明显增多，从而表明导致灰霾天气的源排放物质增多，且大气扩散条件较差造成了污染物质的积累．图24个阶段VOCs 质量浓度的平均值Fig．2Average daily mass concentrations of VOCs in 4stages2.2VOCs 来源分析大气中挥发性有机污染物的来源比较复杂，为图3各阶段物质浓度排名前10的化合物Fig．3Top 10compounds of VOCs concentration in four stages了有效控制大气VOCs 污染，就需要了解污染源排放对环境造成的影响，本研究对雾霾期间4个阶段大气中比较典型的37种VOCs 进行了4因子的PMF 源解析．如图4所示，阶段一的因子1中贡献较大的物种以氯仿、正己烷为主，苯、乙酸乙酯、异丙醇等的贡献也很明显．氯仿可用作脂肪、树脂、橡胶等的溶剂［20］，乙酸乙酯也主要用作工业的稀释剂和溶剂［21］，正己烷和苯等有机物也经常被用在涂料和其他工业中［22］，所以因子1可认为是溶剂/涂料使用源．因子2主要贡献物种为甲苯、乙基苯及间、对-二甲苯（TEX ）等苯系物，烷烃也有一定的贡献．烷烃和单环芳烃是交通排放的主要污染物［23 25］，且采样时间为交通早晚高峰期，所以因子2为机动车尾气排放源．因子3的主要物种为二氯丙烷、二氯苯、二溴氯甲烷等卤代化合物．由于采样所处位置位于2家科研院所及4所高校密集区，且该源只是单一卤代烃较高，所以推测可能来自监测点所在科研单位的氯代烃类溶剂的使用挥发，因此因子3定义为696310期刘丹等：北京冬季雾霾频发期VOCs 源解析及健康风险评价特殊源-科研溶剂使用．因子4以1，3-二氯丙烯、4-图4各阶段的PMF 模型解析结果Fig．4PMF model analytical results at each stage乙基甲苯、三甲苯及二乙基苯等为主．这些物种均为工业源排放的VOCs 特征组分，常来自于制鞋、家具、羽毛类产品、印刷、家居和其它一些工业生7963环境科学37卷产过程［26，27］，所以因子4为工业源．图5（a ）为阶段一各排放源的贡献率，其中溶剂/涂料使用排放源为19.6%，机动车排放源为32.1%，科研溶剂使用源为23.6%，工业源为24.7%．阶段二中因子1为工业源，体现在较大量的苯系物和含氧烃的贡献；因子2中BTEX 、卤代烃和烷烃等的贡献都比较明显，所以认为因子2为机动车尾气排放源；因子3中排放物种不具有典型性，为不确定源；因子4中贡献率较大的1，2-二氯乙烷、乙酸乙酯、2-丁酮等有机污染物经常来自与木制家具制造、印刷、干洗等行业［10，20，28］，所以因子4为溶剂/涂料使用源．阶段二各排放源排放贡献率［见图5（b ）］为溶剂/涂料使用排放源为24.5%，机动车排放源为31.2%，工业源为37.2%，不确定源为7.1%．阶段三中因子1以异丙醇、2-己酮、乙酸乙酯等为特征污染物，所以因子1为溶剂/涂料使用挥发源；因子2卤代烃单一贡献较大，为科研溶剂使用源；因子3有丰富的BTEX 及少量烷烃，故认为是机动车排放源；因子4不具有典型性，为不确定源．阶段三各排放源贡献率［见图5（c ）］为溶剂/涂料使用排放源17.7%，机动车排放源26.0%，科研溶剂使用源为35.8%，不确定源为20.4%．阶段四［见图5（d ）］中因子1为溶剂/涂料使用排放源，贡献率为19.1%，因子2为机动车尾气排放源，贡献率为31.1%，因子3和因子4都可能来自家具制造、印刷和其他一些工业生产过程，所以都认为是工业源，贡献率各为25.9%和23.9%．图54个阶段的因子贡献率Fig．5Factor contributions in different stage通过对4个阶段大气污染物的来源解析，发现在非雾霾期（阶段二、四）主要的VOCs 贡献因子为机动车尾气排放．采样所处地区存在油漆喷涂、旧家具回收等行业，所以存在一定的溶剂和涂料的使用排放，且占比稳定．阶段四中工业源占比很大，而该地区周围并没有化工相关企业，加之该时间段内风速较大，且检测出的VOCs 浓度不高，所以推测可能来自于其他区域的传送．在雾霾期（阶段一、三），科研溶剂的使用也是污染的来源之一，这是由于该阶段空气常处于静稳状态，不利于污染物的扩散，加之密集的科研单位分布，导致科研溶剂用量增大，从而使科研溶剂使用源的质量浓度占比明显上896310期刘丹等：北京冬季雾霾频发期VOCs源解析及健康风险评价升．所以在进行科学实验的过程中，要加强关注对尾气的处理．2.3健康风险评价健康风险评价是描述人类暴露于环境危害因素后，出现不良健康效应的特征，通常分为致癌风险评价和非致癌风险评价．美国国家科学院于1983年提出健康风险评价四步法，即危害鉴定（hazard identification）、剂量-反应关系评价（dose-response assessment）、暴露评价（exposure assessment）和风险特征分析（risk characterization），目前该方法已是国际公认的健康风险评价方法［29］．根据本研究所检测的66种挥发性有机物的浓度及美国EPA有毒有害污染物名单，选取22种污染物进行健康风险的评价．本研究所采用的评价方法见文献［10］．由表3、表4可以看出，阶段一和阶段三各污染物的CDI值及非致癌与致癌风险指数明显偏高．阶段一至四的非致癌风险指数变化范围分别为4.21ˑ10－4 1.80、7.34ˑ10－5 2.18ˑ10－1、1.90ˑ10－5 5.43ˑ10－1和8.04ˑ10－5 1.82ˑ10－1．对于非致癌风险，当风险指数未超过1时，不会对人体造成明显伤害，但在阶段一中顺-1，2-二氯乙烯明显超过了这一限制，而在其他阶段该化合物的风险指数也很高．顺-1，2-二氯乙烯用于配制清漆和橡胶溶液等，这与该地区存在油漆喷涂、旧家具回收等行业有关，需引起重视．对于致癌风险，EPA指出一般人可接受的致癌风险上限为1ˑ10－6，美国职业安全与健康署（OSHA）建议可承受的致癌风险为1ˑ10－3．由表4可以看出，4个阶段中1，2-二氯乙烷、苯、顺-1，3-二氯丙烯、反-1，3-二氯丙烯、四氯乙烯、1，4-二氧六环等物质均超过了EPA给出的风险限值，说明冬季有利于这些污染物的产生且不利于扩散，同时也增大了人体的长期日摄入量．同时也说明了雾霾对人体的健康产生了明显影响，长期暴露易对暴露人群健康造成危害，存在较大的致癌风险，需采取一定的措施控制污染物的排放，确保区域内居民的身体健康．表3各阶段挥发性有机污染物长期日摄入量Table3Chronic daily intake（CDI）of VOCs in different stages污染物长期日摄入量/mg·（kg·d）－1阶段一阶段二阶段三阶段四1，2-二氯乙烷 1.31ˑ10－3 1.87ˑ10－4 1.07ˑ10－39.43ˑ10－5苯 1.99ˑ10－3 6.68ˑ10－4 1.39ˑ10－3—顺-1，3-二氯丙烯 1.76ˑ10－3 4.35ˑ10－4 2.21ˑ10－4 3.09ˑ10－4反-1，3-二氯丙烯 2.50ˑ10－3— 2.69ˑ10－4—四氯乙烯 1.11ˑ10－3—9.44ˑ10－4—1，4-二氧六环 5.50ˑ10－5———甲苯 2.44ˑ10－3— 1.78ˑ10－3—乙苯 1.46ˑ10－3— 5.43ˑ10－48.04ˑ10－6异丙苯 1.36ˑ10－3 2.24ˑ10－3 2.86ˑ10－3 1.81ˑ10－3对二甲苯 1.02ˑ10－3— 2.21ˑ10－4—间二甲苯8.26ˑ10－4— 1.31ˑ10－4—邻二甲苯7.89ˑ10－4 1.92ˑ10－4 6.00ˑ10－4 3.40ˑ10－4苯乙烯7.74ˑ10－4 1.88ˑ10－4 5.87ˑ10－4 3.33ˑ10－4对二氯苯9.97ˑ10－48.35ˑ10－4 6.78ˑ10－4 6.40ˑ10－4邻二氯苯 1.58ˑ10－4—— 2.30ˑ10－3 1，2，4-三氯苯 2.05ˑ10－4 1.93ˑ10－4 1.24ˑ10－4 1.82ˑ10－3氯仿 4.33ˑ10－3 2.18ˑ10－3 3.97ˑ10－3 6.48ˑ10－4 1，2-二氯丙烷 2.78ˑ10－4— 4.98ˑ10－5—顺-1，2-二氯乙烯 3.61ˑ10－3 3.53ˑ10－4 1.09ˑ10－3—乙酸乙酯 1.40ˑ10－3 4.05ˑ10－4 1.63ˑ10－3 3.43ˑ10－4 2-丁酮 1.67ˑ10－3 4.40ˑ10－5 2.53ˑ10－4 2.23ˑ10－3正己烷 2.95ˑ10－4— 1.33ˑ10－5—3结论（1）采样地区观测期间内66种VOCs质量浓度日均值的范围为64.20 1016.70μg·m－3，4个阶段的日平均值大小关系为：阶段二＜阶段四＜阶段三＜阶段一．阶段二、四各类VOCs占比具有同种比例特征：含氧烃＞苯系物＞卤代烃＞烷烃；阶段一和阶段三各类VOCs占比特征基本相同：苯系物9963环境科学37卷表4各阶段健康风险评价Table4Health risk assessment of different stages污染物非致癌风险致癌风险阶段一阶段二阶段三阶段四阶段一阶段二阶段三阶段四1，2-二氯乙烷 1.19ˑ10－4 1.70ˑ10－59.73ˑ10－58.58ˑ10－6苯 4.98ˑ10－1 1.67ˑ10－1 3.48ˑ10－1— 6.97ˑ10－5 2.34ˑ10－5 4.88ˑ10－5—顺-1，3-二氯丙烯 5.86ˑ10－2 1.45ˑ10－27.37ˑ10－3 1.03ˑ10－2 1.76ˑ10－4 4.35ˑ10－5 2.21ˑ10－5 3.09ˑ10－5反-1，3-二氯丙烯8.34ˑ10－2—8.97ˑ10－3— 2.50ˑ10－4— 2.69ˑ10－5—四氯乙烯 1.84ˑ10－1— 1.57ˑ10－1— 2.32ˑ10－6— 1.98ˑ10－6—1，4-二氧六环 1.83ˑ10－3——— 5.50ˑ10－6———甲苯 3.05ˑ10－2— 2.23ˑ10－2—乙苯 1.46ˑ10－2— 5.43ˑ10－38.04ˑ10－5异丙苯 1.36ˑ10－2 2.24ˑ10－2 2.86ˑ10－2 1.81ˑ10－2对二甲苯 5.12ˑ10－3— 1.11ˑ10－3—间二甲苯 4.13ˑ10－3— 6.56ˑ10－4—邻二甲苯 3.94ˑ10－39.58ˑ10－4 3.00ˑ10－3 1.70ˑ10－3苯乙烯 3.87ˑ10－39.38ˑ10－4 2.94ˑ10－3 1.66ˑ10－3对二氯苯 1.25ˑ10－3 1.04ˑ10－38.48ˑ10－47.99ˑ10－4邻二氯苯 1.76ˑ10－3—— 2.56ˑ10－21，2，4-三氯苯 2.05ˑ10－2 1.93ˑ10－2 1.24ˑ10－2 1.82ˑ10－1氯仿 4.33ˑ10－1 2.18ˑ10－1 3.97ˑ10－1 6.48ˑ10－21，2-二氯丙烷 6.94ˑ10－2— 1.25ˑ10－2—顺-1，2-二氯乙烯 1.80ˑ100 1.77ˑ10－1 5.43ˑ10－1—乙酸乙酯 1.56ˑ10－3 4.50ˑ10－4 1.81ˑ10－3 3.81ˑ10－42-丁酮 2.79ˑ10－37.34ˑ10－5 4.22ˑ10－4 3.72ˑ10－3正己烷 4.21ˑ10－4— 1.90ˑ10－5—＞含氧烃＞烷烃．（2）通过对污染物进行PMF模型源解析，发现导致该地区冬季雾霾的主要污染物排放源为溶剂/涂料使用及与机动车尾气排放．得出各阶段的污染来源情况如下：阶段一溶剂/涂料使用排放源19.6%，机动车排放源32.1%，科研溶剂使用源23.6%，工业源24.7%；阶段二溶剂/涂料使用排放源24.5%，机动车排放源31.2%，工业源37.2%，不确定源7.1%；阶段三溶剂/涂料使用排放源为17.7%，机动车排放源26.0%，科研溶剂使用源35.8%，不确定源20.4%；阶段四溶剂/涂料使用排放源19.1%，机动车尾气排放源31.1%，工业源各为25.9%和23.9%．（3）对于非致癌风险，各阶段中顺-1，2-二氯乙烯的指数明显偏高，与该地区存在油漆喷涂、旧家具回收等行业有关．对于致癌风险四个阶段中1，2-二氯乙烷、苯、顺-1，3-二氯丙烯、反-1，3-二氯丙烯、四氯乙烯、1，4-二氧六环等物质均超过了EPA 给出的风险限值，说明在冬季雾霾期大气存在较大的致癌风险，应当采取措施．参考文献：［1］Hatfield M L，Huff Hartz K E．Secondary organic aerosol from biogenic volatile organic 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