鄭州市環(huán)境空氣中VOCs的污染特征及健康風(fēng)險評價

南淑清，張霖琳，張 丹，梁 晶，多可辛，張 軍，王玲玲

1. 河南省環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450000；2. 中國環(huán)境監(jiān)測總站，北京 100012

鄭州市環(huán)境空氣中VOCs的污染特征及健康風(fēng)險評價

南淑清1，張霖琳2，張 丹1，梁 晶1，多可辛1，張 軍1，王玲玲1

1. 河南省環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450000；2. 中國環(huán)境監(jiān)測總站，北京 100012

揮發(fā)性有機物（VOCs）不但是引發(fā)霾和光化學(xué)煙霧等環(huán)境問題的重要原因，達(dá)到一定濃度時還對人類健康造成威脅。為研究中原地區(qū)環(huán)境空氣中VOCs污染狀況，探查VOCs對人群健康產(chǎn)生的風(fēng)險，以中原地區(qū)核心城市-鄭州為代表，于2012年─2013年間，在鄭州市區(qū)內(nèi)布點，以蘇瑪罐采樣/氣相色譜-質(zhì)譜法分析測定了VOCs的時空分布，并使用健康風(fēng)險評價四步法進行健康風(fēng)險評價。鄭州市環(huán)境空氣中VOCs年均濃度分布特征：以烷烴和芳香烴為主，分別占總量的23.8%和19.5%；年平均質(zhì)量濃度，芳香烴類為131 μg·m-3、烷烴類為118 μg·m-3，酮類為84.3 μg·m-3、鹵代烷烴類為67.8 μg·m-3；單體化合物以丙酮（66.2 μg·m-3）、乙醇（27.5 μ·m-3）、正十一烷（24.4 μg·m-3）和甲苯（17.2 μg·m-3）質(zhì)量濃度最高，污染程度在國內(nèi)居于中等水平。VOCs季均濃度分布特征：夏季高于冬季，但各類化合物在兩季的濃度差異較大。VOCs日均濃度變化特征：烷烴類和芳烴類化合物于10：00出現(xiàn)濃度峰值，濃度變化趨勢與交通量變化具有相關(guān)性。健康風(fēng)險評價結(jié)果為：非致癌風(fēng)險大于1，會對人群健康造成一定的非致癌危害；苯、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、六氯丁二烯的致癌指數(shù)超過EPA致癌風(fēng)險值，但未超出OSHA致癌風(fēng)險。

揮發(fā)性有機物；污染特征；健康風(fēng)險評價

世界衛(wèi)生組織（WHO）對總揮發(fā)性有機物（TVOCs）的定義是“熔點低于室溫而沸點在50 ℃～260 ℃之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱”；美國聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)的定義為“除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物”。其來源包括人為源和天然源，目前，人為源是環(huán)境空氣中VOCs的主要源。人為源排放的VOCs成分復(fù)雜、因地而異，活性強，是環(huán)境空氣中臭氧和二次有機氣溶膠的重要前體物，不但主導(dǎo)大氣光化學(xué)煙霧的反應(yīng)進程，而且其大氣化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物是細(xì)顆粒物的重要組分，造成光化學(xué)煙霧、O3濃度升高、灰霾天氣次數(shù)增加等系列環(huán)境問題，還對人類健康造成一定威脅（Varutbangkul等，2006；Hatfield和Huff Hartz，2011）。洛杉磯光化學(xué)煙霧期間，受害人達(dá)到數(shù)千人，2天內(nèi)造成400多名66歲以上老人死亡，某些VOCs對中樞神經(jīng)產(chǎn)生較強的抑制和麻醉作用，其成癮性是吸食毒品的“入門藥”（吳祺，2001）；苯系物和鹵代烴類具有毒性和致癌作用，全球每年超過3000人的白血病患者可能與其有關(guān)。

北京城鄉(xiāng)結(jié)合地環(huán)境空氣中VOCs的健康風(fēng)險評價結(jié)果顯示，非致癌風(fēng)險值在安全范圍內(nèi)，但苯的致癌指數(shù)超過了致癌風(fēng)險值（周裕敏等，2011）；廣州中心城區(qū)環(huán)境空氣中VOCs的健康風(fēng)險評價結(jié)果顯示，對暴露人群不存在非致癌風(fēng)險，但苯存在較大的致癌風(fēng)險（李雷等，2013）。國內(nèi)外對環(huán)境空氣中VOCs的研究結(jié)論說明，VOCs的分布具有強烈的地域特征，且VOCs對暴露人群已經(jīng)造成一定風(fēng)險，需引起重視。

河南省位人口密度具全國前列，VOCs排放比重約占全國排放量的5%～7%，位于第二排放梯隊，僅略低于第一排放梯隊江蘇、山東、廣東的10%（魏巍，2009）。但環(huán)境空氣監(jiān)測因子及減排項目僅集中在二氧化硫、氮氧化物、TSP，對VOCs的監(jiān)測及研究停滯在起步階段，關(guān)于VOCs的排放及其在環(huán)境空氣中的含量、時空分布等研究尚屬空白。本文通過測定鄭州市環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的分布特征，并探索性對其進行健康風(fēng)險評價，以期對該區(qū)域內(nèi)VOCs的防控工作奠定基礎(chǔ)。

1 研究地概論

鄭州市，河南省省會，截至2012年底，市區(qū)面積1010.3平方公里，人口501.9萬。地處北半球的中緯度地帶，東經(jīng)112°42′～114°14′，北緯34°58′～36°16′。位于伏牛山脈東北翼向黃淮平原過渡地帶，全市西南為山前丘陵，東部為黃河沖擊平原，地形由西南向東北傾斜、東部由西北向東南傾斜，呈階梯狀降低，由山區(qū)、丘陵過度到平原。全年平均風(fēng)速2.1 m·s-1；最多風(fēng)向為NE風(fēng)，頻率10.4%；次多風(fēng)向為S風(fēng)，頻率10.2%；靜風(fēng)頻率9.4%。年平均氣溫14.3 ℃，1月份最低，平均為0.1 ℃；7月份最高，平均為27.0 ℃。全年降水量604.6 mm，年際、月際間相差很大。全年中，降水量主要集中在7─9月份，占全年的54.0%；冬季（12月─次年2月）的降水量占全年的4.9%。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

DSQⅡ氣相色譜質(zhì)譜儀（美國賽默飛世爾公司）；DB-624毛細(xì)管柱（美國安捷倫科技有限公司，60 m×0.32 mm×1.8 μm）；7100A預(yù)濃縮儀（美國Entech公司，配美國Entech公司7016A自動進樣器）；4600A氣體動態(tài)稀釋儀（美國Entech公司）；3100罐清洗儀（美國Entech公司）；蘇瑪罐（美國Entech公司）；TO15標(biāo)準(zhǔn)氣體、PAMS標(biāo)準(zhǔn)氣體、內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)氣體（φ=1×10-6，Linde Gas North America LLC）。

2.2 樣品采集

樣品采集時間為2012─2013年，采樣周期為1年，4個季度/年，5～7天/季度，每天0：00、2 00、4：00、6：00、8：00、10：00、12：00、14 00、16：00、18：00、20：00、22：00采集樣品樣品采集高度為距離地面1.5 m（人群呼吸帶平均高度）。

2.3 氣相色譜/質(zhì)譜分析條件

2.3.1 氣相色譜條件

載氣：氦氣；柱流量：2.0 mL·min-1。升溫程序40 ℃，保持6 min；以5 ℃·min-1升至85 ℃，保持2 min；以8 ℃·min-1升至110 ℃，保持1.0 min再以15 ℃·min-1升至200 ℃；最后以30 ℃·min-升至240 ℃，保持1.6 min。

2.3.2 質(zhì)譜條件

掃描范圍：35～300 amu；離子源：EI源；離子源溫度：230 ℃；四級桿溫度：150 ℃；接口溫度240 ℃。

2.3.3 預(yù)濃縮儀操作條件

冷阱捕集管溫度-150 ℃，冷阱捕集管加熱溫度150 ℃，二級冷阱溫度-30 ℃，二級冷阱加熱溫度150 ℃，冷聚焦溫度-160 ℃，冷聚焦加熱溫度150 ℃，升溫速率99 ℃/min，自動進樣器爐溫：100 ℃，進樣管溫度：100 ℃，傳輸線溫度：100 ℃。進樣體積：400 mL。

3 結(jié)果與討論

3.1 分布組成

鄭州市環(huán)境空氣中共檢出141種揮發(fā)性有機物，其中烷烴類化合物43種（占檢出VOCs種類的30.50%），鹵代烴類化合物24種（占檢出VOCs種類的17.02%），烯烴類化合物21種（占檢出VOCs種類的14.89%），芳香類化合物16種（占檢出VOCs種類的11.35%），醛酮類化合物14種（占檢出VOCs種類的9.93%）、酯類化合物7種（占檢出VOCs種類的4.96%）、醇、醚類化合物6種（占檢出VOCs種類的4.26%），其他類10種（占檢出VOCs種類的7.09%）。芳烴類、烷烴類和鹵代烴類化合物是環(huán)境空氣中主要的VOCs，占VOCs檢出總數(shù)的73.76%。檢出的141種VOCs中，27種屬美國EPA重點控制空氣有害物質(zhì)，其中鹵代烴類化合物12種，占重點控制空氣有害物質(zhì)總數(shù)的44.4%，其次是芳香烴類化合物6種。鄭州市環(huán)境空氣中各類VOCs在檢出VOCs總類中所占的比例與寧波、南京、上海、天津等地并不一致，具有地域性特征，與鄭州市10年前的VOC種類結(jié)構(gòu)組成也有所差異（芳香烴類、烷烴類、烯烴類、醛酮類和鹵代烴類分別占檢出VOCs總類的21.72%、29.86%、28.96%、7.23%和4.52%）（朱麗波等，2012；杭維琦和薛光璞，2004；王倩等，2013；魏恩棋等，2010；王玲玲等，2008）。

主要檢出的烷烴類化合物，碳原子數(shù)在C4～C13之間，其中C4～C9之間的同系物烷烴類占檢出烷烴種類的80%以上。檢出的烯烴類，碳原子數(shù)從C3～C12；其中，C3～C6之間的烯烴占烯烴總量的70%。芳香烴類化合物主要為含甲基、乙基和丙基等1～4個側(cè)鏈碳的苯系物，其中苯、甲苯、乙苯、鄰二苯的檢出率在80%以上。鹵代烴類化合物檢出20種，其中一氯甲烷、二氯甲烷的檢出率較高，占檢出鹵代烴種類的70%以上。檢出的14種醛酮類化合物，檢出率在50%以上的只有丙酮和2-丁酮。酯類化合物中，檢出率最高的為乙酸乙酯和乙酸丁酯，檢出率為71%和46%。醇醚類化合物中，乙醇和二甲醚的檢出率較高，分別為74%和61%。

3.2 分布特征

以TO-15和PAMS標(biāo)氣對環(huán)境空氣中包括28種烷烴、20種鹵代烷烴、18種芳香烴、10種烯烴、9種鹵代烯烴、6種鹵代芳烴、5種醛酮、3種酯、3種含氧化合物（醛、酮、醇、酯外的其它含氧化合物）、2種醇及二硫化碳在內(nèi)的105種VOCs定量。

圖1 環(huán)境空氣中各類VOCs的年均質(zhì)量濃度百分占比Fig. 1 Annual mean mass concentration percentage of VOCs in ambient air

3.2.1 年度分布特征

全年監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果（見圖1）顯示：環(huán)境空氣中，烷烴類化合物年均質(zhì)量濃度（占105種VOCs年均質(zhì)量濃度的23.8%）＞芳烴類化合物年均質(zhì)量濃度（占105種VOCs年均質(zhì)量濃度的19.5%）＞醛酮類化合物年均質(zhì)量濃度（占105種VOCs年均質(zhì)量濃度的16.1%）＞鹵代烷烴類化合物年均質(zhì)量濃度（占105種VOCs年均質(zhì)量濃度的12.7%）＞醇類化合物年均質(zhì)量濃度（占105種VOCs年均質(zhì)量濃度的6.19%）＞鹵代芳烴類化合物年均質(zhì)量濃度（占105種VOCs年均質(zhì)量濃度的5.17%）＞鹵代烯烴類化合物年均質(zhì)量濃度（占105種VOCs年均質(zhì)量濃度的5.17%）＞含氧化合物年均質(zhì)量濃度（占105種VOCs年均質(zhì)量濃度的4.32%）＞酯類化合物年均質(zhì)量濃度（占105種VOCs年均質(zhì)量濃度的3.60%）＞烯烴類化合物年均質(zhì)量濃度（占105種VOCs年均質(zhì)量濃度的3.29%）。各類化合物年度平均質(zhì)量濃度（見圖2），芳香烴類為131 μg·m-3、烷烴類為118 μg·m-3、酮類為84.3 μg·m-3、鹵代烷烴類為67.8 μg·m-3、鹵代烯烴類為34.3 μg·m-3、醇類為29.8 μg·m-3、酯類為20.4 μg·m-3、鹵代芳烴類為20.3 μg·m-3、烯烴類為15.6 μg·m-3、含氧化合物類為6.07 μg·m-3。質(zhì)量濃度最高的化合物為丙酮（66.2 μg·m-3）、乙醇（27.5 μg·m-3）、正十一烷（24.4 μg·m-3）和甲苯（17.2 μg·m-3）。

該城市VOCs濃度在國內(nèi)居于中等水平，但各類VOCs的質(zhì)量濃度百分比與寧波、南京、上海、天津等地并不一致，具有地域性特征，應(yīng)與各地經(jīng)濟發(fā)展水平、工業(yè)結(jié)構(gòu)、城市規(guī)模、人們生活習(xí)慣及氣象等因素不同有關(guān)（朱麗波等，2012；杭維琦和薛光璞，2004；王倩等，2013；魏恩棋等，2010）。烷烴類和芳香烴類化合物在VOCs質(zhì)量濃度百分比中占比最大這一規(guī)律與東莞、高雄、上海、香港、廣州、大阪、洛杉磯、休斯頓、倫敦、雅典等地的研究結(jié)果一致，不同的是亞洲城市環(huán)境空氣中芳香烴類化合物所占比例高于歐美城市，這與各城市排放源及能源結(jié)構(gòu)等不同有關(guān)：如休斯頓是以煉油和石化為主的城市，其環(huán)境空氣中烯烴類化合物占比較高，東莞和廣州等國內(nèi)城市是以化工為主的城市，導(dǎo)致環(huán)境空氣中芳香烴類化合物質(zhì)量濃度占比較高（Baker,等，2008；Qin等，2007；Derwent等，2000；Na和Kim，2001；Moschonas和Glavas，1996；Duan等，2008；Barletta等，2008；Chang等，2005；Ran等，2009；Guo等，2006；鄒宇等，2012）。2012年，該城市苯、甲苯、對/間二甲苯質(zhì)量濃度低于2003年濃度，但乙苯、鄰二甲苯、1,2,4-三甲苯質(zhì)量濃度高于2003年，印證了10年間該城市人口、工業(yè)、能源、消費等結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致排放源發(fā)生變化（見表1）（王玲玲等，2008；河南省統(tǒng)計局，2004；河南省統(tǒng)計局等，2013）。

圖2 環(huán)境空氣中各類VOCs的年均質(zhì)量濃度Fig. 2 Annual mean mass concentration of VOCs in ambient air

表1 鄭州市人口、機動車數(shù)量等統(tǒng)計數(shù)據(jù)Table 1 Population, vehicle numbers and the others in Zhengzhou

T/B（甲苯/苯）值可表征環(huán)境空氣中VOCs來源，T/B＜2.0表示受機動車尾氣影響顯著；T/B值越大，說明環(huán)境空氣受溶劑揮發(fā)等影響越大。2012年，該城市環(huán)境空氣T/B值為1.64，與南京、上海等國內(nèi)城市的T/B值相近，普遍低于亞特蘭大、倫敦等發(fā)達(dá)國家，說明機動車尾氣對國內(nèi)城市環(huán)境空氣中VOCs的貢獻(xiàn)普遍高于發(fā)達(dá)國家（安俊琳等，2013）。

3.2.2 季節(jié)分布特征

鄭州市冬季和夏季時間遠(yuǎn)長于春、秋兩季，本文選擇最具代表性的冬、夏兩季研究其季度分布特征。季節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果（見圖3）顯示：各類化合物的夏季質(zhì)量濃度均高于冬季質(zhì)量濃度，這一規(guī)律與國內(nèi)其他城市的VOCs季節(jié)變化一致（朱麗波等，2012；杭維琦和薛光璞，2004；王倩等，2013；魏恩棋等，2010）；但各類化合物在冬、夏兩季的質(zhì)量濃度變化幅度差異較大，醛酮類化合物和二硫化碳夏季質(zhì)量濃度高于冬季質(zhì)量濃度5倍以上，含氧化合物、酯類和烯烴類化合物夏季質(zhì)量濃度為冬季質(zhì)量濃度的2～3倍，鹵代烯烴類、鹵代烷烴類、鹵代芳烴類、烷烴類和芳烴類化合物夏季質(zhì)量濃度為冬季質(zhì)量濃度的1～2倍。其結(jié)果與該地區(qū)VOCs源排放（該地區(qū)VOCs源解析結(jié)果：汽車尾氣占34%，工業(yè)排放占19%，涂料顏料占15%，揮發(fā)占13%，燃燒占13%，溶劑占6%）及氣象條件（夏季高溫，日照強烈，多靜、微風(fēng)；冬季多大風(fēng)）有一定相關(guān)性，但更深層次原因有賴于進一步研究。

圖4 環(huán)境空氣中VOCs總質(zhì)量濃度的日變化規(guī)律Fig. 4 Daily law change in mass concentration of VOCs

圖5 環(huán)境空氣中各類VOCs質(zhì)量濃度的年度日變化規(guī)律Fig. 5 Daily law change in mass concentration of VOCs

圖6 環(huán)境空氣中各類VOCs質(zhì)量濃度的冬季日變化規(guī)律Fig. 6 Daily law change in mass concentration of VOCs in winter

圖7 環(huán)境空氣中各類VOCs質(zhì)量濃度的夏季日變化規(guī)律Fig. 7 Daily law change in mass concentration of VOCs in summer

3.2.3 日變化特征

VOCs質(zhì)量濃度日變化特征監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果見圖4～7。全年的VOCs總質(zhì)量濃度日變化規(guī)律為，10：00和14：00出現(xiàn)濃度峰值，18：00濃度略有升高；各類化合物中，烷烴類化合物和芳烴類化合物在10：00和14：00出現(xiàn)濃度雙峰值，氯代芳烴類化合物和氯代烯烴類化合物在14：00出現(xiàn)濃度單峰值，其他種類化合物無明顯濃度波動。冬季質(zhì)量濃度的日變化規(guī)律為，8：00～12：00有濃度峰期出現(xiàn)，14：00～18：00濃度相對略有升高；各類化合物中，烷烴類化合物在10：00和16：00出現(xiàn)濃度雙峰值，芳烴類化合物在10：00出現(xiàn)濃度峰值，鹵代烷烴類在4：00出現(xiàn)濃度峰值，其他種類化合物無明顯濃度波動。夏季VOCs總質(zhì)量濃度日變化規(guī)律與全年的變化規(guī)律一致；但各類化合物的變化規(guī)律差異較大，芳烴類化合物在10：00和14：00形成濃度雙峰值，氯代烷烴類化合物在8：00和18：00形成濃度雙峰值，鹵代芳烴類化合物和氯代烯烴類化合物依舊在14：00形成濃度單峰值，烷烴類化合物在4：00、10：00、14：00和18：00有4個濃度峰值出現(xiàn)，醛酮類化合物在10：00至16：00形成濃度高峰期，其他種類化合物質(zhì)量濃度較低且無特別明顯變化。

VOCs總質(zhì)量濃度變化規(guī)律與廣州、寧波、天津等地的研究具有一定相似性（朱麗波等，2012；杭維琦和薛光璞，2004；王倩等，2013；魏恩棋等，2010）：有雙濃度峰值出現(xiàn)。但出現(xiàn)的時間卻并不完全一致，鄭州市環(huán)境空氣中第一個VOCs濃度峰值出現(xiàn)的時間晚于其他城市、第二個濃度峰值出現(xiàn)的時間卻早于其他城市，但其與鄭州市交通高峰期具有一致性，也進一步驗證了機動車尾氣排放對該城市VOCs貢獻(xiàn)較大。各類化合物濃度變化與源、氣象條件及其他影響因素的相關(guān)性有賴于進一步研究。

3.3 健康風(fēng)險評價

美國國家科學(xué)院于1983年提出健康風(fēng)險評價四步法，即危害鑒定（hazard identification）、劑量-反應(yīng)關(guān)系評價（dose- response assessment）、暴露評價（exposure assessment）和風(fēng)險特征分析（risk characterization），目前該方法已是國際公認(rèn)的健康風(fēng)險評價方法。

空氣中的有害VOCs主要通過呼吸途徑進入人體器官內(nèi)部，呼吸空氣途徑的長期暴露劑量以CDI表示：

式中，c為污染物濃度（mg·m-3）；IR（inhalation rate）為吸入空氣量（m3·d-1），EPA數(shù)據(jù)為20 m3·d-1；ED（exposure duration）為暴露時間（d·a-1），EPA數(shù)據(jù)為除去法定假日的工作時間；EF（exposure frequency）為暴露頻率（a），EPA數(shù)據(jù)為30年；BW（body weight）為體重（kg），EPA數(shù)據(jù)為成人體重70 kg；AL（average lifetime）為平均壽命（a），EPA數(shù)據(jù)為70年。

非致癌風(fēng)險通常以危害指數(shù)（hazard index，HI）表示，定義為由于暴露造成的長期攝入量與參考劑量的比值。參考劑量代表不會引起明顯致癌健康風(fēng)險的暴露程度，以每日暴露的劑量來預(yù)測長期暴露在此劑量下不會產(chǎn)生任何危害效應(yīng)。

式中RfD（reference dose）為污染物的參考劑量[mg·(kg·d)-1]。

致癌風(fēng)險由風(fēng)險值（Risk）表示，通過人體長期實際暴露濃度與致癌斜率因子的乘積來表示，可用式（3）計算。

若低劑量計算值＞0.01時，則按高劑量暴露計算：

式中，SF（Slope factor）為污染物致癌斜率因子（kg·d·mg-1），指暴露于每單位劑量所增加的致癌危險度。

依據(jù)污染物濃度大小，結(jié)合EPA優(yōu)控物質(zhì)進行篩選，選取19種VOCs作為風(fēng)險評價目標(biāo)化合物，劑量-反應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)采用美國EPA的綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)（IRIS）數(shù)據(jù)庫中的推薦值，采用健康風(fēng)險評價四步法對鄭州市環(huán)境空氣中VOCs進行健康風(fēng)險評價，風(fēng)險評價目標(biāo)化合物名稱和健康風(fēng)險評價指數(shù)見表2。

表2 環(huán)境空氣中VOCs長期日攝入量和健康風(fēng)險值Table 2 Long-term daily intake and health risk value of VOCs in ambient air

各化合物的危險指數(shù)HI（非致癌風(fēng)險）在1.46×10-3～4.94×10-1之間，丙烯醛的HI值最大，為0.494，苯系物非致癌風(fēng)險值＞103，苯、甲苯、乙苯是空氣中最主要的苯系物，三氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯丙烷、1,2,4-三氯苯是空氣中最主要的鹵代烴，總的非致癌風(fēng)險值為1.2826。致癌物的風(fēng)險值為7.10×10-6～1.33×10-4。我國目前還沒有明確的健康風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)，參照歐美的標(biāo)準(zhǔn)，致癌風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)在10-5～10-6之間；對于非致癌風(fēng)險，當(dāng)風(fēng)險指數(shù)未超過1時，不會對人體造成明顯傷害。從表2來看，非致癌風(fēng)險值大于1，說明這些污染物會對暴露人群健康造成一定的非致癌危害。苯、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、六氯丁二烯的致癌指數(shù)均超過EPA致癌風(fēng)險值（1×10-6），但未超出OSHA致癌風(fēng)險，表明這幾種污染物對人體健康具有一定影響，長期暴露易對暴露人群健康造成危害，需引起重視。該結(jié)果與北京和廣州的研究結(jié)果具有一致性，即苯等對暴露人群的致癌指數(shù)超過了EPA致癌風(fēng)險值；但也有不同之處，即非致癌風(fēng)險值大于1。

4 結(jié)論

（1）鄭州市環(huán)境空氣中，VOCs以烷烴和芳香烴為主；夏季時各類化合物質(zhì)量濃度高于冬季質(zhì)量濃度；污染程度在國內(nèi)居于中等。

（2）鄭州市環(huán)境空氣中，芳香烴類化合物質(zhì)量濃度占比大于烷烴類化合物，與國外發(fā)達(dá)國家各類化合物占比不同，說明VOCs源國內(nèi)外有較大差異。

（3）鄭州市環(huán)境空氣中，T/B值為1.64，小于2.0，機動車尾氣對環(huán)境空氣的影響較大，VOCs總濃度的雙峰值日變化特征亦印證了這一結(jié)論。

（4）參照歐美標(biāo)準(zhǔn)，非致癌風(fēng)險大于1，會對人群健康造成一定的非致癌危害；苯、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、六氯丁二烯的致癌指數(shù)超過EPA致癌風(fēng)險值，但未超出OSHA致癌風(fēng)險。

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Pollution condition and health risk assessment of VOCs in ambient air in Zhengzhou

NAN Shuqing1, ZHANG Linlin2, ZHANG Dan1, LIANG Jing1, DUO Kexin1, ZHANG Jun1, WANG Lingling1
1. Henan Environmental Monitoring Center, Zhengzhou, 450004, China; 2.National Environmental Monitoring Center, Beijing, 100012, China

Volatile organic compounds (VOCs) could cause not only environmental problems such as haze and photochemical smog, but also some threats to human health in a certain concentration. To study the VOCs concentration and the risk of health effects from VOCs , the temporal and spatial distribution of VOCs were determined by GC/MS with Canister sampling during the period of 2012─2013 in Zhengzhou.The four-step evaluation model of health risk assessment (HRA) which was recognized internationally was adopted to preliminarily assess the health risks caused by VOCs. The results showed that alkanes and aromatic hydrocarbons were the main compositions of VOCs in ambient air in Zhengzhou and the proportion were 23.8% and 19.5% respectively. The annual average concentration of aromatic hydrocarbons was 131 μg·m-3, the annual average concentration of alkanes was 118 μg·m-3, and the annual average concentration of ketones was 84.3 μg·m-3. The highest annual concentration compounds were acetone (66.2 μg·m-3), alcohol (27.5 μg·m-3), undecane (24.4 μg·m-3) and toluene (17.2 μg·m-3). The pollution was middle level in China. The concentration of VOCs in summer was higher than in winter. But the difference of the concentrations of various types of compounds between two seasons was large. The highest daily concentrations of alkanes and aromatic hydrocarbons appeared at am 10:00 which was correlated with traffic flow. The results of HRA indicated that non-carcinogenic risk indexes of VOCs were higher than 1. Volatile pollutants would cause non-carcinogenic health hazard to exposed population．The cancer risk index exposed to benzene, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane and hexachlorobutadiene was higher than the suggested value of USEPA which was not higher than OSHA. It indicated that the exposure might cause potential harm to human health.

volatile organic compounds; pollution characteristic; health risk assessment

X16

A

1674-5906（2014）09-1438-07

南淑清，張霖琳，張丹，梁晶，多可辛，張軍，王玲玲. 鄭州市環(huán)境空氣中VOCs的污染特征及健康風(fēng)險評價[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報, 2014, 23(9): 1438-1444.

NAN Shuqing, ZHANG Linlin, ZHANG Dan, LIANG Jing, DUO Kexin, ZHANG Jun, WANG Lingling. Pollution Condition and Health Risk Assessment of VOCs in Ambient Air in Zhengzhou [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(9): 1438-1444.

河南省科技廳重點科技攻關(guān)項目（92102310031）

南淑清（1975年生），女，高級工程師，碩士，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。E-mail：nansq2009@sina.com

2014-08-04