南京市機(jī)動車排放VOCs的污染特征與健康風(fēng)險評價

張啟鈞，吳 琳，劉明月，方小珍，張 靜，毛洪鈞*，邵 敏，陸思華（.南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，城市交通污染防治研究中心，天津 30007；北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京大學(xué)環(huán)境模擬與污染控制重點聯(lián)合實驗室，北京 0087）

南京市機(jī)動車排放VOCs的污染特征與健康風(fēng)險評價

張啟鈞1，吳 琳1，劉明月1，方小珍1，張 靜1，毛洪鈞1*，邵 敏2，陸思華2（1.南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，城市交通污染防治研究中心，天津 300071；2北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京大學(xué)環(huán)境模擬與污染控制重點聯(lián)合實驗室，北京 100871）

在南京富貴山隧道開展機(jī)動車排放的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）對環(huán)境及人群健康的影響研究，對VOCs濃度水平與變化特征、組成與化學(xué)反應(yīng)活性進(jìn)行了分析，并通過美國環(huán)境保護(hù)局（US EPA）的健康風(fēng)險評價模型對VOCs的健康風(fēng)險進(jìn)行了評價.結(jié)果表明，隧道進(jìn)口與出口空氣中共檢測出93種物質(zhì)，隧道進(jìn)口處樣品的總VOCs濃度（87.28±7.08）μg/m3；隧道出口處總VOCs濃度（225.63±59.19）μg/m3.隧道出口檢測到的烷烴和芳香烴這兩類物質(zhì)濃度比進(jìn)口濃度高.隧道進(jìn)口與出口處的VOCs總臭氧生成潛勢為101.48μg O3/m3和402.01μg O3/m3.健康風(fēng)險評價結(jié)果表明，隧道進(jìn)口處14種主要VOCs的非致癌風(fēng)險危害商值（HQ）在8.07×10-5～2.66×10-1之間，而在隧道出口處的HQ范圍為3.18×10-4～2.92×10-1.隧道進(jìn)口與出口處的VOCs的非致癌風(fēng)險危險指數(shù)（HⅠ）均小于1，非致癌風(fēng)險值在安全范圍之內(nèi).但1，3-丁二烯、氯仿、四氯化碳、苯和1，1，2-三氯乙烷的致癌風(fēng)險較大，對人體健康具有明顯的影響.

隧道測試；機(jī)動車排放；揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）；健康風(fēng)險；臭氧生成潛勢

隨著城市化的加快，環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）濃度大幅度的增加，其成分變得十分復(fù)雜［1］.部分揮發(fā)性物質(zhì)（如苯和三鹵甲烷）是世界公認(rèn)的有毒物質(zhì)，人體長時間暴露可導(dǎo)致人體免疫力失調(diào)，影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)，嚴(yán)重?fù)p害造血系統(tǒng).此外，大多數(shù)揮發(fā)性化合物（如低碳烯烴和烷烴）的大氣化學(xué)反應(yīng)較強(qiáng)，是形成光化學(xué)煙霧和臭氧的重要前體物［2］.國內(nèi)外大量的研究表明，機(jī)動車尾氣排放、石油化工、工業(yè)加工、溶劑蒸發(fā)和滲漏、工廠排放等等是揮發(fā)性有機(jī)化合物的主要來源［3-5］.在VOCs的人為排放源中，機(jī)動車尾氣的排放量占35%以上［6］.城市隧道測試是研究機(jī)動車VOCs排放的常用方法之一，該方法可以獲取機(jī)動車在實際行駛過程中VOCs的排放和源譜特征［7-10］.自1993年瑞士Gubrist隧道測試研究［11］以來，國內(nèi)外進(jìn)行了大量的隧道測試實驗

［7-10,12-13］，于艷等［7］在2009年通過隧道實驗得到天津市機(jī)動車排放的VOCs特征，并計算了部分物質(zhì)的二次有機(jī)氣溶膠（SOA）生成潛勢，HO等

［13］于2003年在香港隧道進(jìn)行測試，獲得了香港機(jī)動車排放因子和臭氧生成潛勢.以上研究均是數(shù)年前的結(jié)果，隨著近年來燃油品質(zhì)的提升，高品質(zhì)燃油對機(jī)動車VOCs的排放影響研究及其健康風(fēng)險評價的研究鮮有報道.

本研究對機(jī)動車在隧道區(qū)域內(nèi)的VOCs污染物排放進(jìn)行了為期3d的連續(xù)測試，分析隧道進(jìn)口與出口處VOCs的污染狀況，并估算了VOCs的臭氧生成潛勢（OFP），最后利用美國環(huán)境保護(hù)局（US EPA）的健康風(fēng)險評價模型評估了VOCs的健康危害，為我國機(jī)動車VOCs排放控制提供基礎(chǔ)依據(jù).

1 實驗方法

1.1 樣品采集與分析

南京富貴山隧道位于南京市區(qū)交通繁忙的區(qū)域，隧道東側(cè)全長為472m，西側(cè)全長455m.每側(cè)隧道內(nèi)均為單向兩車道，限速50km/h.實驗的采樣點設(shè)在隧道內(nèi)進(jìn)口出口同側(cè)路邊，距離進(jìn)口10m，距離出口20m，采樣高度0.5m（圖1）.

采樣時間為2015年6月21～23日，共3d，每天3個時段（早7：00～11：00、12：00～16：00、17：00～21：00），VOCs樣品用預(yù)先抽成真空的3.2L不銹鋼采樣罐采集，采樣時間為240min.共采集9組18個隧道樣品，包括了工作日和休息日、交通高峰時段和非高峰時段，可以比較完整地反映富貴山隧道各個時段的交通狀況.同時使用攝像機(jī)記錄采樣期間的隧道車流情況，隧道內(nèi)平均車流量為1500輛/4h.

圖1 隧道采樣點的示意Fig.1 The sampling site in the tunnel

1.2 分析方法

樣品分析方法根據(jù)美國EPA推薦的TO-14，TO-15方法，采用低溫冷阱預(yù)濃縮儀（Entech7100）進(jìn)行樣品預(yù)處理，用GC-MS（HP 6890）和GC-FⅠD進(jìn)行樣品分析，色譜柱為HP-1硅烷化毛細(xì)管柱色譜柱（60m×0.32mm），定性和定量分析VOCs各組分，詳細(xì)的分析方法見文獻(xiàn)［14］.

1.3 臭氧生成潛勢的計算方法

臭氧生成潛勢（OFP）是廣泛用于評價大氣VOCs對臭氧貢獻(xiàn)的重要指標(biāo)，通過對各種VOCs成分OFP的分析可以篩選出大氣VOCs中形成臭氧的主要貢獻(xiàn)成分.OFP的計算計算公式為：

式中：MⅠRi是第i種 VOC 在臭氧最大增量反應(yīng)中的臭氧生成系數(shù)，MⅠR系數(shù)見文獻(xiàn)［15］，VOCi是第i種VOC的環(huán)境濃度，單位為μg/m3.

1.4 健康風(fēng)險評價方法

健康風(fēng)險評價是以風(fēng)險度為評價指標(biāo)，污染物對人體健康危害風(fēng)險的定量描述.根據(jù)污染物是否具有致癌性，將健康風(fēng)險評價分為致癌風(fēng)險評價和非致癌風(fēng)險評價.根據(jù)2009年美國EPA提出的針對特定場所吸入途徑污染物的健康風(fēng)險評價方法（EPA-540-R-070-002）進(jìn)行南京富貴山隧道大氣VOCs的人群健康風(fēng)險的評價［16］.具體計算公式如下：

式中：EC為暴露濃度，單位μg/m3；CA為污染物環(huán)境濃度，單位μg/m3；ET為暴露時間，數(shù)值為24h/d；EF為暴露頻率，數(shù)值為365d/a；ED為暴露時間，數(shù)值為70a；AT為平均時間，數(shù)值為70×365×24h； RfC為單位吸入致癌風(fēng)險濃度，單位mg/m3；HQ為非致癌風(fēng)險危害商值；HⅠ為非致癌風(fēng)險危險指數(shù)；Risk為致癌風(fēng)險值；ⅠUR為參考濃度，m3/μg.由于目前在US EPA綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)（ⅠRⅠS）數(shù)據(jù)庫（http：//www. epa.gov/iris）中僅能查到苯、甲苯、乙苯、二甲苯等14種VOCs的RfC值和ⅠUR值.因此本研究針對14種VOCs物種進(jìn)行健康風(fēng)險評價.

1.5 質(zhì)量控制和統(tǒng)計分析

采樣用的Summa罐內(nèi)壁拋光并經(jīng)過硅烷化處理，在采樣前用Entech3100自動清罐儀清洗3次；樣品采集完成后12h之內(nèi)完成分析工作，分析過程中采用內(nèi)標(biāo)法定量，按照5個濃度水平的混合標(biāo)準(zhǔn)樣品建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，并將中間一個濃度與標(biāo)氣理論濃度值對比，各目標(biāo)物的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于15%，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)性（R2）在0.996～ 1.000之間，同時對每批樣品設(shè)置實驗室空白和各采樣點空白，保證整個實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和精密度.此外，還定期對儀器進(jìn)行單點校準(zhǔn)和峰窗漂移校準(zhǔn).

2 結(jié)果與討論

2.1 VOCs污染分析

表1為隧道中機(jī)動車產(chǎn)生的VOCs質(zhì)量濃度和相關(guān)統(tǒng)計結(jié)果.在本次實驗中，共檢測出中93種揮發(fā)性有機(jī)物.隧道出口處樣品的總VOCs最低濃度178.65μg/m，最高濃度360.15μg/m3，平均濃度225.63μg/m3；隧道進(jìn)口處總VOCs最低濃度73.05μg/m3，最高濃度93.41μg/m3，平均濃度87.28μg/m3.從圖2可以看出，隧道進(jìn)口處大氣中的VOCs濃度都明顯高于隧道進(jìn)口VOCs濃度，平均倍數(shù)為2～3倍.這與隧道內(nèi)通風(fēng)不良、新風(fēng)補(bǔ)充不足、污染物擴(kuò)散困難、污染物累積等因素有關(guān).隧道出口處最高濃度出現(xiàn)在7號樣本（6月23日7：00～11：00），這是由于該時段為工作日上班時段，并且隧道內(nèi)車流堵塞比較嚴(yán)重，機(jī)動車處于低速行駛狀態(tài)使得VOCs排放量增加.此外，隧道內(nèi)VOCs濃度變化和車流量變化一致，VOCs濃度峰值一般出現(xiàn)在交通高峰時段.

表1 隧道進(jìn)口與出口空氣中 VOCs 的含量Table 1 The concentrations of VOCs at the entrance and the exit of tunnel

續(xù)表1

表2 不同隧道測試的VOCs數(shù)據(jù)對比Table 2 Comparison of concentrations of VOCs with other studies

從圖3可以看出，隧道樣品監(jiān)測到的物種主要包括烷烴［34.29%（進(jìn)口）～55.90%（出口）］、烯烴［7.27%（進(jìn)口）～10.35%（出口）］、炔烴［1.60%（進(jìn)口）～2.28%（出口）］、芳香烴［8.70%（進(jìn)口）～13.50%（出口）］、鹵代烴［26.39%（進(jìn)口）～11.08%（出口）］、含氧VOCs［21.74%（進(jìn)口）～6.89%（出口）］.其中氯代烴和含氧VOCs兩大類物質(zhì)在進(jìn)口的濃度比出口的濃度高，這主要是由于機(jī)動車排放的氮氧化物等高反應(yīng)活性物質(zhì)與鹵代烴和含氧VOCs物質(zhì)反應(yīng).而隧道出口檢測到的烷烴和芳香烴這兩類物質(zhì)濃度比進(jìn)口濃度高，這主要是由于大量加裝三元催化器后處理裝置的國四排放車輛對烷烴的貢獻(xiàn)較大.

近幾年，我國部分城市針對機(jī)動車排放的VOCs污染狀況開展了一系列隧道測試研究.表2為不同城市隧道測試的VCOs數(shù)據(jù)對比.從表2中可以看出北京的隧道測試的VOCs濃度最高達(dá)6171μg/m3，而廣州測試的濃度水平為2216.2μg/m3，這些城市的VOCs濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于本研究的測試結(jié)果.然而在臺灣隧道的研究中，與廣州同時期進(jìn)行的測試，但結(jié)果則明顯低于廣州隧道研究的數(shù)據(jù).總體而言，各個城市VOCs的濃度呈現(xiàn)出逐年遞減的趨勢，這可能與近年來國五排放標(biāo)準(zhǔn)的實施，機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)收嚴(yán)，燃油品質(zhì)提高有重要關(guān)系.

圖2 隧道進(jìn)口和出口處總VOCs濃度及車流量變化Fig.2 VOCs concentration and vehicle flow at entrance and exit of the tunnel

圖3 各類VOCs組分分布特征Fig.3 Different kinds of VOCs contributions at the entrance and the exit of tunnel

2.2 臭氧生成潛勢分析

臭氧幾乎能與任何生物組織反應(yīng)，對人體呼吸道的破壞性極強(qiáng)，同時會阻礙血液輸氧功能，造成組織缺氧等嚴(yán)重影響.揮發(fā)性有機(jī)化合物是臭氧形成的主要前體物，通常使用臭氧生成潛勢（OFP）來評價VOCs對臭氧生成的貢獻(xiàn).測試期間，隧道進(jìn)口與出口處的VOCs總臭氧生成潛勢為101.48μg O3/m3和402.01μg O3/m3.從圖4可以看出，隧道測試期間丙烯、乙烯、異戊二烯、間/對-二甲苯、甲苯、丙烷、異戊烷、鄰-二甲苯、1，3，5-三甲基苯、乙苯、正丁烷、異丁烷、乙烷、1，2，4-三甲基苯、2-甲基戊烷、順-2-丁烯、反-2-丁烯、2，3—二甲基丁烷、正戊烷和1-丁烯是隧道進(jìn)口和出口中VOCs對OFP貢獻(xiàn)最高的20種物質(zhì)，這20種物質(zhì)的OFP占隧道進(jìn)口和出口總OFP的92.91%和89.70%.芳香烴、烯烴、烷烴是對臭氧生成貢獻(xiàn)最大的三類物質(zhì)，尤其機(jī)動車尾氣排放的烷烴和芳香烴在隧道出口處累計量較大，對臭氧生成的貢獻(xiàn)最大.

圖4 隧道進(jìn)口與出口主要VOCs物種的臭氧生成潛勢Fig.4 The OFP of major VOCs species at the entrance and the exit of tunnel

圖5是隧道進(jìn)口與出口VOCs濃度與OFP的線性分析.隧道出口總VOCs濃度與總OFP的相關(guān)性（R2=0.91）比隧道進(jìn)口高（R2=0.0.64），主要由于隧道的特殊風(fēng)向和結(jié)構(gòu)，隧道出口的VOCs主要都是由機(jī)動車排放，來源單一且穩(wěn)定.而對于隧道進(jìn)口除了機(jī)動車排放之外，由于隧道進(jìn)口附近的綠色植物較多，植物排放和外源傳輸貢獻(xiàn)較大，VOCs排放的不確定性更大.

圖5 隧道進(jìn)口與出口VOCs濃度與OFP的關(guān)系相關(guān)性對比Fig.5 Relationship of VOCs and OFP at the entrance and the exit of tunnel

2.3 健康風(fēng)險評價

在分析了VOCs的濃度水平與臭氧生成潛勢的基礎(chǔ)上，利用US.EPA開發(fā)的健康風(fēng)險評價模型，在US EPA綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)（ⅠRⅠS）數(shù)據(jù)庫（http：//www.epa.gov/iris）中能查到1，3-丁二烯、二氯甲烷、甲基叔丁基醚、氯仿、四氯化碳、苯、1，2-二氯丙烷、甲苯、1，1，2-三氯乙烷、乙苯、間/對-二甲苯、鄰-二甲苯、苯乙烯和1，4-二氯苯等14種VOCs的RfC值和ⅠUR值，表3為計算得到的非致癌和致癌風(fēng)險值.

從表3中可以看出，隧道進(jìn)口處主要VOCs的非致癌風(fēng)險危害商值（HQ）在8.07×10-5～2.66× 10-1之間，非致癌風(fēng)險危險指數(shù)（HⅠ）為3.95×10-1；而在隧道出口處的HQ范圍為3.18×10-4～2.92×10-1，HⅠ為6.18×10-1基本上為隧道進(jìn)口HⅠ的2倍.1，3-丁二烯、1，2-二氯丙烷和苯的非致癌危害商值比其他污染物較高，是空氣中危害較大的污染物.隧道出口處1，3-丁二烯、氯仿和苯的終生致癌風(fēng)險值（Risk）分別為4.96×10-3、2.69×10-5、3.60×10-5，根據(jù)US. EPA的標(biāo)準(zhǔn)，危險指數(shù)小于1時污染物不會對人體健康造成明顯傷害，成人可接受的終生致癌風(fēng)險為1×10-6.通過比較，本研究中，隧道進(jìn)口與出口處的VOCs的HⅠ均小于1，非致癌風(fēng)險值在安全范圍之內(nèi)；而隧道進(jìn)口與出口處的1，3-丁二烯、氯仿、四氯化碳、苯和1，1，2-三氯乙烷的Risk值均超過了1×10-6，說明其對人體健康具有明顯的影響，長期暴露易對暴露人群健康造成危害.

表3 VOCs健康風(fēng)險評價結(jié)果及與其他研究的比較Table 3 Comparisons of VOCs health risk assessment from other studies

在風(fēng)險評價中，不確定性分析是對風(fēng)險評價結(jié)果重要后評估方法.該方法對存在不確定性和變異性的參數(shù)統(tǒng)計抽樣，從而計算出風(fēng)險值的分布范圍及對應(yīng)的概率.由于本研究中VOCs物種較多，這里以苯的致癌風(fēng)險為例進(jìn)行蒙特卡洛模擬計算，從而計算出風(fēng)險值的分布范圍及對應(yīng)的概率.通過輸入致癌風(fēng)險計算公式中參數(shù)的不確定性，隨機(jī)取值組合進(jìn)行10000次仿真試驗.利用蒙特卡羅模擬方法，對人體健康風(fēng)險水平進(jìn)行分析，其健康風(fēng)險統(tǒng)計值如表4所示.根據(jù)模擬結(jié)果，隧道進(jìn)口處苯的致癌風(fēng)險為2.05×10-5～ 5.56×10-6，平均值為1.21×10-5.受風(fēng)險評價過程中暴露參數(shù)的不確定影響，風(fēng)險水平處于較大的波動范圍.

表4 各百分?jǐn)?shù)對應(yīng)的致癌風(fēng)險Table 4 Cancerriskofthepercentileview

目前，我國沒有建立完善的健康風(fēng)險評價體系，針對空氣中VOCs的暴露及健康風(fēng)險評價的研究相對較少［20-22］，通過與國內(nèi)外其它相關(guān)研究比較發(fā)現(xiàn)：中國廈門市交通區(qū)域［17］、鄭州市交通區(qū)域［18］和印度交通區(qū)域［19］中VOCs的非致癌風(fēng)險危害商值范圍為2.73×10-3～7.76×10-1，多種污染物的危害指數(shù)范圍為2.03×10-1～9.65×10-1，均小于1，說明這些研究中VOCs的非致癌風(fēng)險值尚處于安全范圍之內(nèi).其中以印度交通區(qū)域的VOCs非致癌風(fēng)險危害商值和非致癌風(fēng)險危險指數(shù)最高，均超過本研究的0.5～1倍.

3 結(jié)論

3.1 測試期間，隧道出口處總VOCs平均濃度為225.63μg/m3，范圍為178.65～360.15μg/m3，隧道進(jìn)口處總VOCs平均濃度為87.28μg/m3，范圍為73.05～93.41μg/m3，隧道進(jìn)口處大氣中的VOCs濃度平均高于隧道進(jìn)口VOCs濃度的2～3倍.

3.2 機(jī)動車排放的氮氧化物等高反應(yīng)活性物質(zhì)與氯代烴和含氧VOCs物質(zhì)反應(yīng)導(dǎo)致氯代烴和含氧VOCs兩大類物質(zhì)在進(jìn)口的濃度比出口的濃度高；大量國四排放車輛對烷烴和芳香烴的貢獻(xiàn)較大致使隧道出口檢測到的烷烴和芳香烴這兩類物質(zhì)濃度比進(jìn)口濃度高.

3.3 測試期間，隧道進(jìn)口與出口處的VOCs總臭氧生成潛勢為101.48μg O3/m3和402.01μg O3/m3.丙烯、乙烯、異戊二烯、間/對-二甲苯、甲苯等20余種VOCs是對OFP貢獻(xiàn)最高的污染物.隧道出口總VOCs濃度與總OFP的相關(guān)性（R2=0.91）比隧道進(jìn)口高（R2=0.64），隧道出口VOCs來源單一穩(wěn)定，而隧道進(jìn)口VOCs受植物排放和外源傳輸影響，不確定性更大.

3.4 隧道進(jìn)口與出口處的VOCs的HⅠ均小于1，非致癌風(fēng)險危險指數(shù)在安全范圍之內(nèi)；而1，3-丁二烯、氯仿、四氯化碳、苯和1，1，2-三氯乙烷的致癌風(fēng)險值均超過了1×10-6，對暴露人群存在潛在的致癌風(fēng)險.因此，我國有必要采取措施嚴(yán)格控制機(jī)動車排放的VOCs污染，盡早研究并制定機(jī)動車排放VOCs的濃度標(biāo)準(zhǔn).

［1］ 莫梓偉，陸思華，李 悅，等.北京市典型溶劑使用企業(yè)VOCs排放成分特征 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2015，35（2）:374-380.

［2］ 韓 博，吳建會，王鳳煒，等.天津濱海新區(qū)工業(yè)源VOCs及惡臭物質(zhì)排放特征 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2011，31（11）:1776-1781.

［3］ Brown S G， Frankel A， Hafner H R. Source apportionment of VOCs in the Los Angeles area using positive matrix factorization［J］. Atmospheric Environment， 2007，41（2）:227-237.

［4］ Shin H， Roh S， Kim J， et al. Temporal variation of volatile organic compounds and their major emission sources in Seoul，Korea ［J］. Environmental Science and Pollution Research， 2013，20（12）:8717-8728.

［5］ Ling Z， Guo H， Cheng H， et al. Sources of ambient volatile organic compounds and their contributions to photochemical ozone formation at a site in the Pearl River Delta， southern China［J］. Environmental Pollution， 2011，159（10）:2310-2319.

［6］ Waston J G， Chow J C， Fujita E M. Review of volatile organic compound source apportionment by chemical mass balance ［J］. Atmospheric Environment， 2001，35（9）:1567-1584.

［7］ 于 艷，王秀艷，楊 文.天津市機(jī)動車二次有機(jī)氣溶膠生成潛勢的估算 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2015，35（2）:381-386.

［8］ 王 瑋，梁寶生，曾凡剛，等.譚裕溝隧道VOCs污染特征和排放因子研究 ［J］. 環(huán)境科學(xué)研究， 2001，14（4）:9-12.

［9］ Araizaga A， Mancilla Y， Mendoza A. Volatile organic compound emissions from light-duty vehicles in Monterrey， Mexico: a tunnel study ［J］. Ⅰnternational Journal of Environmental Research，2013，7（2）:277-292.

［10］ Lai C-H， Peng Y-P. Volatile hydrocarbon emissions from vehicles and vertical ventilations in the Hsuehshan traffic tunnel，Taiwan ［J］. Environmental Monitoring and Assessment， 2012，184（7）:4015-4028.

［11］ Staehelin J， Schlpfer K， Brgin T， et al. Emission factors from road traffic from a tunnel study （Gubrist tunnel， Switzerland）. Part Ⅰ: concept and first results ［J］. Science of the Total Environment，1995，169（1）:141-147.

［12］ Chiang H-L， Hwu C-S， Chen S-Y， et al. Emission factors and characteristics of criteria pollutants and volatile organic compounds （VOCs） in a freeway tunnel study ［J］. Science of the Total Environment， 2007，381（1）:200-211.

［13］ Ho K， Lee S， Ho W， et al. Vehicular emission of volatile organic compounds （VOCs） from a tunnel study in Hong Kong ［J］. Atmospheric Chemistry and Physics， 2009，9（19）:7491-7504.

［14］ 王伯光，邵 敏，張遠(yuǎn)航，等.機(jī)動車排放中揮發(fā)性有機(jī)污染物的組成及其特征研究 ［J］. 環(huán)境科學(xué)研究， 2007，19（6）:75-80.

［15］ 林 旭，朱 彬，安俊琳，等.南京北郊VOCs對臭氧和二次有機(jī)氣溶膠潛在貢獻(xiàn)的研究 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2015，35（4）:976-986.

［16］ US EPA. Risk assessment guidance for superfund Volume Ⅰ: Human health evaluation manual （Part F， Supplemental guidance for inhalation risk assessment） ［R］. Washington D C: Office of Superfund Remedia-tion and Technology Ⅰnnovation Environmental Protection Agency， 2009.

［17］ 徐 慧，鄧君俊，邢振雨，等.廈門不同功能區(qū)VOCs的污染特征及健康風(fēng)險評價 ［J］. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報， 2015，35（9）:2701-2709.

［18］ 南淑清，張霖琳，張 丹，等.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， 2014，9:005.

［19］ Dutta C， Som D， Chatterjee A， et al. Mixing ratios of carbonyls and BTEX in ambient air of Kolkata， Ⅰndia and their associated health risk ［J］. Environmental Monitoring and Assessment，2009，148（1-4）:97-107.

［20］ 方晶晶，章 驊，呂 凡，等.生活垃圾收運(yùn)過程中惡臭暴露的健康風(fēng)險評估 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2015，35（3）:906-916.

［21］ 李 雷，李 紅，王學(xué)中，等.廣州市中心城區(qū)環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的污染特征與健康風(fēng)險評價 ［J］. 環(huán)境科學(xué)， 2013，34（12）:4558-4564.

［22］ 夏芬美，李 紅，李金娟，等.北京市東北城區(qū)夏季環(huán)境空氣中苯系物的污染特征與健康風(fēng)險評價 ［J］. 生態(tài)毒理學(xué)報， 2014，9（6）:1041-1052.

Pollution characteristics and health risk assessment of VOCs from vehicle exhaust in Nanjing， China.

ZHANG Qi-jun1，WU Lin1， LIU Ming-yue1， FANG Xiao-zhen1， ZHANG Jing1， MAO Hong-jun1*， SHAO Min2， LU Si-hua2（1.Urban Transport Emission Control Research Centre， College of Environmental Science and Engineering， Nankai University， Tianjin 300071， China；2.State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control， College of Environmental Sciences， Peking University， Beijing 100871， China）. China Environmental Science， 2016，36（10）：3118～3125

In order to study volatile organic compounds （VOCs） from vehicle emissions impact on the environment and people health， a tunnel test was conducted the Fu Gui Mountain tunnel in Nanjing， China. The ambient level and composition characteristics， temporal variation characteristics， and chemical reactivity of VOCs were studied. The health risk of VOCs in the tunnel in the study area was assessed by using the international recognized health risk assessment method （US EPA）. A total of 97VOC species were quantified in the samples collected at the entrance and exit of tunnel. The total concentrations of VOCs at the entrance and the exit were （87.28±7.08）μg/m3and （225.63±59.19）μg/m3，respectively. The alkanes and aromatics concentration were the most abundant VOCs in the exit. The ozone formation potentials at the entrance and exit of tunnel were 101.48μg O3/m3and 402.01μg O3/m3. Health Risk assessment showed that the hazard quotient （HQ） of 14major VOCs were between 8.07×10-5～ 2.66×10-1in the entrance， but the HQ in the exit was in the range of 3.18×10-4～ 2.92×10-1. The non-carcinogenic hazard risk index （HI） at the tunnel entrance and exit were both less than 1， which were non-carcinogenic to human body. However， 5VOCs are carcinogenic to human body， such as 1，3-butadiene， chloroform， carbon tetrachloride， benzene and 1，1，2-trichloroethane which have a significant impact on human health.

tunnel test；vehicle emissions；volatile organic compounds （VOCs）；health risks；ozone formation potentials

X511，X503.1

A

1000-6923（2016）10-3118-08

張啟鈞（1988-），男，山西襄汾人，南開大學(xué)博士研究生，主要從事機(jī)動車尾氣成分譜研究.

2016-03-06

科技部科技基礎(chǔ)性工作專項（2013FY112700）；中歐中小企業(yè)節(jié)能減排科研合作項目（SQ2013ZOA100003）

* 責(zé)任作者， 教授， HongjunM@nankai.edu.cn