广西北部湾经济区空气中挥发性有机物污染现状分析

摘要

挥发性有机物(VOCs)是空气中较为普遍存在且成分复杂的有机污染物，在空气中会和其他污染物如颗粒物等发生化学反应，产生二次污染物，是形成酸雨、光化学烟雾及雾霾等污染的主要原因之一。本文以广西北部湾经济区中的4个城市（南宁市，北海市，钦州市以及防城港市）为研究对象，采用热脱附-气相色谱质谱联用法对环境空气样品进行定性和定量的分析测试，系统研究了这4个市的城市区域、工业区和郊区环境空气中VOCs的污染现状;对该区域大气里所含VOCs的排放源开展了简要分析;分析了空气中VOCs在空间上的分布特征和时间上的变化特点;应用国际公认的方法对VOCs的健康风险进行评价。论文主要研究成果如下:
　　(1)按照标准方法规范(HJ644-2013)的要求，结合实验室的实际情况，对具体分析条件进行了确认，测定22种挥发性有机物在一定浓度范围内校准曲线线性良好，相关系数(r2)在0.984～1.000之间。检出限在0.1～0.8μg·m-3。各组分加标回收率为99.0～108％，相对标准偏差均小于或等于8.9％。
　　(2)北部湾经济区空气中VOCs总浓度为1.8～31.2μg·m-3，各市浓度均值排序结果:南宁市(14.2μg·m-3)＞防城港市(13.9μg·m-3)＞钦州市(9.8μg·m-3)＞北海市(6.1μg·m-3)。苯系物占各测点空气中VOCs总浓度的79.2～100％，是空气中VOC主要特征污染物。其中甲苯的含量最大，占各市VOCs总浓度的33％～49％。
　　(3)北部湾经济区空气中VOCs空间变化特征表现出显著的内陆高，沿海低，市区高，郊区低的趋势。北部湾经济区四个城市的不同功能区空气中VOCs浓度的变化趋势为城市区域（17.5μg·m-3）＞工业区域(9.72μg·m-3)＞郊区(4.32μg·m-3)。城市区域和工业区域空气中VOCs平均浓度均显示出由西向东递减，由内陆向沿海递减的规律。北部湾经济区四市空气中VOCs浓度2014年显著高于2009年。2014年，南宁市空气中VOCs浓度按照冬季、春季、夏季和秋季的顺序逐渐升高;2015年南宁市空气中VOCs浓度逐渐下降，冬季和春季最高，夏季最低，秋季略有反弹，但高度有限。
　　(4)北部湾经济区的南宁、北海、钦州和防城港4市空气中VOCs的健康风险评价结果较为一致，各类物质对人体的非致癌风险不大。北部湾经济区空气中四氯乙烯的致癌风险值均小于1×10-6，表明致癌风险不大;检出的三氯甲烷、1，2-二氯乙烷和苯的浓度对应的致癌风险值均在1×10-6～1×10-4之间，不存在显著致癌风险。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 空气中的挥发性有机物

1．1．1 有关空气中VOCs的定义

1．1．2 空气中VOCs的来源

1．1．3 分布特征与影响因素

1．1．4 VOCs对身体健康的影响

1．2 采样及分析方法

1．2．1 采样方法

1．2．2 分析方法

1．3 健康风险评价

1．4 本文研究的目的与意义

第二章 样品的采集

2．1 采集点位

2．2 采集仪器和设备

2．3 样品的采集和保存

2．4 质量保证

2．5 本章小结

第三章 样品分析方法

3．1 仪器和试剂

3．2 分析方法

3．2．1 定性分析

3．2．2 定量分析

3．3 仪器条件

3．3．1 热脱附条件的选择

3．3．2 色谱条件的选择

3．3．3 质谱条件选择

3．3．4 线性关系及检出限

3．3．5 精密度及回收率

3．3．6 实际样品测定结果

3．4 本章小结

第四章 挥发性有机物的污染现状及来源初探

4．1 北部湾经济区空气中VOCs的污染水平

4．1．1 南宁市空气中VOCs浓度

4．1．2 北海市空气中VOCs浓度

4．1．3 钦州市空气中VOCs浓度

4．1．4 防城港市空气中VOCs浓度

4．2 VOCs的空间分布特征

4．2．1 各市浓度分布特征

4．2．2 区域浓度分布特征

4．2．3 区域浓度分布差异原因分析

4．3．VOCs时间变化特征

4．3．1 成分及来源随时间变化特征

4．3．2 浓度随时间变化特征

4．3．3 南宁市空气中VOCs季节变化特征分析

4．4 北部湾经济区PM2．5和O3变化特征

4．5 VOCs来源初探

4．5．1 基于浓度分布的来源分析

4．5．2 基于的成分浓度关系的来源分析

4．5．3 基于工业分布的来源分析

4．5．4 基于交通运输来源分析

4．6 本章小结

第五章 挥发性有机物的健康风险评价

5．1 健康风险评价方法

5．2 结果与讨论

5．2．1 南宁市评价结果

5．2．2 北海市评价结果

5．2．3 钦州市评价结果

5．2．4 防城港市评价结果

5．2．5 北部湾经济区空气中VOCs健康风险分析

5．3 小结

第六章 空气中挥发性有机物控制对策及措施

6．1 移动源VOCs排放的控制

6．1．1 机动车VOCs排放的控制

6．1．2 轮船和飞机VOCs排放的控制

6．2 固定源VOCs的排放控制

6．2．1 生活源VOCs排放的控制

6．2．2 工业源VOCs排放的控制

6．3 小结

第七章 研究结论及展望

7．1 研究结论

7．1．1 确认了广西空气中VOCs的测定方法

7．1．2 北部湾经济区空气中VOCs污染物浓度

7．1．3 北部湾经济区空气中VOCs分布特征

7．1．4 北部湾经济区空气中VOCs健康风险

7．2 展望

7．2．1 进一步深入开展空气中VOCs的污染现状调查

7．2．2 北部湾经济区空气中VOCs污染采取必要的控制措施

7．2．3 对空气中VOCs的来源、控制及健康风险评价进行深入研究

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况