福州市夏季綠植廣場(chǎng)VOCs 變化特征研究

王艷英，王 成，董建華，董建文，傅偉聰

（1.中國林業(yè)科學(xué)研究院 林業(yè)研究所／國家林業(yè)局森林培育重點(diǎn)試驗(yàn)室／國家林業(yè)局 城市森林研究中心，北京100091；2.溫州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 溫州325006；3.杭州市林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州3100163；4..福州農(nóng)林大學(xué) 園林學(xué)院，福建 福州350002）

城市的跨越式發(fā)展，大氣環(huán)境中有機(jī)揮發(fā)物的污染問題成為城市可持續(xù)發(fā)展面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一，它的成分組成、來源、時(shí)空分布規(guī)律以及對(duì)人們健康的影響毋庸置疑地成為國內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)。中國環(huán)保部在2012年出臺(tái)的《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》中，首次明確提出要控制揮發(fā)性有機(jī)污染物，掌握大氣環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物濃度水平、季節(jié)變化、區(qū)域分布特征，強(qiáng)化有害有機(jī)揮發(fā)物的源頭控制。據(jù)研究表明在北京、上海、廣州等一線城市，人為 源 有 機(jī) 揮 發(fā)物 （volatile organic compounds，VOCs）已經(jīng)成為城市環(huán)境污染的主要組成部分，不僅增加了空氣的毒性，還嚴(yán)重威脅著市民的健康［1-2］。世界衛(wèi)生組織調(diào)查表明，當(dāng)人體長期吸入1 mg·m-3的總揮發(fā)性有機(jī)物時(shí)，致癌風(fēng)險(xiǎn)增加［3］。另外，揮發(fā)性有機(jī)物還是臭氧和二次顆粒物形成的重要前體物之一［4］，參與氧化氮反應(yīng)，影響大氣環(huán)境，達(dá)到一定濃度后對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚、肝臟、腎臟等都有一定的威脅。具體到VOCs的種類，其危害程度也有一定的差異，其中苯、三氯甲烷、四氯乙烯等已被WTO確定為對(duì)動(dòng)物具有致癌和致畸性［5］。美國環(huán)境保護(hù)總署（EPA）將苯 、丁 二 烯、四 氯 乙 烯 、1，4-二氯苯、乙醛、丙烯腈、四氯化碳、甲苯、1，3-二氯丙烯、二氯甲烷、四氯乙烷、甲基叔丁基醚、甲醛這12種列為國家或區(qū)域水平上具有較高健康風(fēng)險(xiǎn)的有毒空氣污染物［6］。

城市綠地作為城市環(huán)境的生物過濾器，生態(tài)效益體現(xiàn)在大氣、土壤、動(dòng)物、微生物、景觀的各個(gè)方面，并且越來越受到城市規(guī)劃和建設(shè)者的重視［7］，目前國內(nèi)外對(duì)城市綠地有機(jī)揮發(fā)物的研究主要以單一植物揮發(fā)物的成分、變化規(guī)律等為主［8-10］，對(duì)多種植物相互組合所釋放的VOCs對(duì)環(huán)境所發(fā)揮的作用研究的比較少。針對(duì)城市綠地的緩解熱島效應(yīng)［11］、固碳釋氧［12-13］、降低噪音［14］等方面研究得比較多，但對(duì)城市綠地抗污染效應(yīng)的研究還比較少，尤其是以人體健康為主導(dǎo)減少城市大氣環(huán)境污染的生態(tài)功能方面還有待于深入研究。

福州市作為中國的東南沿海城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，近年來隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市水泥化、建筑密集化現(xiàn)象嚴(yán)重，并且機(jī)動(dòng)車輛驟增，給城市環(huán)境承載力帶來了很大的挑戰(zhàn)。另外，福州市區(qū)地處閩江下游河口盆地，四周被群山峻嶺所環(huán)抱，大氣擴(kuò)散條件不佳，使四面八方的污染物向市中心聚集，加重了城市的污染，使福州市大氣污染呈現(xiàn)出從“煤煙型污染”到“煤煙和機(jī)動(dòng)車尾氣并重型污染”狀況［15］。通過綠化改造近年來五一廣場(chǎng)已經(jīng)成為福州市市民休閑游憩的重要地段，所以以五一廣場(chǎng)為研究對(duì)象，對(duì)福州大氣環(huán)境中有機(jī)揮發(fā)物種類和數(shù)量，各類揮發(fā)物的變化規(guī)律進(jìn)行研究，從而揭示綠化植被對(duì)城市大氣環(huán)境改善的作用，為城市森林的綠化建設(shè)提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究地點(diǎn)選在福州市鼓樓區(qū)五一廣場(chǎng)，其位于福州市最中心的于山南麓，方形結(jié)構(gòu)，占地面積7萬m2，歷史悠久，成為人民游覽和休憩的大廣場(chǎng)，也是福州“榕城”的顯著地標(biāo)之一。因?yàn)槲挥谑兄行姆比A地段，四周貫通城市交通干道，其中北側(cè)為主干道古田路，南側(cè)為次干道廣場(chǎng)南路，東西兩側(cè)分別為次干道海底支路和廣達(dá)路，據(jù)統(tǒng)計(jì)，五一廣場(chǎng)東西向主干道古田路早晚高峰時(shí)段車流量每小時(shí)可達(dá)3 000輛。廣場(chǎng)周圍服務(wù)設(shè)施健全，有福州人民會(huì)堂、福州大劇院、福建科技館等大型標(biāo)志性建筑。另外現(xiàn)廣場(chǎng)綠化面積31 373m2，北側(cè)鋪有大面積帶狀草坪，草坪面積達(dá)2萬m2，其余地方下墊面均為硬質(zhì)水泥材料，廣場(chǎng)四周廣植亞熱帶觀賞樹木南洋杉（Araucaria cunninghamii）、蒲葵（Livistona chinensis）、假檳 榔 （Archontophoenixalexandrae）、魚 尾 葵（Caryota ochlandra）、棕 櫚 （Trachycarpusfortunei）、白玉蘭（Magnolia denudata）、杧果（Mangifera indica）及榕樹（Ficus microcarpa）等喬木、灌木主要 有 金 邊 黃 楊 （Euonymus Japonicus），杜 鵑（rhododendron）、鴨舌草 （M.vaginalis）、美人蕉（Canna generalis）等，綠化率達(dá)到45%，除四周綠籬外，還有石椅、石桌等園林設(shè)施，成為市區(qū)高密度、高檔次、多層次富有南國特色的中心綠地，也是人民群眾喜愛的游覽憩息場(chǎng)所之一。

2 研究方法

2.1 采樣管的活化

采樣管采用TenaxTA60-80mesh不銹鋼熱解析管，用TP-2040型解析管處理器進(jìn)行老化，每批可同時(shí)老化9根，老化時(shí)間為2h，氮?dú)饬髁吭O(shè)置為60mL·min-1，溫度270℃，活化后的采樣管用黃銅接頭密封并用錫紙包裹放入干燥器中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

2.2 樣品的采集

采樣時(shí)間選擇在2013年8月下旬至9月上旬，排除陰雨大風(fēng)天氣，分別在2013年8月25日、8月26日、8月27日、9月2日和9月5日分別采樣，采樣時(shí)間段的天氣狀況相似，都為多云天氣，氣溫在26℃～30℃，風(fēng)力＜3級(jí)。采樣點(diǎn)的選擇避開早晚市民出入頻繁的廣場(chǎng)入口處，在五一廣場(chǎng)的廣場(chǎng)中心水泥下墊面平行每隔2m設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，重復(fù)設(shè)置3個(gè)。通過開放式采樣的方式，采用QC-I型大氣采樣儀，用1.5m高的三腳架將其固定，采樣流量設(shè)置為100mL·min-1，采樣時(shí)間為1h，每2h采樣1次，分別在7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00、19：00、21：00、23：00、1：00、3：00、5：00 進(jìn) 行采樣，采完樣的Tenax TA 60-80mesh不銹鋼熱解析管用黃銅接頭密封錫紙包裹，放入干燥器中密封保存。

2.3 樣品分析

樣品分析方法采用自動(dòng)熱脫附-氣相色譜／質(zhì)譜聯(lián)用（ATD-GC／MS）技術(shù)。

ATD-GC／MS儀器：美國PerkinElmer公司生產(chǎn) 的 Auto thermal desorber Turbo Matrix 650 ATD、Clarus 600Tgas chromatography、Clarus 600Tmass spectormeter。

ATD主要條件：閥溫230℃，樣品管脫附溫度260℃，傳輸線250℃，捕集阱-25℃～300℃，升溫速率40℃·S-1。出口分流10mL·min-1，入口分流0mL·min-1，注入量9.3%；脫附25mL·min-1，色譜柱流量1.5mL·min-1；干吹1min，脫附10min。

GC工作條件：DB-5／MS柱（30m×0.25mm×0.25μm），通過液氮脫附進(jìn)樣，He載氣；程序升溫為40℃（2min）-5℃·min-1-160℃（3min）-20℃·min-1-270℃（8min）。

MS工作條件：EI源（70ev）；質(zhì)量范圍29～350 amu；GC／MS接口溫度250℃，離子源溫度220℃；檢出電壓400V，發(fā)射電流100μA；全掃描和選擇離子掃描，掃描周期0.3s，質(zhì)譜掃描范圍m／z 29～500。

2.4 數(shù)據(jù)處理

采用NIST2008譜庫，通過人工解析及計(jì)算機(jī)譜庫檢索確定化學(xué)結(jié)構(gòu)，并參考有關(guān)質(zhì)譜資料和化學(xué)詞典，進(jìn)一步對(duì)物質(zhì)進(jìn)行核對(duì)和確認(rèn)。

運(yùn)用總離子流面積歸一法計(jì)算總揮發(fā)物物質(zhì)以及各成分的相對(duì)百分含量。

總揮發(fā)物的相對(duì)濃度／%=（環(huán)境中釋放出的所有有機(jī)揮發(fā)物峰面積之和／樣品管中所有有機(jī)揮發(fā)物峰面積之和）×100

環(huán)境中各揮發(fā)物的相對(duì)濃度／%=（某種揮發(fā)物峰面積／環(huán)境中釋放出的所有揮發(fā)物峰面積之和）×100

3 結(jié)果與分析

3.1 五一廣場(chǎng)環(huán)境空氣中VOCs總體特征

五一廣場(chǎng)大氣環(huán)境中共檢測(cè)出有機(jī)揮發(fā)物219種，其中烷烴類45種、烯烴類17種、醇類15種、醛類16種、酮類12種、酸類11種、酯類29種、芳香烴類31種，其他類43種。每類物質(zhì)的相對(duì)含量占總揮發(fā)物有機(jī)物含量的百分比分別為：12.85%、5.79%、12.28%、6.78%、4.93%、5.63%、16.59%、29.58%、5.95%，相對(duì)含量最大的為芳香烴類，最小的為酸類。主要成分組成為烷烴、醇類、酯類、芳香烴類等，主要成分的相對(duì)百分含量之和在70%以上。烷烴類物質(zhì)主要是C7-C26的支鏈或者直鏈烷烴，相對(duì)含量和出現(xiàn)頻率較高的烷烴為壬烷、癸烷、庚烷、十六烷等。烯烴類物質(zhì)中主要是對(duì)人體有益的萜烯類，五一廣場(chǎng)大氣環(huán)境中共檢測(cè)出萜烯類物質(zhì)8種，分別為蒎烯、莰烯、右旋檸檬烯、雪松烯等。醇類物質(zhì)的種類不多，并且除了2-乙基-1-己醇和三聯(lián)苯醇類在1d中出現(xiàn)頻率比較高外，其余醇類出現(xiàn)頻率皆不高。酮、酸、酯類這3類含氧有機(jī)物，種類相差不大，其中酮類在1d中出現(xiàn)頻率較高的物質(zhì)為環(huán)己酮和3，5，5-三甲基-2-環(huán)己烯酮，酸類出現(xiàn)頻率比較高的物質(zhì)為1-乙酸丁酸酯醋酸和苯二羧酸類物質(zhì)，酯類中出現(xiàn)頻率較高的物質(zhì)為乙酸乙酯和鈦酸二丁酯。其他類物質(zhì)主要包括鹵代烷、芴類、茚類、呋喃類等。根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)總署（EPA）所規(guī)定的國家或區(qū)域水平上具有較高健康風(fēng)險(xiǎn)的12種有毒空氣污染物，五一廣場(chǎng)大氣環(huán)境中共檢測(cè)出5種，分別是苯、四氯乙烯、1，4-二氯苯、甲苯、二氯甲烷。綜上所述，從相對(duì)含量和種類來看，烷烴類和芳香烴、含氧有機(jī)物是本區(qū)域大氣環(huán)境中有機(jī)揮發(fā)物較為豐富的成分。

3.2 總VOCs的相對(duì)含量及數(shù)目的日變化規(guī)律

總揮發(fā)物濃度變化趨勢(shì)呈現(xiàn)“W”形（圖1），7：00是揮發(fā)物濃度的最高值，晝夜分別出現(xiàn)1個(gè)低谷，白天的最低值出現(xiàn)在13：00（52.37%），最低值出現(xiàn)在1：00（20.18%），并且1：00為總揮發(fā)物的濃度日變化中的極低值，這與夜間車流、人流減少，大氣逆溫層導(dǎo)致有機(jī)揮發(fā)物擴(kuò)散有很大的關(guān)系。其余時(shí)間點(diǎn)有機(jī)揮發(fā)物濃度都在70%以上，變化平緩?？傆袡C(jī)揮發(fā)物種類數(shù)量變化范圍在40～80之間，一天中出現(xiàn)3個(gè)高峰值，分別為7：00、21：00和3：00，凌晨5：00是有機(jī)揮發(fā)物種類的最低點(diǎn)，只有40種。其余時(shí)間段種類數(shù)量變化較平緩，日變化中5：00種類數(shù)目的最低，7：00達(dá)到最高點(diǎn)，期間的人為活動(dòng)起到了很重要的作用?？倱]發(fā)物濃度和數(shù)目的日變化沒有顯著的此消彼長或者此長彼長的關(guān)系，可見相對(duì)含量和數(shù)目之間沒有直接的相關(guān)性，變化趨勢(shì)不一致，并不是種類數(shù)目越多，其濃度值越大。

圖1 總VOCs的相對(duì)含量及數(shù)目日變化Fig.1 Diurnal variations of concentrations and the number of total VOCs

3.3 VOCs各組分濃度和種類的日變化規(guī)律分析

各類揮發(fā)物在1天中各個(gè)時(shí)間段的分布狀況有顯著的變化（圖2）。烷烴主要集中在13：00-21：00之間，烯烴在夜間的相對(duì)含量普遍稍高，白天相對(duì)含量普遍很低，高峰值出現(xiàn)在凌晨5：00，此刻的烯烴相對(duì)含量是其他時(shí)間段的5～50倍。醇類物質(zhì)主要集中在7：00-15：00、3：00，其中3：00達(dá)到峰值，相對(duì)含量達(dá)到30.14%。酮類物質(zhì)的釋放主要集中在7：00-11：00和19：00-23：00，濃度1天中的最高值出現(xiàn)在9：00。醛類物質(zhì)的釋放量在1天中的波動(dòng)不大，15：00稍高，為10.25%。酸類物質(zhì)的峰值出現(xiàn)在7：00和15：00，5：00-7：00之間的波動(dòng)最大，5：00幾乎沒有酸類物質(zhì)的產(chǎn)生。酯類物質(zhì)的釋放主要集中在11：00-13：00和1：00-5：00。芳香烴是各個(gè)時(shí)間段釋放的主要物質(zhì)，在每個(gè)時(shí)間段的相對(duì)含量都很高，其中17：00-1：00之間相對(duì)含量都在45%以上。其他類物質(zhì)主要包括鹵代烷類、呋喃類、芴類、硅類等物質(zhì)，夜間相對(duì)含量稍微高于白天。以上分析表明，各類揮發(fā)物的相對(duì)和出現(xiàn)時(shí)段在1天中不同時(shí)段有顯著的差異，芳香烴在各個(gè)時(shí)間段所占的比重都較大，每類物質(zhì)高峰出現(xiàn)時(shí)段集中在7：00-11：00的較多。

圖2 各類揮發(fā)物相對(duì)濃度日變化Fig.2 Diurnal variations of different concentrations

不同類型揮發(fā)物數(shù)目的日變化如表1所示，烷烴和芳香烴的數(shù)目變化較平緩，烷烴最大值出現(xiàn)在7：00和15：00左右，5：00數(shù)目最少，芳香烴的數(shù)目除了在9：00至15：00之間略有減少以外，其余時(shí)間段十幾種芳香烴穩(wěn)定存在。醇、酮、醛類含氧有機(jī)物質(zhì)數(shù)目的變化趨勢(shì)基本上呈現(xiàn)出白天大于夜間的規(guī)律，酸類物質(zhì)夜間出現(xiàn)數(shù)目最少，5：00酸類物質(zhì)消失。綜上所述，各類物質(zhì)在1天每個(gè)時(shí)間段都存在，烷烴和芳香烴類物質(zhì)存在有機(jī)揮發(fā)物數(shù)目多，存在時(shí)間長，含氧類有機(jī)揮發(fā)物醇、醛、酮、酸等物質(zhì)在大氣中穩(wěn)定性差，反應(yīng)活性強(qiáng)，存在時(shí)間短，呈現(xiàn)出白天數(shù)目大于夜間。

表1 五一廣場(chǎng)環(huán)境中不同類型揮發(fā)物種類數(shù)量日變化Table 1 The diurnal variation of the number of different types of volatile in Wuyi Square

表2 五一廣場(chǎng)大氣環(huán)境中主要VOCs物質(zhì)日變化Table 2 The diurnal variations of the main VOCs in Wuyi Square atmospheric environment %

3.4 五一廣場(chǎng)主要揮發(fā)性有機(jī)物相對(duì)含量日變化及來源解析

大氣中揮發(fā)物的來源主要有2部分，人為源和生物源，人為源主要包括汽車尾氣、化工業(yè)、工廠排放和燃料燃燒，生物源主要包括植物和生物，生物源以植物釋放的有機(jī)揮發(fā)物為主。研究表明，僅運(yùn)用總量綜合指標(biāo)不能明確地反映有機(jī)揮發(fā)物的來源和貢獻(xiàn)［16］，相對(duì)含量的變化能很好地顯示源排放的特點(diǎn)。表2中所列有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)為五一廣場(chǎng)環(huán)境中1天中出現(xiàn)頻率較高、相對(duì)含量比較大的物質(zhì)，通過這些物質(zhì)的相對(duì)含量變化來解析福州市大氣環(huán)境中有機(jī)揮發(fā)物的來源情況。

苯系物的含量反映了城市汽車尾氣的污染狀況，J.Bailey［17］等的研究表明單環(huán)芳烴和低碳數(shù)鏈烴是汽車尾氣的VOCs的組成。其中苯和甲苯的比值通常在0.5左右，代表機(jī)動(dòng)車尾氣的排放特征［18］，比值偏小，說明除了機(jī)動(dòng)車尾氣外還有其他的來源［19］。本研究中，苯／甲苯的比值在0～0.22之間，平均值為0.16，說明五一廣場(chǎng)大氣環(huán)境中苯系物來源除了機(jī)動(dòng)車尾氣，還有其他來源。苯系物（苯、甲苯、臨、間、對(duì)-二甲苯）在5：00和7：00，17：00到1：00之間濃度相對(duì)較高，早晨因?yàn)樯习喔叻?，車流量和逆溫層的雙重作用導(dǎo)致苯系物含量出現(xiàn)高峰值，9：00-15：00之間車流量變小，同時(shí)大氣逆溫層被破壞，在一定程度上增強(qiáng)了大氣污染物的擴(kuò)散，17：00之后，下班高峰的輪番出現(xiàn)又導(dǎo)致了苯系物的增加，并且19：00之后，五一廣場(chǎng)納涼、鍛煉的市民急劇增多，汽車尾氣排放的苯系物由于大氣流通性差，苯系物集聚，濃度又出現(xiàn)峰值，高濃度的苯系物暴露也是大多數(shù)城市存在的普遍問題。C3～C6的烷烴主要與交通工具的尾氣排放未完全燃燒有關(guān)［20］，五一廣場(chǎng)的主要烷烴揮發(fā)物碳原子數(shù)都大于6，其變化規(guī)律特點(diǎn)為隨時(shí)間的推移，百分含量螺旋式降低，在9：00、15：00和21：00分別出現(xiàn)小高峰，說明烷烴來源于汽車尾氣的相對(duì)含量比較少。單萜類物質(zhì)的主要來源于天然源植物的釋放，它的日變化規(guī)律為白天釋放值較少，夜晚釋放量增加，5：00達(dá)到最高峰（19.88%），這與單萜類物質(zhì)的釋放不依賴于光，單萜類物質(zhì)在植物體內(nèi)有特殊的貯藏結(jié)構(gòu)，它的揮發(fā)來源于貯藏庫，有一定的節(jié)律變化有關(guān)。含氧有機(jī)揮發(fā)物中壬醛、癸醛屬于C8以上的醛類物質(zhì)，在一天中各個(gè)時(shí)間段都有分布，其中11：00-13：00和19：00-21：00相對(duì)含量較高，具有花香和水果香味，可以使人嗅聞后產(chǎn)生愉悅的意識(shí)。相對(duì)含量比較高的有機(jī)酸類物質(zhì)（1-乙酸丁酸酯醋酸，二異辛基-1，2-苯二羧酸），分別集中出現(xiàn)在17：00-21：00和7：00，這些有機(jī)酸類物質(zhì)的出現(xiàn)對(duì)酸化空氣環(huán)境，而起到抑菌的作用，這些物質(zhì)主要來源于植物花、葉、果的釋放。鹵代烴物質(zhì)的出現(xiàn)時(shí)間主要集中在9：00和17：00-21：00，四氯化烯只在9：00檢測(cè)到，這2類物質(zhì)的出現(xiàn)與交通高峰時(shí)間段相吻合，可以看出主要來源于汽車尾氣排放。

綜上所述，五一廣場(chǎng)大氣環(huán)境中苯系物和鹵代烴類物質(zhì)主要來自于汽車尾氣，少量來自于周圍賓館、商場(chǎng)等公共設(shè)施的溶劑揮發(fā)，植物所釋放的有機(jī)揮發(fā)物對(duì)五一廣場(chǎng)的大氣環(huán)境主要有機(jī)揮發(fā)物貢獻(xiàn)值很大，廣場(chǎng)綠植一定程度上改善了廣場(chǎng)大氣環(huán)境。

4 結(jié)論與討論

4.1 VOCs組成種類和相對(duì)含量

從全球尺度來看，植物排放的VOCs占全球排放VOCs的90%［21］，五一廣場(chǎng)共檢測(cè)中揮發(fā)物種類219種，包括烷烴、烯烴、醇、酮、醛、酸、酯等物質(zhì)，在空氣中的組成比較豐富。將五一廣場(chǎng)環(huán)境中的有機(jī)揮發(fā)物種類和相對(duì)含量與國內(nèi)大中型城市相比較，一方面種類相對(duì)較多，2004年北京108種［22］、2010年天津62種［23］、2010年上海56種［24］、2003年廣州56種［25］、2011年沈陽108種［26］等，這些城市檢測(cè)出的揮發(fā)物種類都比五一廣場(chǎng)中要少，可見植物釋放出的有機(jī)揮發(fā)物種類豐富了五一廣場(chǎng)環(huán)境中的有機(jī)揮發(fā)物，影響了福州區(qū)域環(huán)境的大氣有機(jī)揮發(fā)物成分的組成，另一方面北京、上海、廣州、沈陽等這些城市中VOCs種類組成主要是鹵代烷和烷烴類，不含有萜烯類和有機(jī)酸類物質(zhì)，并且醇類、酯類、醛類物質(zhì)的種類非常少［27］。福州市五一廣場(chǎng)烷烴類、烯烴類、醇類、醛類、酮類、酸類、酯類、芳香烴類，其他類。每類物質(zhì)的相對(duì)含量占總揮發(fā)物有機(jī)物含量分別為：12.85%、5.79%、12.28%、6.78%、4.93%、5.63%、16.59%、29.58%、5.95%，北京市大氣環(huán)境中飽和烷烴、芳香烴、烯烴所占比例分別為47.1%、31%、21.7%，且烯烴主要為C3～C5的烯烴，這些烯烴主要來源于機(jī)動(dòng)車的排放，洪蓉［28］對(duì)采用開放式采樣的方式對(duì)北京植物園內(nèi)的路邊、針闊疏林區(qū)和松柏園進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物的采集，苯系物相對(duì)含量分別為72.21%、48.52%、31.03%。杭州市隧道烷烴和芳香烴所占百分含量分別為42%和31%，快速車道和主干道的烷烴相對(duì)含量也都超過35%。沈陽大氣環(huán)境中苯系物占到61%，烷烴類占到39%，所以相比較而言，福州五一廣場(chǎng)的有機(jī)揮發(fā)物種類豐富，并且來源于機(jī)動(dòng)車尾氣等人為源污染的烷烴、芳香烴等物質(zhì)所占比例偏低。

4.2 VOCs變化規(guī)律與市民出行

對(duì)于以工業(yè)源和交通源為主要來源的有機(jī)揮發(fā)物，其日變化規(guī)律呈現(xiàn)出早八晚五的趨勢(shì)，即揮發(fā)物各組分在8：00和17：00點(diǎn)出現(xiàn)高峰值［29］。植物排放的VOCs的速率主要受光照和溫度的影響［21］，王志輝［30］對(duì)北京油松、側(cè)柏和中國槐的有機(jī)揮發(fā)物釋放規(guī)律研究結(jié)果表明，異戊二烯和單萜類物質(zhì)的排放存在明顯的日變化特征，呈拋物線形，中午達(dá)到最高值。五一廣場(chǎng)的萜烯類物質(zhì)高峰值出現(xiàn)在5：00左右，這與王志輝的研究結(jié)果不同，造成這種現(xiàn)象的原因可能是由于單帖類物質(zhì)特殊的儲(chǔ)存部位和人為干擾有關(guān)，關(guān)于這部分的機(jī)理研究還有待于進(jìn)一步深入。

從有機(jī)揮發(fā)物對(duì)人體的影響來看，有些物質(zhì)對(duì)人體的危害比較大，如苯、甲苯、乙苯作為美國環(huán)保署制定的大氣有毒污染物中優(yōu)先控制的物質(zhì)，不僅影響空氣質(zhì)量，而且對(duì)人體的健康有毒害作用［22］，同時(shí)也是目前研究比較廣泛的一類化合物，芳香烴主要對(duì)人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用，苯的毒性最強(qiáng)。也有些物質(zhì)有益于人體的健康，主要來源于植物源的揮發(fā)物釋放，釋放出來的物質(zhì)按照化學(xué)結(jié)構(gòu)類型主要分為萜類、烷烴、烯烴、醇類、酯類和羧基類物質(zhì)等［31］，其中的萜烯類物質(zhì)由呼吸道進(jìn)入肺部，具有促進(jìn)血液循環(huán)、加快新陳代謝、刺激神經(jīng)、消除疲勞、增強(qiáng)體力等功效［32］，植物有機(jī)揮發(fā)物中的萜烯類具有的保健功能，能夠?qū)θ梭w的心理和生理產(chǎn)生影響，環(huán)境中的酯類、醛類、酮類物質(zhì)可以讓人產(chǎn)生心曠神怡的感覺，如辛醛、壬醛、癸醛、十一醛、十三醛、苯甲醛、苯乙醛、乙酸乙酯等，壬醛稀釋時(shí)具有橙子及玫瑰香調(diào)，辛醛帶有茉莉氣息，癸醛稀釋時(shí)有類似甜橙油和玫瑰的強(qiáng)烈香氣［33-34］。所以根據(jù)以上研究，市民在廣場(chǎng)的游憩鍛煉等活動(dòng)應(yīng)該避開污染有毒揮發(fā)物聚集時(shí)段，選在對(duì)人體健康有益揮發(fā)物成分釋放的時(shí)間段出行。避開上下班高峰時(shí)段，鍛煉選在7：00前、11：00-13：00、21：00-1：00，其余時(shí)間段有毒有機(jī)揮發(fā)物相對(duì)含量相應(yīng)較高。

4.3 廣場(chǎng)綠植對(duì)改善大氣環(huán)境的作用

植物所釋放到大氣環(huán)境中的VOC不僅可以改變環(huán)境的空氣組分，而且還能改善空氣質(zhì)量。以城市大氣環(huán)境中芳香烴、烷烴、鹵代烴等對(duì)人體有害的物質(zhì)在總揮發(fā)物中所占比例為對(duì)照，天津市芳香烴、烷烴、鹵代烴這3類物質(zhì)所占比例為83%［23］，北京市大氣環(huán)境中烷烴、芳香烴、烯烴的相對(duì)含量為99.8%［22］，沈陽市烷烴、烯烴、芳香烴、鹵代烴相對(duì)含量占到80.1%［26］，杭州市隧道中僅烷烴和芳香烴的相對(duì)含量就已經(jīng)超過70%［35］，在交通繁忙的街道，烷烴和芳烴的相對(duì)含量超過總揮發(fā)物的80%［36］，在本研究中，烷烴、芳烴、其他類物質(zhì)的相對(duì)含量僅僅占總揮發(fā)物的51%，說明植物揮發(fā)性有機(jī)物釋放到空氣中，明顯影響環(huán)境的空氣組分。多種植物所釋放的VOCs相互作用，可能能起到很好的改善環(huán)境的效果，從而形成健康穩(wěn)定的具有保健功能的城市綠地，擴(kuò)大城市綠地面積和加強(qiáng)城市森林建設(shè)成為緩解城市大氣污染的途徑之一。

［1］ 魏巍.中國人為源揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)［D］北京：清華大學(xué)，2009.

［2］ 王玲玲，王瀟磊，南淑清，等.鄭州市環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的組成及分布特點(diǎn)［J］.中國環(huán)境監(jiān)測(cè)，2008，24（4）：66-69.WANG L L，WANG X L，NAN S Q，et al.The composition and distribution of VOCs in the atmosphere of Zhengzhou［J］.Environmental Monitoring in China，2008，24（4）：66-69.（in Chinese）

［3］ H.U.WANNER，M.KUHN.Indoor air pollution by building materials Environ［J］.International，1986，12（1／4）：311-315.

［4］ 張遠(yuǎn)航，邵可聲，唐孝炎.中國城市光化學(xué)煙霧污染研究［J］.北京大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1998，34（2／3）：392-400.ZHANG Y H，SHAO K S，TANG X Y.The study of urban photochemical smog pollution in China［J］.Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis，1998，34（2／3）：392-400.（in Chinese）

［5］ BARTEL THU NT S L，BURNSS E，SM ITH J A.Nonionic organic solute sorption on to two organ ob entonit es as a function of org anic carbon content［J］.Journa l of Colloid and Interface Science，2003，266（2）：251-258.

［6］ 陳穎，李麗娜，楊常青，等.我國VOC類有毒空氣污染物優(yōu)先控制對(duì)策探討［J］.環(huán)境科學(xué)，2011（12）：3469-3475.CHEN Y，LI L N，YANG C Q，et al.Countermeasures for priority control of toxic VOC pollution［J］.Environmental Science，2011（12）：3469-3475.（in Chinese）

［7］ 李鋒，王如松.城市綠色空間生態(tài)服務(wù)功能研究進(jìn)展［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15（3）：527-531 LI F，WANG R S.Research advance in ecosystem service of urban green space［J］.Chinese Journal of Applied Ecology ，2004，15（3）：527-531（in Chinese）

［8］ 李娟，王成，彭鎮(zhèn)華，等.側(cè)柏春季揮發(fā)物濃度日變化規(guī)律及其影響因子研究［J］.林業(yè)科學(xué)研究，2011，24（1）：82-90.

［9］ 吳學(xué)文，熊艷，游奎一.樟樹葉揮發(fā)性成分研究［J］.廣西植物，2011，31（1）：139-142.

［10］ 楊偉偉，王成，郄光發(fā)，等.北京西山春季側(cè)柏游憩林內(nèi)揮發(fā)物成分及其日變化規(guī)律［J］.林業(yè)科學(xué)研究，2010，23（3）：462-466.

［11］ 王劍強(qiáng)，王志泰.基于緩解城市熱島效應(yīng)的山地城市生態(tài)斑塊研究-以貴州省貞豐縣為例 ［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，29（2）：232-236.WANG J Q，WANG Z T.Mountainous urban ecological plaques based on relieving heat island-a case studying in Zhenfeng Country，Guizhou Province［J］.Journal of North-west Forestry University，2014，29 （2）：232-236.（in Chinese）

［12］ 黃延梅，章銀柯，郭超，等.杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)10種園林樹種固碳釋氧效益研究 ［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，28（4）：209-212.HUANG Y M，ZHANG Y K，GUO C，et al.Carbon fixation and oxygen release capabilities of 10garden plants in the West lake scenic area in Hangzhou［J］.Journal of Northwest Forestry University，2013，28 （4）：209-212.（in Chinese）

［13］ 韓煥金.城市綠化植物的固碳釋氧效應(yīng)［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，33（5）：68-70.HAN H J.Effect of carbon fixation and oxygen release about urban greening plants［J］.Jouranal of Northeast Forestry U-niversity，2005，33（5）：68-70.（in Chinese）

［14］ 張明麗，胡永紅，秦俊.城市植物群落的減噪效果分析［J］.植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2006，15（2）：25-28.

［15］ 陳郁青.福州市區(qū)大氣污染特征及防治對(duì)策研究［D］福州：福建師范大學(xué)，2001.

［16］ 王伯光，祝昌鍵，俞開衡，等.廣州地區(qū)環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物［J］.廣州環(huán)境科學(xué)，1999，14（2）：9-12.

［17］ BAILEY J，SCHMIDL B，WILLIAMS M.Speciated hydrocarbon emissions from vehicles operated over the normal speed range on the road［J］.Atmospheric Environment，1990，24（1）：43-52.

［18］ NELSON P F，QUIGLEY S M.The hydrocarbons compositions of exhaust emitted from gasoline fueled vehicles［J］.Atmospheric Environment，1984，18（1）：79-87.

［19］ ANDREAE M O，MERLET P.Emission of trace gases and aerosols from biomass burning［J］.Global Biogeochemical Cycles，2001，15（4）：955-966.

［20］ GUO H，WANG T，LOU IE PK K.Source apportionment of ambientnon methanehy drocarbons in Hong Kong：application of aprincipal component analysis（PCA）／a b solute principal component scores（APCS）receptor model［J］.Environmental Pollution，2004，129（3）：489-498.

［21］ GUENTHER A，ERICKSON D，F(xiàn)ALL R，et al.global model of natural volatile organic compound-emissions［J］.Journal of Geophysical Research，1995，100：8873-8892.

［22］ 張靖，邵敏，蘇芳.北京市大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的組成特征［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2004，17（5）：1-5.

［23］ 魏恩棋，時(shí)庭銳，李利榮.天津市大氣中揮發(fā)物有機(jī)物的組成及分布特點(diǎn)［J］.中國環(huán)境監(jiān)測(cè)，2010，26（4）：4-8.

［24］ 王紅麗，陳長虹，黃成，等.上海市城區(qū)春節(jié)和“五一”節(jié)期間大氣揮發(fā)性有機(jī)物的組成特征［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（9）：1749-1757.WANG H L，CHEN C H，HUANG C，et al.Characterization of volatile organic compounds（VOCs）around the Chinese SpringFestival and International labour day in the urban area of Shanghai，China［J］.Acta Circumstantiae，2010，30（9）：1749-1757.（in Chinese）

［25］ 陳洪偉，李攻科，李核，等.廣州地區(qū)大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的污染狀況［J］.環(huán)境化學(xué)，2003，22（1）：89-92.

［26］ 劉雅婷，彭躍，白志鵬，等.沈陽市大氣揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染特征［J］.環(huán)境科學(xué)，2011，32（9）：2777-2785.LIU Y T，PENG Y，BAI Z P，et al.Air pollution due to volatile organic compounds in Shenyang Area［J］.Environmental Science，2011，32（9）：2777-2785.（in Chinese）

［27］ 曹文文，史建武，韓斌，等.我國北方典型城市大氣中VOCs的組成及分布特征［J］.中國環(huán)境科學(xué)，2012，32（2）：200-206.CAO W W，SHI J W，HAN B，et al.Composition and distribution of VOCs in the ambient air of typical cities in Northern of China［J］.China Environmental Science，2012，32（2）：200-206.（in Chinese）

［28］ 洪蓉.北京植物園空氣揮發(fā)物［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2002.

［29］ 王剛.大氣中揮發(fā)性有機(jī)物污染現(xiàn)狀分析［J］.遼寧化工，2012，41（2）：184-186.

［30］ 王志輝，張樹宇，陸思華，等.北京地區(qū)植物VOCs排放速率的測(cè)定［J］.環(huán)境科學(xué)，2003，24（2）：7-12.

［31］ 高巖.北京市綠化樹木揮發(fā)性有機(jī)物釋放動(dòng)態(tài)及其對(duì)人體健康的影響［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2005.

［32］ 石強(qiáng)，余樹全.生態(tài)旅游地的保健功能及其在生態(tài)保健園中的應(yīng)用［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，19（4）：403-407.

［33］ 林翔云.香料香精辭典［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

［34］ 凌關(guān)庭.天然食品添加劑手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［35］ 應(yīng)方，包貞，楊成軍，等.杭州市道路空氣中揮發(fā)性有機(jī)物及其大氣化學(xué)反應(yīng)活性研究［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32（12）：3056-3064.YING F，BAO Z，YANG C J，et al.Analysis of volatile organic compounds（VOCs）and their atmospheric chemical reactivity in ambient air around urban traffic roads in Hangzhou［J］.Acta Scientiae Circumstantiae，2012，32（12）：3056-3064.（in Chinese）

［36］ 盛國英，傅家謨，成玉，等.粵港澳地區(qū)大氣中有機(jī)揮發(fā)物初步研究［J］.環(huán)境科學(xué)，1999（4）：6-12.SHENG G Y，F(xiàn)U J M，CHENG Y，et al.Preliminary study on organic pollutants in atmosphere of Guangzhou，Hong Kong and Macao［J］.Environmental Science，1999（4）：6-12.（in Chinese）