春季园林植物VOCs变化规律研究

王茜 王成 张中霞 任彬彬 段敏捷 戴子云

摘要：通过开放式采集法对毛竹林春季VOCs进行了采集并分析，结果表明：从对人体健康影响明显挥发物数量日变化来看，日变化“双峰双谷”型，两个高峰出现在7：00和19：00，值分别为43种和57种，两个低谷期出现在11：00和19：00，值分别为21种和31种。对人体健康有影响挥发物浓度全天在7：00和21：00～23：00的浓度值相对较高，15：00和5：00的浓度值相对其他时间段较低。a-蒎烯、长叶烯等挥发物的浓度高峰期集中在11：00～15：00时间段。

关键词：春季;毛竹林;VOCs;日变化

中图分类号：TU986文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）17-0043-02

1引言

植物挥发物（VOCs）是植物在生长过程中释放出来的小分子化合物，有些成分具有清香的气味，对人体有直接或间接地保健作用。近年来，人们对植物有机挥发物进行了大量的研究，希望通过对其研究，拟创一个更有利人类健康的森林环境。毛竹是我国南方主要的庭院绿化树种，在固碳释氧、防风固沙、调节小气候等方面发挥着巨大的作用，有研究发现，竹叶含有黄铜、多糖、醇、醛等芳香物质，具有抗氧化、杀菌、抗肿瘤等作用，同时竹叶挥发油也是一种很好的天然香料。本研究于春季对毛竹林有机挥发物进行采集，并对其化学组成中对人体健康有影响的挥发物进行分析，为毛竹游憩林的开发和利用提供理论依据。

2研究地概况

采样地位于福州旗山森林公园内，总面积约为3600hm²，夏季降水量占全年的46%，相对湿度年均值范围约75%～88%，属于暖湿的亚热带气候。毛竹林地位于公园西南方向，面积约46hm²，林内以2～5年竹为主，夏季郁闭度约为0.95。地被覆盖植物以山杜鹃、杜茎山等为主。

3研究方法

3.1采集和测定方法

2016年8月上、中、下旬分别选择晴朗无风或微风的天气3天，每天从早7：00～19：00每隔2h采用开放式动态顶空吸附采集法，对毛竹林内的枝叶进行挥发物采集，气体流量设置为100mL/min，采样高度为1.5m人体平均呼吸高度。

3.2挥发物分析方法

挥发物的分析鉴定采用自动热脱附（ATD）一气相色谱（GC）/质谱联用（MS）技术，ATD-GC/MS型号，均由美国VARIAN公司生产。

ATD工作条件：温度一样品管脱附温度260℃，阀温230℃，传输线250℃，捕集阱-25～300～C，升温速率40℃/s;GC工作条件：Elite-5/MS柱的色谱柱，进样通过液氮脱附，He为载气;MS工作条件：EI源，电子能量为70ev;GC/MS接口温度为250℃，离子源温度为190℃，发射电流为100uA。

利用TM Software4.0得到总离子流图，通过计算机检索NIST2008谱库进行确认和筛选各峰代表的化学信息，确定挥VOCs成分，同时计算各成分的相对浓度等。

3.3试验数据计算

采用面积归一化法计算各成分在样品气体中的浓度，具体公式为：

测到该物质的样管数目/该日样管的总数目=某物质出现的概率（1）

植物释放的所有气体峰面积之和/样品所有气体峰面积之和=样品气体中总挥发物的浓度（%）（2）

4結果与分析

4.1对人体健康有影响挥发物数量的日变化

从对人体健康影响明显挥发物数量日变化来看，7：OO～19：00呈“双峰双谷”型，两个高峰出现在7：00和19：00，值分别为43种和57种，两个低谷期出现在11：00和19：00，值分别为21种和31种，且用多重比较单因素方差分析结果显示，两个高峰期分别与两个低谷期差异显著，夜间1：00～3：00对人体健康有影响挥发物数量出现一个小高峰之外，其余时间段数量波动不大，总体来说，白天挥发物数量总数大于夜间挥发物数量总数。从挥发物数量与温度、相对湿度的关系来看，VOCs数量基本与温度呈正比，随着温度的升高，数量变大;而与相对湿度基本成反比，随着相对湿度的增大，数量变小。

4.2对人体健康有影响挥发物浓度的日变化

对人体健康有影响挥发物浓度的日变化波动较缓，全天在7：00和21：00～23：00的浓度值相对较高，值分别为26%、23%和21%，15：00和5：00的浓度值相对其他时间段相对较低，值分别为18%和19%，用多重比较单因素方差分析结果显示，高峰期的两个值与低谷期的两个值差异不显著。从挥发物浓度与温度、相对湿度的关系来看，基本与温度呈正比，与相对湿度呈反比。

4.3对人体健康有利挥发物浓度的日变化

对人体健康有利挥发物a-蒎烯、β-蒎烯、长叶烯、月桂烯、石竹烯等州的浓度高峰期集中在11：00～15：00时间段，其中a-蒎烯的浓度最高值出现在15：OO，β-蒎烯和长叶烯、月桂烯的浓度最高值提前出现2h在13：00，石竹烯的浓度最高值出现在11：00，柠檬烯的浓度最高值出现在9：00，其他烯类物质的浓度日变化较小。

5结果与分析

（1）从对人体健康影响明显挥发物数量日变化来看，7：00～19：00呈“双峰双谷”型，两个高峰出现在7：00和19：00，值分别为43种和57种，两个低谷期出现在11：00和19：00，值分别为21种和31种。

（2）对人体健康有影响挥发物浓度的日变化波动较缓，全天在7：00和21：00～23：00的浓度值相对较高，值分别为26%、23%和21%，15：00和5：OO的浓度值相对其他时间段相对较低，值分别为18%和19%。

（3）对人体健康有利挥发物a一蒎烯、长叶烯等挥发物的浓度高峰期集中在11：00～15：00时间段，其中a一蒎烯的浓度最高值出现在15：00，β-蒎烯和长叶烯、月桂烯的浓度最高值提前出现2h在13：00，石竹烯的浓度最高值出现在11：00，柠檬烯的浓度最高值出现在9：00，其他烯类物质的浓度日变化较小。