春季園林植物VOCs變化規律研究

王茜 王成 張中霞 任彬彬 段敏捷 戴子云

摘要：通過開放式采集法對毛竹林春季VOCs進行了采集并分析，結果表明：從對人體健康影響明顯揮發物數量日變化來看，日變化“雙峰雙谷”型，兩個高峰出現在7：00和19：00，值分別為43種和57種，兩個低谷期出現在11：00和19：00，值分別為21種和31種。對人體健康有影響揮發物濃度全天在7：00和21：00～23：00的濃度值相對較高，15：00和5：00的濃度值相對其他時間段較低。a-蒎烯、長葉烯等揮發物的濃度高峰期集中在11：00～15：00時間段。

關鍵詞：春季;毛竹林;VOCs;日變化

中圖分類號：TU986文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）17-0043-02

1引言

植物揮發物（VOCs）是植物在生長過程中釋放出來的小分子化合物，有些成分具有清香的氣味，對人體有直接或間接地保健作用。近年來，人們對植物有機揮發物進行了大量的研究，希望通過對其研究，擬創一個更有利人類健康的森林環境。毛竹是我國南方主要的庭院綠化樹種，在固碳釋氧、防風固沙、調節小氣候等方面發揮著巨大的作用，有研究發現，竹葉含有黃銅、多糖、醇、醛等芳香物質，具有抗氧化、殺菌、抗腫瘤等作用，同時竹葉揮發油也是一種很好的天然香料。本研究于春季對毛竹林有機揮發物進行采集，并對其化學組成中對人體健康有影響的揮發物進行分析，為毛竹游憩林的開發和利用提供理論依據。

2研究地概況

采樣地位于福州旗山森林公園內，總面積約為3600hm²，夏季降水量占全年的46%，相對濕度年均值范圍約75%～88%，屬于暖濕的亞熱帶氣候。毛竹林地位于公園西南方向，面積約46hm²，林內以2～5年竹為主，夏季郁閉度約為0.95。地被覆蓋植物以山杜鵑、杜莖山等為主。

3研究方法

3.1采集和測定方法

2016年8月上、中、下旬分別選擇晴朗無風或微風的天氣3天，每天從早7：00～19：00每隔2h采用開放式動態頂空吸附采集法，對毛竹林內的枝葉進行揮發物采集，氣體流量設置為100mL/min，采樣高度為1.5m人體平均呼吸高度。

3.2揮發物分析方法

揮發物的分析鑒定采用自動熱脫附（ATD）一氣相色譜（GC）/質譜聯用（MS）技術，ATD-GC/MS型號，均由美國VARIAN公司生產。

ATD工作條件：溫度一樣品管脫附溫度260℃，閥溫230℃，傳輸線250℃，捕集阱-25～300～C，升溫速率40℃/s;GC工作條件：Elite-5/MS柱的色譜柱，進樣通過液氮脫附，He為載氣;MS工作條件：EI源，電子能量為70ev;GC/MS接口溫度為250℃，離子源溫度為190℃，發射電流為100uA。

利用TM Software4.0得到總離子流圖，通過計算機檢索NIST2008譜庫進行確認和篩選各峰代表的化學信息，確定揮VOCs成分，同時計算各成分的相對濃度等。

3.3試驗數據計算

采用面積歸一化法計算各成分在樣品氣體中的濃度，具體公式為：

測到該物質的樣管數目/該日樣管的總數目=某物質出現的概率（1）

植物釋放的所有氣體峰面積之和/樣品所有氣體峰面積之和=樣品氣體中總揮發物的濃度（%）（2）

4結果與分析

4.1對人體健康有影響揮發物數量的日變化

從對人體健康影響明顯揮發物數量日變化來看，7：OO～19：00呈“雙峰雙谷”型，兩個高峰出現在7：00和19：00，值分別為43種和57種，兩個低谷期出現在11：00和19：00，值分別為21種和31種，且用多重比較單因素方差分析結果顯示，兩個高峰期分別與兩個低谷期差異顯著，夜間1：00～3：00對人體健康有影響揮發物數量出現一個小高峰之外，其余時間段數量波動不大，總體來說，白天揮發物數量總數大于夜間揮發物數量總數。從揮發物數量與溫度、相對濕度的關系來看，VOCs數量基本與溫度呈正比，隨著溫度的升高，數量變大;而與相對濕度基本成反比，隨著相對濕度的增大，數量變小。

4.2對人體健康有影響揮發物濃度的日變化

對人體健康有影響揮發物濃度的日變化波動較緩，全天在7：00和21：00～23：00的濃度值相對較高，值分別為26%、23%和21%，15：00和5：00的濃度值相對其他時間段相對較低，值分別為18%和19%，用多重比較單因素方差分析結果顯示，高峰期的兩個值與低谷期的兩個值差異不顯著。從揮發物濃度與溫度、相對濕度的關系來看，基本與溫度呈正比，與相對濕度呈反比。

4.3對人體健康有利揮發物濃度的日變化

對人體健康有利揮發物a-蒎烯、β-蒎烯、長葉烯、月桂烯、石竹烯等州的濃度高峰期集中在11：00～15：00時間段，其中a-蒎烯的濃度最高值出現在15：OO，β-蒎烯和長葉烯、月桂烯的濃度最高值提前出現2h在13：00，石竹烯的濃度最高值出現在11：00，檸檬烯的濃度最高值出現在9：00，其他烯類物質的濃度日變化較小。

5結果與分析

（1）從對人體健康影響明顯揮發物數量日變化來看，7：00～19：00呈“雙峰雙谷”型，兩個高峰出現在7：00和19：00，值分別為43種和57種，兩個低谷期出現在11：00和19：00，值分別為21種和31種。

（2）對人體健康有影響揮發物濃度的日變化波動較緩，全天在7：00和21：00～23：00的濃度值相對較高，值分別為26%、23%和21%，15：00和5：OO的濃度值相對其他時間段相對較低，值分別為18%和19%。

（3）對人體健康有利揮發物a一蒎烯、長葉烯等揮發物的濃度高峰期集中在11：00～15：00時間段，其中a一蒎烯的濃度最高值出現在15：00，β-蒎烯和長葉烯、月桂烯的濃度最高值提前出現2h在13：00，石竹烯的濃度最高值出現在11：00，檸檬烯的濃度最高值出現在9：00，其他烯類物質的濃度日變化較小。