恶臭环境学概论 - 图文 下载本文

距很大,数据结果往往相差几个数量级。嗅觉计的理论研究完成后,迅速应用于恶臭污染环境影响评价中,加快了恶臭测试的标准化进程,一系列有关恶臭的标准开始制定,例如:德国的VDl3881标准。但是,尚没有已知浓度的标准气体用以校准嗅觉计的精度,并统一参加测试嗅辨员的嗅阈值。当嗅辨员人数少于l0人时,嗅觉计精度的差异就会影响样品浓度测试的精确度。另外还有一些技术上的问题,例如:仪器的校准、结构材料等,还要保证一定浓度的模拟恶臭气流(>201/min)以避免进气过程中周围空气对恶臭气体的稀释作用等。

为避免嗅觉计测试过程中的误差,学者们开始使用标准气体如AFNR0筛选嗅辨员等。荷兰的NVN2820:1 990标准除嗅辨员的筛选外,还规定20ppb/v的正丁醇为l荷兰恶臭单位,或lge/m3,并增设了统计学QA/QC程序。

经过近10年的研究,2003年4月颁布的ENl3725:2003标准已替代了欧盟各国的国家标准。该标准规定l23μg正丁醇挥发到lm3中性气体中带给人的生理反应,为人的嗅阈值,换言之1OUF/m3=40ppb/v。以正丁醇为标准气体严格筛选嗅辨员,并做量程调整。测量方法综合了统计学的QA/QC程序。通过一系列的实验室内的空白实验证明,这些测试显著地提高了嗅觉计的性能。澳大利亚颁布的AS/NZ4323.3标准也与ENl3725十分接近。

日本对三点比较式臭袋法进行了质量控制,规定了标准操作流程,测试结果重现性较好。因此,虽然技术方法不同,日本的测试结果与NVN2820方法测得的结果非常接近(NVN2823方法与欧洲的ENl3725标准兼容)。表3-6列出了几种恶臭化合物的阈值。方法之间的一致性很强,而差异不超过50%。

有了这些一致性,就能更方便的比较三点比较式臭袋法的恶臭测试结果和ENl3725方法的测试结果;而进行该方面研究的目的,就在于通过对世界各国的恶臭测试结果、恶臭排放理论的综合汇总,寻求国际化的恶臭环境管理、环境影响评价及防止恶臭污染的最佳途径。

3.2.2美国的研究与管理概况

在美国,人们对恶臭污染的投诉也是越来越多。投诉增长的一个重要原因是由于建筑用地的减少,多数住宅不得不建造在废物处理厂的附近,例如废水处理厂和垃圾场。而且,近几年住宅价格大幅上涨,许多居民对住宅环境的要求也更加严格,无法忍受住宅周围偶发的恶臭或其它环境污染。另外,因为美国农业地区大多数的畜禽养殖场没有

真正适当的恶臭处理系统,所以人们对恶臭的投诉量明显增加,各种限制畜禽养殖及加工业的法规也相继出台,政府机构开始了大规模的限制发展畜禽养殖及加工产业。 3.2.2.1美国的恶臭管理方法

(1)周围环境空气的质量常受某些特殊的化合物的制约,例如氨或硫化氢;此时,将出台具有针对性的管理规定,如硫化氢环境恶臭标准(见表3_7)。但是,如果众多的恶臭化合物与污水处理厂的恶臭、畜禽养殖业的恶臭混合在一起,组分变得相对复杂,那么利用单一物质测试法评价恶臭污染将存在一定的困难。

*-体积的百万分之一 **-5天里不超过2天 ***-每年不超过2次

(2)针对居民投诉,现场测试人员使用语言描述法、强度等级法等现场测试方法表示恶臭污染的程度。恶臭的强度等级分为6级,分别为:l=非常微弱,2=微弱,3=可清楚辨别,4=强烈,5=非常强烈和6=极度强烈。该方法简单易行、结果直观。但是该方法和仪器测试法共同的缺点是:恶臭污染频繁经常发生在清晨或夜晚,即执法测试人员的非工作时间。

(3)在扩散模型预测以及动态嗅觉测试法基础上的非现场测试方法。恶臭单位0u可表示为OU/m3 或者稀释倍数/阈值(D/T)。D/I,OU/m3和OU这几个单位可互相转换,因为它们都代表了同一个概念。(详见表3—8)

(4)根据最佳实用控制技术(BACT)或其它类似技术确定新、扩建企业的恶臭污染控制技术。

(5)美国农业工程协会(ASAE)的工程实践379.1文件提出:‘控制肥料恶臭”,并建议畜禽养殖场应该与居民区保持0.4—0.8公里距离,与新建居民区保持1.6公里的距离。

*肥料厂的标准和指南 **生物固体/污泥处理厂

部分美国的恶臭测试和研究机构遵循了欧洲标准化委员会(CEN)确立的嗅觉测试的标准方法,即ENl3725“空气质量一动态嗅觉计测试臭气浓度”;这些机构主要包括:杜克大学、爱荷华州大学、明尼苏达州大学、珀德尤大学、洛杉矶卫生辖区和明尼苏达州市政院等。

加利福尼亚州空气资源部的研究显示:恶臭物质的确认阈值约为检知阈值的5倍;加利福尼亚南岸空气质量管理区认为:当臭气浓度达到5D/T(OU,m3)时,人们可以感觉到臭气的存在;当臭气浓度达到5—10D/T时,恶臭将非常强烈,足以引进人们的投诉。但是,与美国的AST注射器法E679—91相比,采用ENl3725欧洲标准规定的方法所得出的测试结果更加敏感。假定恶臭背景值是公开的,由于采样用的Tedlar袋上会 残留一定的恶臭物质,会给测定结果带来较大的误差,该误差可能超过背景值;因此,用嗅觉测试法测定环境样品时,最好采用扩散模型推测分析结果。 3.2.2.2美国大气和废物管理协会规定的恶臭测定方法

美国大气和废物管理协会(A&WMA)的EE一6恶臭委员会规定了使用动态稀释技术进行恶臭采样及测试的标准化流程。2002年8月,EE一6恶臭委员会将恶臭采样的标准化文件“动态稀释嗅觉计恶臭采样及测试方法”提交给美国材料试验协会ASTM,嗅觉计测试法正式取代了ASTM注射器法E679-9 1。该方法,依照浓度递增的顺序测试恶臭的阈值。

动态稀释嗅觉计法分为强制选择法或非强制选择法,实际操作时还有三选一法(提供一个稀释的恶臭样品,两个空白样品)或二选一法(提供一个稀释的恶臭样品,一个空白样品)两种形式,臭气浓度的变化都依照递增的顺序进行。EE-6恶臭委员会提交的方法明确规定采用强制选择的方式测试恶臭的阈值;为保证数据的可靠性,该方法还规定,在作出选择的基础上,嗅辨员还要回答其选择的肯定性:纯属猜测、模棱两可或确定。 该方法建议嗅觉计的流量速率应该定期使用基本的体积流量计进行校准(例如皂沫流量计)。稀释气体和样品气体的流量速率都应该多次校准,以确保嗅觉计的稳定性。 (1)嗅辨员的筛选

为保证测试数据的准确性,必须进行嗅辨员的筛选,过程如下:

标准方法规定要用正丁醇和至少一种其它的恶臭物质进行筛选。首先,以三选一方式给被测试人员一个盛着恶臭溶液的烧瓶和两个盛着无臭溶液的烧瓶,要求被测试人员

从中选择出来盛着恶臭溶液的烧瓶。恶臭溶液的浓度由低到高递增。其次,要求被测试人员熟练嗅觉测试法的测试流程,并用标准浓度的正丁醇、恶臭样品或其它标准样品来确认被测试人员的检知阈值。

在所有的嗅辨员都经过一系列的样品稀释测试后,可求出个人的最佳阈值(BET)。个人最佳阈值是稀释倍数(相当于臭气浓度)的几何平均值,即取嗅辨员连续判断正确的稀释倍数中的第一个和在此之前的稀释倍数,求得几何平均值。嗅辨员所有猜测的答案都是无效的。合格嗅辨员的个人阈值的几何平均值应该在样品标准值的0.5—2倍之间。 (2)恶臭嗅觉计流量流速

标准方法规定:恶臭嗅觉计嗅杯内的气体流量速率必须调整为大于3L/min为宜,这样可保持气体从嗅杯到人的面部的速率在1一10cm/s之间。 、

在恶臭测试技术的标准化过程中,嗅杯内气体的流速已经成为最有争议的问题。早期,EE-6恶臭委员会起草的标准中,推荐嗅杯内流速为8L/min。最新的版本中确定了最小的流速,但没有规定最大值,所以欧洲标准方法规定流速为20L/min,与该方法不抵触。

标准方法还规定:嗅闻端口的嗅杯应为一个圆柱形或者符合人体工程学的护鼻面罩,嗅杯的材质必须是惰性、无味的物质(玻璃或聚四氟乙烯)。嗅杯表面光滑,为了使嗅辨员的鼻子完全没人嗅杯,嗅杯的直径必须在5—10厘米之间,保持嗅辨员能够察觉出气流在面部的速率。如果嗅杯内流经嗅辨员面部的速率过高,会导致嗅辨员嗅辨不自然。

(3)恶臭样品的采集

标准方法规定:恶臭样品应该通过无味、化学性质稳定,不易反应的材料(例如聚四氟乙烯或类似的材料)制成的导管,采集到Tedlar气体采样袋中。Tedlar气体采样袋可最大限度的保持样品的完整性,而且气味本底值最低。新袋子在使用之前应该用无臭空气进行清洗以保证去除袋子制作时残留的气味。在采集低阈值或环境恶臭样品时,更应该注意采样袋的清洗。

采集过低浓度的恶臭样品的采样袋(一般少于50D/T),可进行重复使用。但重复使用前,需用无臭空气清洗采样袋至少24小时,并再次检测,以确保采样袋无臭味。 在采集样品前,至少要将采样袋充满再排空一次,用采集的样品气体预清洗采样管路和采样袋内表面。标准方法还规定:如采集的样品具有较高的恶臭阈值、且高温、高湿度,需要进行样品预稀释,则必须用稀释后的样品清洗采样袋。

采用间接采样法,样品可经过导管直接进人采样袋,不经过其它潜在的污染源如流量计、泵等。推荐的采样器材有“真空鼓”和“采样肺”等,即将样品放入到刚性的、密闭的容器中。用泵将容器中的气体抽出,样品气体便自动进入到采样袋中。泵的抽气速度与样品采集速度相同。

3.3我国的恶臭污染研究与管理概况 3.3.1我国恶臭污染研究的开始

上个世纪80年代初,我国开始恶臭污染研究,至今已有二十余年的历史。上个世纪80年代正值我国改革开放时期,工业、农业、商业等各项事业飞速发展。特别是一些食品、化工、制药等新型合成产品的引进,城市污水处理厂、垃圾处理场等城市基础设施的兴建等诸多原因,城市恶臭污染时有发生。随着人民生活水平、文化水平和环境保护意识的提高,市民对城市中的恶臭污染不再视而不见,投诉量不断上升。面对这些恶臭污染,当时没有恰当的方法进行测试,不能真实的反映恶臭污染的状况,也没有相应的法规、标准对恶臭污染及恶臭污染源进行必要的管理控制。这种状况引起了中国国内一些环境科学研究单位的重视,如天津市环境保护科学研究院等单位的科技人员,通