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垃圾全程分类下恶臭污染监测与管控

发布时间:2021-08-18 人气:568 来源:合肥废气处理

据统计,2018-2020 年垃圾处理占全部恶臭/异味投诉的平均比例达11.3%,为近三年恶臭/异味投诉最多的行业。因此如何保障人民宜居安居,把最好的环境资源留给人民值得引起作为城市基层建设者的思考。

恶臭污染产生与作用机理

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恶臭污染来源

环境大气中的恶臭污染来源十分广泛,总体分为天然排放源和人为产生源。

在自然界发展过程中伴随的生物体新陈代谢以及地壳活动等都会产生恶臭气体;而人为产生源可分为三类:农畜牧业污染源,即畜禽养殖场、屠宰厂、农产品加工厂等;工业污染源,包括石油化工厂、制药厂、涂料厂等排放有害化学性物质的工厂;城市公共设施污染源,包括生活垃圾处理设施、污水处理厂、公共厕所等。

恶臭作用机理

恶臭物质发臭机理和它的分子结构有密切关系,各种化合物分子结构中的硫(=S)、巯基(—SH)和硫氰基(—SCN),是形成恶臭的原子团,通称为“发臭基团”。

垃圾全程分类下恶臭污染监测与管控

恶臭污染危害

恶臭属于一种感觉公害,对人的影响分为感官影响、心理影响和可逆的生理影响三个阶段,不仅会带给人嗅觉上的不适,而且还会使长期处于恶臭污染环境中的人们出现厌食、失眠、记忆力下降、心情烦躁等功能性疾病。

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目前已知约4000多种恶臭物质仅凭人的嗅觉即能感觉到,其中硫化氢、甲醛、丙烯醛、苯乙烯等已被证实会对人体呼吸系统、神经系统造成伤害。

此外,恶臭组分中的主要组分挥发性有机物(VOCs)会与大气中的氮氧化物(NOx)发生快速的光化学反应,生成臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)等,会对近地面空气质量造成影响。已有研究表明活性较高的含氧挥发性有机物(OVOCs)对于近地面O3生成贡献超过20%。

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恶臭污染识别与表征

恶臭污染属于通过感官分析和心理感受来描述的一种特殊环境污染。能引起人嗅觉的最小恶臭物质浓度称为嗅阈值。测试某种恶臭物质的嗅阈值,其标准是在特定化学浓度下,50%受试个体能够闻出气味,另外50%不能闻出气味,便称此浓度为该恶臭物质的嗅阈值。目前国际性认可的嗅觉测试标准方法主要包括欧盟的EN13725 标准、美国的ASTM E679-04 (ASTM)标准和日本的三点比较式臭袋法。

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臭气浓度与臭气强度是两种用来表征恶臭污染对人的嗅觉刺激程度的指标。臭气浓度是以恶臭气体的嗅阈值为基础的恶臭污染评判指标,即用清洁空气稀释样品直至样品无味时所需的稀释倍数;臭气强度是人对恶臭气味的一种主观感受,指样本在未经稀释情况下恶臭物质对人体嗅觉器官的刺激程度。我国参考日本规定恶臭物质及设定恶臭标准范围的方法并结合我国的具体情况,采用六级臭气强度表示法。

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恶臭组分监测方法

目前恶臭气体监测分析主要参照《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)、《大气无组织排放监测技术导则》(HJ/T 55-2000)、《固定源废气监测技术规范》(HJ/T 397-2007)、《恶臭污染环境监测技术规范》(HJ905-2017)和《恶臭(异味)污染物排放标准》(DB 31/1025-2016)等标准与技术规范。

恶臭采集设备

在样品采集设备方面,(1)真空不锈钢罐采样法属于直接采样法,主要用于挥发性气体样品收集,利用不锈钢罐的良好的气密性,将其抽至较低的真空状态,方便现场采样。其优点是采样方法简单,无需动力设备;不存在对样品的选择性吸附问题;可多次重复进样且无需使用有机溶剂对样品进行解析;(2)采样袋采样法适用于采集多种类型的气体样品,也是目前欧美、日本普遍采用的采样方法。其工作原理是“肺式”间接采样。通过真空泵将采样桶内的气体抽出形成负压,气体样品通过气体导管进入到采样袋内,可以避免样品气体和真空泵相互污染;(3)真空瓶采样主要用来采集分析厂界及环境样品中臭气浓度,不适合进行污染源采样,其成本相对较低。

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从左到右依次为:真空不锈钢罐、采样袋、真空瓶

恶臭测定方法

目前恶臭测定方法主要分包括以嗅觉感受为依据的感官分析方法(臭气浓度)和以测定恶臭样品化学组分(硫化氢、氨等)、物质浓度为主要目的仪器分析方法。此外,还包括一些便携式现场检测设备,如电子鼻、VOCs检测仪等。

国内外臭气浓度排放标准及管理

排放标准

大多数国家和地区的臭气浓度标准用于污染管理指导,规定臭气浓度标准的应用范围不尽相同。不同地区使用的臭气浓度由于测量方式差异导致单位不同:如澳大利亚使用OU、荷兰使用OUE/m3、美国使用D/T,韩国使用OC,而国际上对臭气浓度的定义是一致的,因此1OU=1OU/m3 = 1OUE/m3 = 1OC= 1D/T。

上海市《恶臭(异味)污染物排放标准》(DB31/1025-2016)规定的非工业区臭气浓度及氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚等组分浓度在国内均最严。

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垃圾全程分类下恶臭污染监测与管控垃圾全程分类下恶臭污染监测与管控

管理体系

整体而言,国内恶臭污染管理起步较晚,现行的强制性标准规定内容有限,亟需协同使用多种管理办法,确保建立全面、公正、有效的评价机制,辅以构建信息公开并鼓励公众参与。

垃圾全程分类下恶臭污染监测与管控

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现状与挑战

1. 传统恶臭监测面临考验

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2. 恶臭溯源方法有待创新

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3. 恶臭控制措施亟需突破

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未来思考与展望

恶臭在线监测系统集成

针对如何将臭气浓度及恶臭污染组分测准的问题,需要建立人工嗅辩与电子鼻等仪器相耦合的恶臭监测方法,在生活垃圾全流程处理环节通过通过离线与在线监测方法采集恶臭气体,将不同恶臭源的电子鼻测试数据驯化并建立模型,通过大数据模拟和机器学习,构建不同污染源对应的恶臭污染图谱,最后进行未知样品的定性和浓度定量。

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恶臭溯源排查

测的准是后续防控的基础,而溯源工作是关键支撑,尤其是园区的恶臭溯源。首先通过现场勘查园区的污染情况进行摸底,建立园区“一企一档”;其次在园区敏感点或企业边界布设监测站,建立园区立体监测网;此外通过便携式在线监测设备开展走航观测,确定重污染区域。通过构建溯源模型,对监测子站的数据、园区地形地貌、企业基础信息等进行匹配和计算,初判预警数据的排放源。针对园区内各污染因子设定对应的预警阈值,构建园区多级预警体系,自动触发大气污染溯源系统,形成“监测组网-预测预警-溯源管控”的问题闭环。

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高效自动化除臭设备

未来在源头除臭方面,自动化除臭装备也有较大的发展空间。其中以次氯酸水为代表,一方面其具有强劲的氧化能力,能真正分解恶臭污染物气体分子。此外能迅速摧毁吸附于细胞膜表面上的病毒蛋白质成分,使其无法再传染病菌。

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恶臭监测与控制“标准+α”优化方案

针对目前生活垃圾全流程处理处置环节给城市环境管理和公众生活带来的影响及其监测、溯源和防控困难的问题,未来我们需要采用观测、预测以及经验相结合的多元评估技术方法,提出现有生活垃圾处置末端设置恶臭在线监测优化方案和指标体系,量化不同类型生活垃圾末端处置设施的排放特征及环境影响,以便为恶臭溯源和垃圾全程分类精细化管理提供有效支撑。



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