楊 萍,周志洪,區(qū) 暉,徐麗莉,吳清柱

(廣州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 ,廣東廣州 510030)

環(huán)境空氣中臭氣濃度測(cè)定的影響因素及對(duì)策

楊 萍,周志洪,區(qū) 暉,徐麗莉,吳清柱

(廣州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 ,廣東廣州 510030)

在測(cè)定環(huán)境空氣的臭氣濃度過程中,就三點(diǎn)比較臭袋法的采樣、配氣、嗅辨和數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)可能影響監(jiān)測(cè)結(jié)果的因素進(jìn)行分析探討,并提出相應(yīng)的對(duì)策。

臭氣濃度;測(cè)定;三點(diǎn)比較式臭袋法

目前國(guó)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)廣泛采用三點(diǎn)比較式臭袋法作為測(cè)定環(huán)境空氣中臭氣濃度的標(biāo)準(zhǔn)方法,該方法不受惡臭物質(zhì)種類及組成比例限制,技術(shù)簡(jiǎn)單,操作易行,設(shè)備要求也不高。但在實(shí)際監(jiān)測(cè)中,惡臭污染源情況較為復(fù)雜,惡臭污染物受風(fēng)向等氣象條件影響很大,具有瞬時(shí)性和區(qū)域性的特點(diǎn)。筆者根據(jù)自己多年的工作實(shí)踐,分析惡臭監(jiān)測(cè)中可能影響監(jiān)測(cè)結(jié)果的幾個(gè)因素,并提出相應(yīng)的對(duì)策。

1 采樣

臭氣用壓力接近負(fù) 1.0×105Pa的真空瓶采樣,采集在瞬間完成,采樣時(shí)間短,容易受到采樣者對(duì)惡臭污染程度判斷不明和惡臭物質(zhì)排放不規(guī)則的影響。選擇最佳的采樣點(diǎn)位、合適的采樣時(shí)間對(duì)保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

1.1 監(jiān)測(cè)布點(diǎn)

依據(jù)惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB14554-93,將廠界無組織排放的采樣點(diǎn)設(shè)置在工廠下風(fēng)向或有臭氣的廠界上。選擇最佳的采樣點(diǎn)位,要做到如下幾點(diǎn):①了解企業(yè)的生產(chǎn)工藝情況及工廠地理位置圖,從中找出氣味強(qiáng)烈或?qū)儆趷撼舻奈镔|(zhì),并列出清單,確定惡臭污染源的排放因子、排放點(diǎn)位、排放方式和排放時(shí)間。②在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí),要察看企業(yè)是否生產(chǎn)正常,是否達(dá)到應(yīng)有負(fù)荷,一定要在生產(chǎn)正常后方可采樣,才能監(jiān)測(cè)出企業(yè)真實(shí)的排污狀況。在處理惡臭擾民的監(jiān)測(cè)工作中,還要向相關(guān)居民作調(diào)查,以便確定惡臭的方位和排放時(shí)間。③采樣前先測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)向和風(fēng)速,將廠界無組織排放的采樣點(diǎn)設(shè)置在工廠下風(fēng)向或有臭氣的廠界上 (如:污水處理廠靠近污泥棚、生化處理池的廠界,養(yǎng)豬場(chǎng)的靠近豬舍、豬糞處理池的廠界)。應(yīng)選擇在 2～3個(gè)采樣人員都能聞到臭味的地點(diǎn)采樣。④采樣時(shí),要盡量避開來自被測(cè)對(duì)象以外的其他干擾。如有干擾而無法避開時(shí),可在被測(cè)對(duì)象的上風(fēng)向增設(shè)采樣點(diǎn)。

1.2 采樣

連續(xù)排放源每間隔 2h采 1次,共采集 4次,取其最大測(cè)定值。非連續(xù)排放源選擇在其氣味最大時(shí)采樣,樣品采集次數(shù)不少于 3次,取其最大測(cè)定值。有擾民糾紛的惡臭監(jiān)測(cè)可以在居民反映臭味最重的時(shí)段內(nèi)采樣。聞到惡臭氣味時(shí),打開采樣瓶塞,使氣體充入采樣瓶?jī)?nèi)至常壓后蓋好瓶塞,避光運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,24h內(nèi)測(cè)定[1]。

惡臭監(jiān)測(cè)采樣使用的真空瓶采樣器有較高的要求,采樣瓶本身應(yīng)無氣味,用真空排氣處理系統(tǒng)將瓶?jī)?nèi)氣體排空,使壓力接近負(fù) 1.0×105Pa[1],在采樣后的運(yùn)輸過程中密封性要好。

要對(duì)采樣瓶進(jìn)行篩選,對(duì)那些即使經(jīng)過清洗但長(zhǎng)時(shí)間放置后仍容易產(chǎn)生氣味的采樣瓶在采樣前需要重新洗滌;定期更換采樣瓶塞,防止長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)漏氣,避免采集的氣體樣品外泄而導(dǎo)致分析結(jié)果偏低。

2 配氣、嗅辨等實(shí)驗(yàn)室分析

配氣和嗅辨是實(shí)驗(yàn)室分析的重要環(huán)節(jié)。配氣員和嗅辨員的工作質(zhì)量對(duì)惡臭監(jiān)測(cè)起決定性作用,容易受到主觀因素和客觀因素的干擾。應(yīng)針對(duì)影響因素做好各方面細(xì)節(jié)工作,盡量避免或最大程度地減少影響,提高測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度。

2.1 配氣

配氣員不僅具體操作配氣工作,還擔(dān)當(dāng)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的主持人角色。配氣員首先必須是嗅覺測(cè)試合格者,同時(shí)要了解所測(cè)樣品的惡臭排放情況,掌握試驗(yàn)中嗅辨員的嗅辨情況[2]。

在測(cè)定高濃度臭氣樣品時(shí),配氣師選擇合適的初始稀釋倍數(shù)非常重要。如果初始稀釋倍數(shù)過大,則不能保證全體嗅辨員通過這一級(jí)稀釋倍數(shù)的嗅辨,那么無法計(jì)算個(gè)人嗅閾值 Xi;在初始稀釋倍數(shù)過小,樣品濃度又很高的情況下,很容易造成嗅覺器官傷害,輕者降低嗅覺靈敏度,重者將引起生理反應(yīng)。初始稀釋倍數(shù)應(yīng)確定在臭氣強(qiáng)度 2～3級(jí)的程度,既能嗅出氣味又不強(qiáng)烈刺激。

為了保證臭氣測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性,在配氣過程中,還要注意以下幾點(diǎn):①要確保氣袋的潔凈和不漏氣,氣袋的塞子要定期清洗,確保潔凈無味。②稀釋樣品的氣體應(yīng)無臭清潔,可以由經(jīng)活性炭處理后的無臭空氣獲得?？諝鈨艋b置中的活性炭要定期更換[2]。

2.2 嗅辨

三點(diǎn)比較式臭袋法由于其方法的特殊性,在實(shí)際測(cè)定過程中較易受人為的主觀因素影響。雖然嗅辨員是經(jīng)過挑選并經(jīng)嗅覺檢測(cè)合格的實(shí)驗(yàn)人員,但人的嗅覺在不同情況下仍然會(huì)受到來自性別、年齡、時(shí)間、注意力和溫濕度等因素的影響:通常情況下,女性的嗅覺敏感度要比男性低,尤其在生理期時(shí),嗅覺的敏感度明顯降低,排卵期及妊娠期間敏感度則會(huì)升高;氣味的辨認(rèn)及敏感度會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而降低,年齡越大,嗅覺靈敏度就會(huì)越低;人的嗅覺在長(zhǎng)時(shí)間接觸同一種氣味時(shí),嗅覺敏感度會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而降低;人的嗅覺敏感度也會(huì)受到情緒和注意力的影響,注意力愈集中,嗅覺敏感度就愈強(qiáng),若帶著情緒或不集中注意力進(jìn)行樣品測(cè)定,將會(huì)對(duì)自身嗅辨結(jié)果的正解率甚至整個(gè)樣品的濃度級(jí)別產(chǎn)生影響;當(dāng)氣溫顯著升高和濕度顯著下降時(shí),人的嗅覺敏感度也會(huì)隨之增強(qiáng)[3]。

在組織進(jìn)行樣品測(cè)定時(shí),要盡量消除嗅辨員的個(gè)體差異,使測(cè)試結(jié)果更符合實(shí)際。應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):①盡可能安排由適合的性別比例和年齡比例組成的嗅辨小組。②科學(xué)安排實(shí)驗(yàn)室樣品測(cè)定,1d內(nèi)嗅辨員的工作量最好控制在半個(gè)工作日就能完成的范圍內(nèi),為保證質(zhì)量,嗅辨員在連續(xù)測(cè)試0.5h后要到無臭環(huán)境中休息 0.5h,以解除嗅覺疲勞。還可采用不同污染源樣品交叉試驗(yàn)的方法,防止嗅覺疲勞現(xiàn)象的發(fā)生。③掌握正確的嗅辨方法,正確的嗅辨方法是在精神集中情況下,進(jìn)行 1次急促深吸氣方式進(jìn)行嗅辨,避免對(duì)同 1個(gè)樣品反復(fù)進(jìn)行這種方式嗅辨,這樣可以減緩嗅疲勞現(xiàn)象時(shí)間。④應(yīng)當(dāng)設(shè)置專門的惡臭分析室,經(jīng)常通風(fēng)換氣,配置空調(diào),保持室內(nèi)恒溫在 17～25℃;同時(shí)為保證配氣時(shí)的保密性,應(yīng)當(dāng)在分析室內(nèi)單獨(dú)設(shè)置配氣室。營(yíng)造一個(gè)舒適和諧的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,以保證每個(gè)嗅辨員都能以穩(wěn)定的情緒和最佳狀態(tài)進(jìn)行嗅辨。

3 數(shù)據(jù)處理

按照 GB/T 14675-93空氣質(zhì)量惡臭測(cè)定三點(diǎn)比較式臭袋法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

(1)實(shí)驗(yàn)主持人將 6人 18個(gè)嗅辨結(jié)果代入式(1)計(jì)算。

式中:M——小組平均正解率;

a——答案正確的人次數(shù);

b——答案為不明的人次數(shù);

c——答案錯(cuò)誤的人次數(shù);

n——解答總數(shù)。

1.00、0.33、0——統(tǒng)計(jì)權(quán)重系數(shù)

(2)當(dāng)M值 ＞0.58時(shí),則繼續(xù)按 10倍梯度擴(kuò)大對(duì)臭氣樣品的稀釋倍數(shù),進(jìn)行試驗(yàn)計(jì)算,直至M＜0.58。M1為某一稀釋倍數(shù)的平均正解率 ＜1且＞0.58的數(shù)值。M2為某一稀釋倍數(shù)平均正解率 ＜0.58的數(shù)值。

(3)當(dāng)?shù)谝患?jí)稀釋樣品平均正解率≤0.58時(shí),不繼續(xù)對(duì)樣品稀釋嗅辨,其樣品臭氣濃度取“≤10”[2]。

(4)根據(jù)求得的M1和M2計(jì)算環(huán)境臭氣樣品的臭氣濃度。

式中:Y——臭氣濃度;

t1——小組平均正解率為M1時(shí)的稀釋倍數(shù);

t2——小組平均正解率為M2時(shí)的稀釋倍數(shù)。

廠界環(huán)境臭氣濃度測(cè)定時(shí),需得出正解率M1、M2值,再計(jì)算臭氣濃度結(jié)果。正常情況下,第 1次稀釋倍數(shù)為 10倍,當(dāng)小組正解率M＜0.58,則停止分析,樣品臭氣濃度取 ＜10。當(dāng)小組平均正解率M＞0.58,繼續(xù)按 10倍梯度擴(kuò)大對(duì)臭氣樣品的稀釋倍數(shù),樣品的稀釋倍數(shù)為 100,此時(shí)如正解率M＜0.58,則M1為 10倍稀釋倍數(shù)時(shí)的M值,M2為 100倍稀釋倍數(shù)時(shí)的M值,將M1和M2值代入計(jì)算公式,即可得到測(cè)定結(jié)果。但在實(shí)際樣品分析中,可能會(huì)出現(xiàn)經(jīng)過 2次稀釋后,小組平均正解率仍然 ＞0.58,或者稀釋倍數(shù)越大,小組正解率越高的情況。

3.1M1、M2選擇

某化工廠廠界樣品臭氣濃度測(cè)試結(jié)果見表 1。

表 1 某化工廠廠界樣品臭氣濃度測(cè)試結(jié)果

當(dāng)樣品稀釋倍數(shù)為100時(shí),小組平均正解率M為0.61,＞0.58,還需進(jìn)一步稀釋,樣品稀釋 300倍時(shí),小組平均正解率M為 0.31,按照方法規(guī)定,0.89和 0.61這兩個(gè)數(shù)值都可作為M1代入公式。

根據(jù)沈陽(yáng)市環(huán)境科學(xué)研究所《惡臭污染分析測(cè)試技術(shù)研究》[5]資料,式(3)嗅感覺強(qiáng)度與稀釋倍數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式如下:

式中,x為稀釋倍數(shù);y為嗅感覺強(qiáng)度;a、n為與物質(zhì)或組分有關(guān)的常數(shù)。

由經(jīng)驗(yàn)公式可知,人類嗅覺感受強(qiáng)度與氣味物質(zhì)稀釋濃度成指數(shù)關(guān)系,隨著稀釋倍數(shù)增大,嗅覺感呈指數(shù)下降,直到嗅閾值出現(xiàn)。若第n次的小組的平均正解率 ＜0.58,說明小組的真正嗅覺閾值在第n次和第n-1次之間,因此,應(yīng)選第n-1次小組平均正解率為M1值。這樣符合實(shí)際的排放情況,即氣味越大臭氣強(qiáng)度數(shù)值越高。

造成這種情況出現(xiàn)的主要原因是第 1次稀釋濃度倍數(shù)偏小,只要配氣人員掌握適當(dāng)?shù)牡?1次稀釋倍數(shù),這個(gè)問題就不會(huì)出現(xiàn)。但遇到嗅覺敏感性極強(qiáng)的惡臭物質(zhì),則此種現(xiàn)象很可能出現(xiàn),這時(shí)只要按上述方法進(jìn)行嗅辨實(shí)驗(yàn)和計(jì)算就可以得到正確結(jié)果[4]。

3.2M2＞M1時(shí)的處理

在進(jìn)行敏感惡臭樣品嗅辨時(shí),有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)第 2次稀釋得到的小組平均正解率比第 1次稀釋強(qiáng)的現(xiàn)象。

出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是人的嗅覺特征造成了假象。研究發(fā)現(xiàn),在臭氣中可能存在一些嗅閾值非常低的嗅味物質(zhì),稀釋后,氣味感覺不但沒有減弱反而增強(qiáng),這種氣味感覺隨濃度降低而增強(qiáng)的特征稱為相對(duì)氣味強(qiáng)度。不同物質(zhì)的相對(duì)氣味強(qiáng)度的出現(xiàn)濃度不同,甚至分子結(jié)構(gòu)不同也會(huì)造成相對(duì)氣味強(qiáng)度不同[6]。

按照這個(gè)原理,在嗅辨過程中出現(xiàn)M2＞M1的情況;即進(jìn)一步的稀釋反而得到更大的嗅覺強(qiáng)度,很可能說明該樣品相對(duì)氣味強(qiáng)度特性強(qiáng)烈,而真正嗅閾值的濃度既 ＜M1又 ＜M2對(duì)應(yīng)的稀釋濃度,所以應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行樣品稀釋,直到出現(xiàn)M n＜M n-1且M n＜0.58時(shí)停止嗅辨。

三點(diǎn)比較式臭袋法是環(huán)境監(jiān)測(cè)中一個(gè)比較特殊的標(biāo)準(zhǔn)推薦方法。監(jiān)測(cè)分析過程受人為影響因素較大。為使測(cè)定結(jié)果更符合客觀實(shí)際,除了以上在實(shí)踐中的一些經(jīng)驗(yàn)外;還要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)人員的技術(shù)培訓(xùn),有意識(shí)鍛煉對(duì)各類氣味靈敏程度的培養(yǎng),了解惡臭污染的強(qiáng)度和實(shí)際監(jiān)測(cè)得到的惡臭濃度關(guān)系;加強(qiáng)從業(yè)人員的職業(yè)道德教育和責(zé)任意識(shí),盡量避免人為的主觀因素和客觀因素干擾,不斷提高惡臭(臭氣濃度)測(cè)定的準(zhǔn)確性,使之更加真實(shí)地反映實(shí)際情況,更好地在環(huán)境管理和污染治理中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

[1]GB14554-93,惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn) [S].

[2]羅皓杰,李森,方路鄉(xiāng).惡臭 (三點(diǎn)比較式臭袋法)測(cè)定中若干問題探討 [J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),2006,22(6).

[3]肖琦,龐曉明,范輝.影響三點(diǎn)比較式臭袋法測(cè)定臭氣濃度的因素及其解決途徑 [J].廣西科學(xué)院學(xué)報(bào),2006,22(S).[4]王同健,黨秀芳,高翔.利用 “三點(diǎn)比較式臭袋法”進(jìn)行惡臭監(jiān)測(cè)時(shí)有關(guān)問題的探討 [J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),2009,25(3).

[5]韓慶莉,荊治嚴(yán).惡臭的管能測(cè)定法—強(qiáng)度法和三點(diǎn)比較式臭袋法 [R].沈陽(yáng):沈陽(yáng)環(huán)境科學(xué)研究所,1987.

[6]張水華,孫君社.食品感官鑒評(píng) [M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,1999.

Factors Impacting on Odor Determination in the Air and Measures

YANG Ping,ZHOU Zhi-hong,OU Hui,XU Li-li,WU Qing-zhu
(Guangzhou Environmental Monitoring Station,Guangzhou Guangdong 510030 China)

The factors that maybe influence the determination results are analyzed involving in sampling and standard gases preparation and olfactory discrimination and data calculation by using the triangle odor bag method.The counter measures are put for ward.

odor concentration;determination;triangle odor bag method

X83

A

1673-9655(2010)03-0082-03

2010-01-06

楊萍 (1978-),山東青島人,碩士研究生,工程師,從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。