環境空氣中臭氣濃度測定的影響因素及對策

楊 萍,周志洪,區 暉,徐麗莉,吳清柱

(廣州市環境監測中心站 ,廣東廣州 510030)

環境空氣中臭氣濃度測定的影響因素及對策

楊 萍,周志洪,區 暉,徐麗莉,吳清柱

(廣州市環境監測中心站 ,廣東廣州 510030)

在測定環境空氣的臭氣濃度過程中,就三點比較臭袋法的采樣、配氣、嗅辨和數據處理等環節可能影響監測結果的因素進行分析探討,并提出相應的對策。

臭氣濃度;測定;三點比較式臭袋法

目前國內環境監測機構廣泛采用三點比較式臭袋法作為測定環境空氣中臭氣濃度的標準方法,該方法不受惡臭物質種類及組成比例限制,技術簡單,操作易行,設備要求也不高。但在實際監測中,惡臭污染源情況較為復雜,惡臭污染物受風向等氣象條件影響很大,具有瞬時性和區域性的特點。筆者根據自己多年的工作實踐,分析惡臭監測中可能影響監測結果的幾個因素,并提出相應的對策。

1 采樣

臭氣用壓力接近負 1.0×105Pa的真空瓶采樣,采集在瞬間完成,采樣時間短,容易受到采樣者對惡臭污染程度判斷不明和惡臭物質排放不規則的影響。選擇最佳的采樣點位、合適的采樣時間對保證監測結果的準確性至關重要。

1.1 監測布點

依據惡臭污染物排放標準 GB14554-93,將廠界無組織排放的采樣點設置在工廠下風向或有臭氣的廠界上。選擇最佳的采樣點位,要做到如下幾點:①了解企業的生產工藝情況及工廠地理位置圖,從中找出氣味強烈或屬于惡臭的物質,并列出清單,確定惡臭污染源的排放因子、排放點位、排放方式和排放時間。②在現場調查時,要察看企業是否生產正常,是否達到應有負荷,一定要在生產正常后方可采樣,才能監測出企業真實的排污狀況。在處理惡臭擾民的監測工作中,還要向相關居民作調查,以便確定惡臭的方位和排放時間。③采樣前先測定現場風向和風速,將廠界無組織排放的采樣點設置在工廠下風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,養豬場的靠近豬舍、豬糞處理池的廠界)。應選擇在 2～3個采樣人員都能聞到臭味的地點采樣。④采樣時,要盡量避開來自被測對象以外的其他干擾。如有干擾而無法避開時,可在被測對象的上風向增設采樣點。

1.2 采樣

連續排放源每間隔 2h采 1次,共采集 4次,取其最大測定值。非連續排放源選擇在其氣味最大時采樣,樣品采集次數不少于 3次,取其最大測定值。有擾民糾紛的惡臭監測可以在居民反映臭味最重的時段內采樣。聞到惡臭氣味時,打開采樣瓶塞,使氣體充入采樣瓶內至常壓后蓋好瓶塞,避光運回實驗室,24h內測定[1]。

惡臭監測采樣使用的真空瓶采樣器有較高的要求,采樣瓶本身應無氣味,用真空排氣處理系統將瓶內氣體排空,使壓力接近負 1.0×105Pa[1],在采樣后的運輸過程中密封性要好。

要對采樣瓶進行篩選,對那些即使經過清洗但長時間放置后仍容易產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,防止長期使用后出現漏氣,避免采集的氣體樣品外泄而導致分析結果偏低。

2 配氣、嗅辨等實驗室分析

配氣和嗅辨是實驗室分析的重要環節。配氣員和嗅辨員的工作質量對惡臭監測起決定性作用,容易受到主觀因素和客觀因素的干擾。應針對影響因素做好各方面細節工作,盡量避免或最大程度地減少影響,提高測定結果的精密度和準確度。

2.1 配氣

配氣員不僅具體操作配氣工作,還擔當整個實驗的主持人角色。配氣員首先必須是嗅覺測試合格者,同時要了解所測樣品的惡臭排放情況,掌握試驗中嗅辨員的嗅辨情況[2]。

在測定高濃度臭氣樣品時,配氣師選擇合適的初始稀釋倍數非常重要。如果初始稀釋倍數過大,則不能保證全體嗅辨員通過這一級稀釋倍數的嗅辨,那么無法計算個人嗅閾值 Xi;在初始稀釋倍數過小,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。初始稀釋倍數應確定在臭氣強度 2～3級的程度,既能嗅出氣味又不強烈刺激。

為了保證臭氣測定結果的準確性,在配氣過程中,還要注意以下幾點: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稀釋樣品的氣體應無臭清潔,可以由經活性炭處理后的無臭空氣獲得。空氣凈化裝置中的活性炭要定期更換[2]。

2.2 嗅辨

三點比較式臭袋法由于其方法的特殊性,在實際測定過程中較易受人為的主觀因素影響。雖然嗅辨員是經過挑選并經嗅覺檢測合格的實驗人員,但人的嗅覺在不同情況下仍然會受到來自性別、年齡、時間、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,嗅覺的敏感度明顯降低,排卵期及妊娠期間敏感度則會升高;氣味的辨認及敏感度會隨著年齡的增長而降低,年齡越大,嗅覺靈敏度就會越低;人的嗅覺在長時間接觸同一種氣味時,嗅覺敏感度會隨著時間的增長而降低;人的嗅覺敏感度也會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,若帶著情緒或不集中注意力進行樣品測定,將會對自身嗅辨結果的正解率甚至整個樣品的濃度級別產生影響;當氣溫顯著升高和濕度顯著下降時,人的嗅覺敏感度也會隨之增強[3]。

在組織進行樣品測定時,要盡量消除嗅辨員的個體差異,使測試結果更符合實際。應該注意以下幾點: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科學安排實驗室樣品測定,1d內嗅辨員的工作量最好控制在半個工作日就能完成的范圍內,為保證質量,嗅辨員在連續測試0.5h后要到無臭環境中休息 0.5h,以解除嗅覺疲勞。還可采用不同污染源樣品交叉試驗的方法,防止嗅覺疲勞現象的發生。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,進行 1次急促深吸氣方式進行嗅辨,避免對同 1個樣品反復進行這種方式嗅辨,這樣可以減緩嗅疲勞現象時間。④應當設置專門的惡臭分析室,經常通風換氣,配置空調,保持室內恒溫在 17～25℃;同時為保證配氣時的保密性,應當在分析室內單獨設置配氣室。營造一個舒適和諧的實驗環境,以保證每個嗅辨員都能以穩定的情緒和最佳狀態進行嗅辨。

3 數據處理

按照 GB/T 14675-93空氣質量惡臭測定三點比較式臭袋法進行數據處理。

(1)實驗主持人將 6人 18個嗅辨結果代入式(1)計算。

式中:M——小組平均正解率;

a——答案正確的人次數;

b——答案為不明的人次數;

c——答案錯誤的人次數;

n——解答總數。

1.00、0.33、0——統計權重系數

(2)當M值 ＞0.58時,則繼續按 10倍梯度擴大對臭氣樣品的稀釋倍數,進行試驗計算,直至M＜0.58。M1為某一稀釋倍數的平均正解率 ＜1且＞0.58的數值。M2為某一稀釋倍數平均正解率 ＜0.58的數值。

(3)當第一級稀釋樣品平均正解率≤0.58時,不繼續對樣品稀釋嗅辨,其樣品臭氣濃度取“≤10”[2]。

(4)根據求得的M1和M2計算環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時的稀釋倍數;

t2——小組平均正解率為M2時的稀釋倍數。

廠界環境臭氣濃度測定時,需得出正解率M1、M2值,再計算臭氣濃度結果。正常情況下,第 1次稀釋倍數為 10倍,當小組正解率M＜0.58,則停止分析,樣品臭氣濃度取 ＜10。當小組平均正解率M＞0.58,繼續按 10倍梯度擴大對臭氣樣品的稀釋倍數,樣品的稀釋倍數為 100,此時如正解率M＜0.58,則M1為 10倍稀釋倍數時的M值,M2為 100倍稀釋倍數時的M值,將M1和M2值代入計算公式,即可得到測定結果。但在實際樣品分析中,可能會出現經過 2次稀釋后,小組平均正解率仍然 ＞0.58,或者稀釋倍數越大,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試結果見表 1。

表 1 某化工廠廠界樣品臭氣濃度測試結果

當樣品稀釋倍數為100時,小組平均正解率M為0.61,＞0.58,還需進一步稀釋,樣品稀釋 300倍時,小組平均正解率M為 0.31,按照方法規定,0.89和 0.61這兩個數值都可作為M1代入公式。

根據沈陽市環境科學研究所《惡臭污染分析測試技術研究》[5]資料,式(3)嗅感覺強度與稀釋倍數的經驗公式如下:

式中,x為稀釋倍數;y為嗅感覺強度;a、n為與物質或組分有關的常數。

由經驗公式可知,人類嗅覺感受強度與氣味物質稀釋濃度成指數關系,隨著稀釋倍數增大,嗅覺感呈指數下降,直到嗅閾值出現。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,應選第n-1次小組平均正解率為M1值。這樣符合實際的排放情況,即氣味越大臭氣強度數值越高。

造成這種情況出現的主要原因是第 1次稀釋濃度倍數偏小,只要配氣人員掌握適當的第 1次稀釋倍數,這個問題就不會出現。但遇到嗅覺敏感性極強的惡臭物質,則此種現象很可能出現,這時只要按上述方法進行嗅辨實驗和計算就可以得到正確結果[4]。

3.2M2＞M1時的處理

在進行敏感惡臭樣品嗅辨時,有時可能會出現第 2次稀釋得到的小組平均正解率比第 1次稀釋強的現象。

出現這種現象的原因主要是人的嗅覺特征造成了假象。研究發現,在臭氣中可能存在一些嗅閾值非常低的嗅味物質,稀釋后,氣味感覺不但沒有減弱反而增強,這種氣味感覺隨濃度降低而增強的特征稱為相對氣味強度。不同物質的相對氣味強度的出現濃度不同,甚至分子結構不同也會造成相對氣味強度不同[6]。

按照這個原理,在嗅辨過程中出現M2＞M1的情況;即進一步的稀釋反而得到更大的嗅覺強度,很可能說明該樣品相對氣味強度特性強烈,而真正嗅閾值的濃度既 ＜M1又 ＜M2對應的稀釋濃度,所以應繼續進行樣品稀釋,直到出現M n＜M n-1且M n＜0.58時停止嗅辨。

三點比較式臭袋法是環境監測中一個比較特殊的標準推薦方法。監測分析過程受人為影響因素較大。為使測定結果更符合客觀實際,除了以上在實踐中的一些經驗外;還要加強監測人員的技術培訓,有意識鍛煉對各類氣味靈敏程度的培養,了解惡臭污染的強度和實際監測得到的惡臭濃度關系;加強從業人員的職業道德教育和責任意識,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)測定的準確性,使之更加真實地反映實際情況,更好地在環境管理和污染治理中發揮應有的作用。

[1]GB14554-93,惡臭污染物排放標準 [S].

[2]羅皓杰,李森,方路鄉.惡臭 (三點比較式臭袋法)測定中若干問題探討 [J].中國環境監測,2006,22(6).

[3]肖琦,龐曉明,范輝.影響三點比較式臭袋法測定臭氣濃度的因素及其解決途徑 [J].廣西科學院學報,2006,22(S).[4]王同健,黨秀芳,高翔.利用 “三點比較式臭袋法”進行惡臭監測時有關問題的探討 [J].中國環境監測,2009,25(3).

[5]韓慶莉,荊治嚴.惡臭的管能測定法—強度法和三點比較式臭袋法 [R].沈陽:沈陽環境科學研究所,1987.

[6]張水華,孫君社.食品感官鑒評 [M].廣州:華南理工大學出版社,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,從事環境監測工作。