張旭東
(深圳市環境監測中心站,深圳 518049)
《空氣質量惡臭的測定三點比較式臭袋法》(GB/T 14675-93)頒布實施20 多年來,得到了廣泛的推廣和應用,但由于該方法是基于人的嗅覺感官為依托的分析測試方法,易受主觀因素的影響,采樣和分析步驟全過程依靠手工操作,存在較大的偶然性和不確定性,極易出現誤差。因此,加強和實施惡臭監測全過程的質量保證和質量控制管理,確保監測數據的準確性和有效性,顯得尤為重要。本文針對惡臭監測過程中的質量保證和質量控制措施進行探討。
由于分析方法中未對部分采樣器具的材質和規格作具體要求,目前國內不同的儀器生產廠家銷售的惡臭監測儀器主要部件和組成基本相同,但所用的材質卻有較大的差異。有組織排放源所用的采樣儀器主要有真空箱、采樣袋、抽氣泵和連接膠管等組成。真空箱有的用有機玻璃黏合而成,有的用塑膠材質做成桶狀,有的用成塊不銹鋼或鋁合金板焊接而成等。我們在實際使用中發現,用有機玻璃黏合的真空箱大多會產生大多會釋放出黏合膠水的氣味,而且這種氣味的釋放時間長達數年,對采樣造成嚴重干擾;部分塑膠材質的桶裝真空箱也會釋放出淡淡的塑膠味,也會對采樣造成一定的干擾;用金屬材料制成的真空箱基本不會釋放出異味,較適合用于采樣。連接膠管一般用乳膠管、硅膠管,在采樣時使用的連接膠管要盡量短。對于新使用的連接膠管往往會散發出少量氣味,使用前可先將其置于燒杯中用水煮沸騰30 分鐘以上,可去除異味。在采樣前,可將真空箱、采樣袋、抽氣泵按采樣的要求連接好,并將進氣管置于無臭環境中模擬采樣,并將采集到的樣品在未作稀釋的情況下交嗅辨員,如能嗅到異味,則表明采樣系統不符合要求,需作進一步的除臭處理。
無組織排放源和環境空氣監測所使用的玻璃采樣瓶,是重復利用的采樣器具,必須確保采樣瓶及包裝箱不產生和殘留異味。在監測中經常遇到采樣瓶采集了臭氣濃度高、吸附力強的惡臭氣體,分析完畢如果不對采樣瓶作無臭處理,將對下一次采集的樣品造成污染,導致可能出現采集的參照點的樣品分析結果高于監控點的樣品,直接影響監測結果的準確性和真實性。因此,必須對采樣瓶、注射器、硅橡膠塞等使用過的采用器具和實驗用品每次采樣前進行除臭的處理。具體可采取以下方法:①對采集過高濃度樣品或長時間未使用的玻璃瓶,用水灌進瓶內直接沖洗或用無味洗液清洗再用水沖洗干凈后[1],晾干或用風筒吹干;②對未采集過高濃度樣品的玻璃瓶一般用經活性碳凈化后的壓縮氣體吹洗3~5分鐘即可;
臭氣分析配氣系統主要由空壓機、活性炭氣體凈化瓶組成。空壓機一般要求使用無油空壓機,但在實際使用中發現,部分無油空壓機產生的氣體仍會帶有微弱的氣味。因此,應保證氣體凈化瓶中的活性炭能發揮較好的凈化作用。分析方法中未對凈化瓶中的活性碳粒徑、種類及裝填量等作具體規定。不同粒徑、種類的活性碳以及裝填量的多少對氣體的凈化效果是不同的。在實際應用中發現由椰殼燒制而成,粒徑在1~2 毫米的活性碳具有較好凈化效果。在采樣前可挑選2-3 名嗅辨員,對活性炭凈化后的氣體進行嗅辨,如發現有異味,立即更換。在氣溫較高、空氣濕度大的夏季,活性碳很容易受潮而失效,一旦發現凈化效果達不到要求,應及時更換。此外,連續測定多個樣品或長時間(3 個月以上)不使用,也應定期更換,保證配氣時的空氣凈化效果。
嗅辨袋的質量好壞,有無異味直接影響樣品分析的最終結果。不同的供應商提供的嗅辨袋和膠塞會有一定的差別,在實際監測過程中,曾經遇到過有異味的嗅辨袋和膠塞,對樣品分析造成干擾。此外,嗅辨袋經長時間存放未使用,往往也會受放置環境的影響。因此,在進行惡臭監測前應對要使用的嗅辨袋進行抽檢,抽取一定比例的嗅辨袋由嗅辨員進行嗅覺嘗試,保證使用確實無異味的嗅辨袋進行實驗。配氣用注射器和硅橡膠塞可先用無味洗液清洗,再加蒸餾水放入1000ml 燒杯中煮沸30 分鐘晾干后使用,注射器和膠塞應分開煮。
(1)監測前對有組織排放源進行全面勘查,了解其生產工藝特點,生產所用的原輔材料、產生惡臭氣體的特點及其排放規律,生產工況負荷必須達到相關規定要求。采樣斷面的選擇可按照《固定源廢氣監測技術規范》(HJ/T 397-2007)中氣態污染物采樣的相關規定,采樣點應盡量設在排氣筒的中心位置,并避開渦流區。
(2)選擇恰當的采樣時段對惡臭有組織排放源的監測是重要的環節,部分污染源由于生產工藝的特點決定了其臭氣污染物的排放并不是連續的,而是間歇性或周期性的,如噴漆廢氣的排放等。而采集一個有組織排放臭氣樣品僅需3~5 分鐘,為保證采集樣品的代表性,必須安排專人監督車間的生產工況,并及時與采樣人溝通,調整采樣時機和充氣速度,確保采樣時段正好是惡臭污染物的排放時段。
(3)采樣系統連接好以后,必須進行氣密性檢查,特別是檢查連接真空箱與采樣管之間的管路的氣密性,發現漏氣點應逐步堵漏和排除,檢查方法可參照《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》(GB/T16157-1996)。在氣密性檢查完成以后,將采樣管放入排氣筒內,注意用毛巾或軟布密封采樣孔,防止負壓效應,將排氣筒外部空氣吸入,稀釋污染物。在每個樣品采集之前,用排氣筒中的廢氣將采樣袋充滿再擠壓排空,如此反復3-4 次,以置換采樣管路中的氣體和充分清洗采樣袋。
(4)對排氣筒中溫度高、含濕量大的廢氣要進行除水降溫處理。在實際監測中,常常會遇到要對飲食業油煙廢氣、垃圾焚燒廢氣等的臭氣濃度進行監測,這類廢氣溫度高、含濕量大,如直接充入采樣袋中,會引起采氣袋破裂漏氣、發生化學變化等,此外隨著廢氣中水分冷凝會使部分污染物溶于水中,影響分析結果。碰到此類廢氣的惡臭監測,可使用煙氣分析儀中的加熱電子冷卻除水采樣槍,廢氣經過采樣管前處理后再進入采樣袋,既可去除廢氣中的大部分水分,又可降低廢氣溫度,在實際使用中起到了較好的效果。
(5)臭氣采樣槍及其連接管直接接觸惡臭物質容易產生吸附作用,每次使用后可用無味洗滌劑清洗采樣槍內壁,確認無味后再使用。采樣槍長時間不用后,也需清洗后再使用。
無組織排放源的監測是惡臭監測工作中最常見的監測方式。除監測前對惡臭污染源進行全面勘察,了解其產生和排放特點外,由于惡臭污染物的無組織排放擴散模式受污染源所處的周邊環境、地形、地貌及風向、風速、氣溫、氣壓等氣象條件的影響,為采集到有代表性的樣品,還應特別注意以下幾方面。
(1)準確、合理設置采樣點位。按《惡臭污染源排放標準》(GB14554-93)規定,無組織排放源的監測采樣點設置在工廠廠界的下風向側或有臭氣方位的邊界線上。但在實際監測中,我們發現在不同氣象條件下和不同的地形地貌環境中,惡臭污染物廠界外的最大落地濃度并不一定在邊界線上,可結合現場采樣人員的實際感受,在排除其他污染源影響的情況下,在廠界外30 米內的范圍內進行采樣,而不受完全單位周界的限制。如污染源周邊存在敏感點(如居民區)時,還可以考慮在敏感建筑物外進行采樣。同時還可參考《大氣污染物無組織排放監測技術導則》(HJ/T55-2000)中的相關規定,在下風向廠界方位最多設置4 個監測點,當處于微風和靜風狀態時可根據情況于可能的濃度最高處設置監測點[2]。此外,在采樣記錄表中詳細記錄采樣時的氣象參數、監測點位分布示意圖以及采樣人員的感受等。
(2)選擇最佳的采樣時機。用真空瓶采集惡臭氣體,由于采集時間較短,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。采樣人員應在采樣前對污染源進行充分調查,根據惡臭物質產生源的排放規律,結合所處環境的地形地貌、周邊建筑物的分布、采樣時的風向、風速、氣溫、氣壓以及周圍人群的反映等情況綜合考慮,選擇最佳采樣時機。對于特定排放規律的污染源,可安排人員輪班長時間在現場巡查守候,隨時采樣,捕捉其最佳采樣時機。
(3)盡可能排除或減少被測污染源以外氣味的干擾。惡臭氣體樣品的分析無法識別臭氣的特征和成分,采樣人員不能吸煙、穿戴有香水等氣味的衣物、咀嚼口香糖等。同時在采樣布點、采樣時機選擇上盡量避開周邊工業源、生活源和機動車尾氣等干擾氣味的影響。若有干擾存在又無法避開時,可在被測污染源的上風向設置參照點,在下風向設置監控點,或適當移動采樣位置增設采樣點等,并在監測報告中加以備注和說明[3]。
嗅辨員的挑選是惡臭樣品分析中的首要環節,在選拔嗅辨員的過程中除嚴格進行嗅覺檢測,選用符合條件的實驗人員外,還應注意以下影響因素:一是人的嗅覺器官閾值在不同情況下仍然會受到性別的影響,實驗表明通常情況下女性的嗅覺閾值要比男性低,對氣味的辨別靈敏度比男性高,較適合進行嗅辨實驗;二是嗅辨員隨著年齡的增長嗅覺器官閾值會慢慢升高,導致嗅覺靈敏度降低[4]。因此在進行嗅辨員挑選時,應充分考慮性別比例和年齡比例的合理搭配問題。在組織進行樣品測定時,應盡可能安排由合適的性別比例和年齡比例組成的嗅辨小組,保證測試結果更符合實際。
臭氣濃度的測定根據人的嗅覺器官試驗對樣品氣味強度的大小予以量化的實驗。嗅辨員的嗅覺判斷直接影響到測試結果,但是嗅覺器官閾值受到的各種干擾因素很多。嗅辨員在實驗前一天應飲食清淡、不得吃蔥、蒜等辛辣食物;在實驗當天應有良好的身體狀況和情緒,不能攜帶和使用有氣味的香料和化妝品,不能食用有刺激氣味的食物,患感冒或嗅覺器官不適的嗅辨員不能參加當天的測定。同時參加監測人員不能在實驗前不能用有氣味的洗手液、香皂等洗手,盡可能避免人為的主觀因素影響測試結果。嗅辨實驗室要提前1 小時進行通風換氣,如果有明顯異味無法清除的話,打開臭氧除臭機進行除臭、消毒。嗅辨過程中,其他無關人員不能隨意進出嗅辨室,不能產生噪音等對嗅辨員的注意力造成干擾。
為保證嗅辨分析的準確性,嗅辨員在連續實驗30分鐘后要到空氣清新環境中休息10 分鐘,以消除嗅覺疲勞,待嗅覺恢復正常后再繼續進行測定。全天做測定時間不應超過3 個小時。一般而言,一天之中人的嗅覺器官下午要比上午容易疲勞,因此可盡量將嗅辨實驗安排在上午進行。
嗅辨判定員對分析結果起著決定性的作用,只有對惡臭污染源的排放和擴散規律、氣味特點、現場及周邊情況、各種干擾因素等進行全面了解,才能確定樣品的初始稀釋倍數、并對分析過程中的異常情況作出客觀、準確的判定,降低實驗誤差。
在統計嗅辨的最終結果前,應對6 名嗅辨員的嗅辨結果進行簡單比對。如果出現某嗅辨員的嗅辨結果明顯偏離其他人,可考慮對該嗅辨員進行再次實驗或另找一位嗅辨員對樣品進行重復測試,再進行結果的統計。
選拔了合格的嗅辨員以后,還要加強嗅辨員的技術培訓,使嗅辨員了解典型惡臭物質的氣味特性,提高對各種臭氣的嗅辨能力。對氣味特征明顯的樣品在正式嗅辨前,讓每個嗅辨員對未經稀釋的樣品進行嗅辨記憶,做到心中有數,并要始終本著客觀公正、實事求實的態度。
在運用三點比較式臭袋法監測惡臭的過程中,監測器具和用品、采樣現場條件、監測人員的操作技術水平、嗅辨員的挑選、實驗室環境條件、嗅辨分析時間的選擇等諸多因素都會影響到監測結果的準確性和可靠性,因此必須加強對整個監測過程的質量保證和質量控制,避免人為主觀因素和各種客觀因素的影響和干擾,把好采樣和分析中的各個環節,不斷提高監測結果的準確性,使之更真實地反映實際情況,在惡臭污染防治中發揮積極的作用。
[1]包景嶺,鄒克華,王連生.惡臭環境管理與污染控制[M].北京:中國環境科學出版社,2009.
[2]HJ/T55-2000 大氣污染物無組織排放監測技術導則[S].
[3]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):35-36.
[4]肖琦,厐曉明,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):497-498.