電子鼻在垃圾填埋場的惡臭在線監測系統中的應用

蘇愛華 周俊杰

(上海寧和環境科技發展有限公司，上海 201907)

電子鼻在垃圾填埋場的惡臭在線監測系統中的應用

蘇愛華 周俊杰

(上海寧和環境科技發展有限公司，上海 201907)

本文介紹了一套惡臭電子鼻在線監測系統在某生活垃圾填埋場的應用。自該系統投入運行以來，該垃圾填埋場及其周邊居民環境空氣的惡臭濃度得到有效控制，居民投訴顯著降低。系統達到實時、量化反映空氣特征污染氣體和臭氣強度；可實現監測、預警與現場作業過程處置聯動；實現了政府及各級部門與固廢基地空氣臭氣信息共享。同時該系統創立了鎮政府、社區、居民、固廢企業多方參與、動態聯動、智能化的環境管理新模式，實現區域環境管理手段和體制的創新。

電子鼻；垃圾填埋場；惡臭；在線監測

1 引 言

據統計，中國自2005年起就已經成為生活垃圾產生量最大的國家，2013年生活垃圾清運總量達17238.6萬t[1]，垃圾無害化處理總量占清運量的88.84%，其中68.16%采用衛生填埋處理，30.10%采樣焚燒處理，其余1.74%則利用其它方式進行無害化處理[2]。生活垃圾填埋處理是應用最早的一種垃圾處置方式，早期垃圾填埋由于沒有考慮填埋氣、滲濾液處理等問題，對周圍環境造成了嚴重污染[3]。雖然衛生填埋使得垃圾填埋過程中產生的污染得到極大控制，但生活垃圾自產生到最終的填埋處置，整個過程中仍難以避免產生一系列的環境污染問題，其中以垃圾在中轉、運輸及填埋過程中產生的惡臭污染最為嚴重。另外，隨著城市不斷擴張，垃圾填埋場與居民的距離越來越近，導致垃圾填埋場惡臭擾民問題頻繁發生。

垃圾填埋場惡臭污染具有污染組分多、嗅閾值低、擴散時間短、瞬時濃度高等特點，且影響程度和范圍受源排放強度、源排放高度、氣象條件、地形條件的影響[4，5]。這些都對垃圾填埋場的惡臭污染定性、定量評估帶來極大困難。現行的惡臭監測分析標準為GB/T14675-1993《空氣質量 惡臭的測定 三點比較式臭袋法 》[6]，該方法由于耗時、耗人工以及受人主觀影響大，同時，由于人鼻子在嗅辨中會被鈍化，因此無法進行大量樣品的檢測。電子鼻是一種模擬人的嗅覺感官的在線監測儀器，通過人給予的嗅覺馴化，使得其能實時在線監測所在點位的臭氣濃度，是一種便捷、高效獲取穩定惡臭污染數據的科學手段[7]。

本文以上海某垃圾填埋場為例，建立一套覆蓋垃圾填埋場源點、邊界點及環境敏感點完整的區域惡臭在線監測系統，并組建形成了垃圾填埋場一線工作人員、填埋場管理人員、園區網格化負責人、居民群眾代表以及政府相關領導聯動機制，有效降低了垃圾填埋場惡臭對周圍居民的影響，提高了垃圾填埋場區域綜合環境空氣質量。

2 項目背景

上海某垃圾填埋場是目前中國最大的垃圾填埋場，總規劃面積為29.5平方公里，承擔上海市70%生活垃圾處理。該填埋場自投產運營以來，附近居民對填埋場惡臭信訪一直不斷，居民與政府及填埋場基地的關系持續惡化。2015年5月，該填埋場及鎮政府引進惡臭在線監測系統，用于實時監測區域及周邊居民環境空氣惡臭濃度，同時，將各監測點位數據實時發布到平臺及手機APP，與現場操作人員及相關主管人員形成實時聯動，尤其是現場除臭人員可根據實時監測數據合理控制除臭劑的用量，有效控制了垃圾填埋場惡臭污染對周圍居民的影響。

3 惡臭在線監測系統介紹

惡臭電子鼻的工作原理：本監測系統采用法國阿默思RQ-BOX惡臭電子鼻作為填埋場污染源、邊界點、敏感點臭氣濃度及其特征因子氨、硫化氫、TVOC的監測手段，結合氣象儀、數據傳輸模塊、惡臭在線監測預警平臺，形成對填埋場基地實現惡臭實時在線監測、響應聯動以及措施跟進等。

惡臭電子鼻是一種模仿人的嗅覺功能的智能仿生電子儀器，通過傳感器將被檢氣體轉化為一定的電信號，并利用多元統計方法對這些信號進行處理以達到對被檢揮發性氣體分析、檢測和識別的目的。

在對該垃圾填埋場及周邊惡臭臭氣進行背景調查、現場踏勘、技術方案制定與專家論證、企業各部門協調、責任界定等全方面溝通協調之后，在垃圾填埋場污染源及周邊敏感點安裝在線惡臭電子鼻監測系統，系統由3個污染源點，3個邊界點及4個環境敏感點組成的監測網格化布點。同時根據該區域常年風向，以及填埋場與周圍敏感點的相對地理位置，以正北風向為0°，沿順時針方向在風向為70°-110°時，填埋場產生的惡臭會影響到周圍居民區。基于此，當氣象儀顯示的風向為70°-110°區間內，各點位電子鼻臭氣濃度或其他特征因子的濃度超過系統設定的預警值時，系統自動進入相應預警等級，對填埋場與可能影響的周邊區相應工作人員推送預警信息，并將提示填埋場除臭單位具體點位相關除臭系統設備進行作業，直到監測數據連續20分鐘低于預警值，預警事件結束。在周邊敏感點的監測數據連續15分鐘升高達到預警值時，對場區相應工作人員推送預警信息，推斷主要影響源，并通知除臭單位除臭系統設備進行作業。在監測數據停止升高，并連續20分鐘保持狀態，預警事件結束。

在線惡臭電子鼻系統需根據國家相關標準，污染區域現有控制標準，歷年監測數據及實際控制程度，特征污染物監測數據以及污染區域人工嗅辨記錄制定初步預警值。預警值是建立在周圍居民區認為環境是可接受的程度確定所有污染源的指標控制范圍。預警值指標體系須依據數據積累和反復擬合來確定，逐年提高控制標準。以該垃圾填埋場源點惡臭預警值的建立為例進行說明，將大氣環境惡臭等級分類標準為1、2、3、4級，1-2級(臭氣濃度20-60)系統內提示；3級(臭氣濃度60-100)為報警值，短信提示；4級(臭氣濃度≥100)為應急響應值，進入應急聯動狀態。具體預警聯動措施如表1所示。

表1 預警聯動措施表

4 在線監測結果分析

經過一年多系統運行及優化，以其中一個污染源點、一個環境敏感點為例，說明該填埋場區域環境空氣惡臭濃度水平的變化趨勢。圖1、圖2為該垃圾填埋場污染源及環境敏感點2016年5-12月份與2015年同期惡臭濃度變化趨勢圖。

圖1 填埋場污染源點在線監測結果變化趨勢

圖1選取的污染源點監測基站與填埋作業面距離約200～300m，從圖可直觀顯示出2016年該點位的在線監測數據比2015年同期在線監測數據降低幅度顯著，且根據填埋場基地填埋量統計，2016年比2015年同期的填埋量顯著提高，由2015年的三千多噸每天上升到2016年的六千多噸每天。該成效源于該基地加強了填埋過程中的惡臭源頭控制，在作業面增加除臭劑的投加量，減少作業面積，同時在覆膜的工藝操作方式上也做了改進提高。同時，利用惡臭在線預警平臺，將惡臭擴散始終保持在較低水平。

圖2 環境敏感點在線監測結果變化趨勢

圖2為周界監控點(敏感點)填埋場周邊某中學2015年與2016年惡臭濃度的變化曲線，整體上2016年該環境敏感點異味濃度比2015年有所降低，月均值維持在20以下。

圖3 垃圾填埋場2014-2016累計臭氣天數

對于填埋場的惡臭擾民問題，解決填埋場附近居民的惡臭投訴問題無疑是最為重要。自建立惡臭在線監測系統以來，在填埋場周邊居民選取由居民組成的惡臭嗅辨小組，由居民嗅辨小組每天上報居民區是否能明顯聞到異味，并持續20min以上，如是，且與該區域的網格化中心、監測平臺數據吻合，則可視為1天臭氣天數。

據統計，該區域2014年的臭氣天數為42天，2015年的臭氣天數26天，2016年臭氣天數為11天。

綜上，該垃圾填埋場通過企業自身努力以及與在線惡臭預警聯動平臺的配合，垃圾處置場填埋場現場及周邊環境出現臭氣天數的頻率顯著降低，周圍居民投訴基本得到有效控制，取得預期良好結果。

5 結 論

惡臭電子鼻在線監測系統是一種非常有效的解決垃圾填埋場惡臭擾民問題的技術手段。系統能實時、量化反映空氣特征污染氣體和臭氣強度；可實現監測、預警與現場作業過程處置聯動相結合；可實現了政府及各級部門與固廢基地空氣臭氣信息共享聯動；可實現了政府對固廢填埋企業的有效監管；創立了政府、居民、企業多方參與的環境管理新模式；同時也體現環境管理手段和體制的創新。

[1] 張杰，李杭芬等.垃圾填埋場蒼蠅和惡臭污染控制技術研究進展[J].環境污染與防治，2016，1：69-75.

[2]中華人民共和國環境統計局.中國統計年鑒2014[M].北京：中國統計出版社，2014.

[3]閆鳳越，鄒克華，李偉芳，韓萌，翟增秀，王亙，王健壯.垃圾填埋場惡臭氣體的指紋譜[J].環境化學，2013，05：854-859.

[4]陳英旭.環境學[M].北京：中國環境出版社，2001：139-141

[5]胡斌.垃圾填埋場惡臭污染解析與控制技術研究[D].浙江大學，2010.

[6]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，2009，03：46-48.

[7]劉甜恬，許建光，黑亮.在線惡臭電子鼻在臭氣濃度監測中的應用[J].環境科學導刊，2012，06：127-130.

Application of E-nose On-line Monitoring System in Landfill

SU Aihua ZHOU Junjie

(Shanghai Ninghe Environmental Technology Development CO.，LTD，Shanghai 201907)

The paper introduces an E-nose online odor monitoring system，which applicated in a domestic waste landfill.Since the system put into operation，the odor concentration in the landfill and its surrounding in the air was controlled effectively，and residents complaints reduced significantly.The system could reflect the odor pollutants and odor intensity on real-time due to the online monitoring platform.Meantime，the system could realize combination the process of monitoring，early warning and operation process in landfill；and achieve the information sharing of odor gas for governments and landfill enterprise.At the same time，it created a new environmental management model in the landfill，for the reason of multi-participation of town government，communities，residents，landfill enterprise.

e-nose；landfill；odor；on-line monitoring

蘇愛華，碩士，中級工程師，研究方向為環境在線監測

文獻格式：蘇愛華 等.電子鼻在垃圾填埋場的惡臭在線監測系統中的應用[J].環境與可持續發展，2017，42(4)：129-131.

X21

A

1673-288X(2017)04-0129-03