环境空气中臭气浓度测定的影响因素及对策

杨 萍,周志洪,区 晖,徐丽莉,吴清柱

(广州市环境监测中心站 ,广东广州 510030)

环境空气中臭气浓度测定的影响因素及对策

杨 萍,周志洪,区 晖,徐丽莉,吴清柱

(广州市环境监测中心站 ,广东广州 510030)

在测定环境空气的臭气浓度过程中,就三点比较臭袋法的采样、配气、嗅辨和数据处理等环节可能影响监测结果的因素进行分析探讨,并提出相应的对策。

臭气浓度;测定;三点比较式臭袋法

目前国内环境监测机构广泛采用三点比较式臭袋法作为测定环境空气中臭气浓度的标准方法,该方法不受恶臭物质种类及组成比例限制,技术简单,操作易行,设备要求也不高。但在实际监测中,恶臭污染源情况较为复杂,恶臭污染物受风向等气象条件影响很大,具有瞬时性和区域性的特点。笔者根据自己多年的工作实践,分析恶臭监测中可能影响监测结果的几个因素,并提出相应的对策。

1 采样

臭气用压力接近负 1.0×105Pa的真空瓶采样,采集在瞬间完成,采样时间短,容易受到采样者对恶臭污染程度判断不明和恶臭物质排放不规则的影响。选择最佳的采样点位、合适的采样时间对保证监测结果的准确性至关重要。

1.1 监测布点

依据恶臭污染物排放标准 GB14554-93,将厂界无组织排放的采样点设置在工厂下风向或有臭气的厂界上。选择最佳的采样点位,要做到如下几点:①了解企业的生产工艺情况及工厂地理位置图,从中找出气味强烈或属于恶臭的物质,并列出清单,确定恶臭污染源的排放因子、排放点位、排放方式和排放时间。②在现场调查时,要察看企业是否生产正常,是否达到应有负荷,一定要在生产正常后方可采样,才能监测出企业真实的排污状况。在处理恶臭扰民的监测工作中,还要向相关居民作调查,以便确定恶臭的方位和排放时间。③采样前先测定现场风向和风速,将厂界无组织排放的采样点设置在工厂下风向或有臭气的厂界上 (如:污水处理厂靠近污泥棚、生化处理池的厂界,养猪场的靠近猪舍、猪粪处理池的厂界)。应选择在 2～3个采样人员都能闻到臭味的地点采样。④采样时,要尽量避开来自被测对象以外的其他干扰。如有干扰而无法避开时,可在被测对象的上风向增设采样点。

1.2 采样

连续排放源每间隔 2h采 1次,共采集 4次,取其最大测定值。非连续排放源选择在其气味最大时采样,样品采集次数不少于 3次,取其最大测定值。有扰民纠纷的恶臭监测可以在居民反映臭味最重的时段内采样。闻到恶臭气味时,打开采样瓶塞,使气体充入采样瓶内至常压后盖好瓶塞,避光运回实验室,24h内测定[1]。

恶臭监测采样使用的真空瓶采样器有较高的要求,采样瓶本身应无气味,用真空排气处理系统将瓶内气体排空,使压力接近负 1.0×105Pa[1],在采样后的运输过程中密封性要好。

要对采样瓶进行筛选,对那些即使经过清洗但长时间放置后仍容易产生气味的采样瓶在采样前需要重新洗涤;定期更换采样瓶塞,防止长期使用后出现漏气,避免采集的气体样品外泄而导致分析结果偏低。

2 配气、嗅辨等实验室分析

配气和嗅辨是实验室分析的重要环节。配气员和嗅辨员的工作质量对恶臭监测起决定性作用,容易受到主观因素和客观因素的干扰。应针对影响因素做好各方面细节工作,尽量避免或最大程度地减少影响,提高测定结果的精密度和准确度。

2.1 配气

配气员不仅具体操作配气工作,还担当整个实验的主持人角色。配气员首先必须是嗅觉测试合格者,同时要了解所测样品的恶臭排放情况,掌握试验中嗅辨员的嗅辨情况[2]。

在测定高浓度臭气样品时,配气师选择合适的初始稀释倍数非常重要。如果初始稀释倍数过大,则不能保证全体嗅辨员通过这一级稀释倍数的嗅辨,那么无法计算个人嗅阈值 Xi;在初始稀释倍数过小,样品浓度又很高的情况下,很容易造成嗅觉器官伤害,轻者降低嗅觉灵敏度,重者将引起生理反应。初始稀释倍数应确定在臭气强度 2～3级的程度,既能嗅出气味又不强烈刺激。

为了保证臭气测定结果的准确性,在配气过程中,还要注意以下几点:①要确保气袋的洁净和不漏气,气袋的塞子要定期清洗,确保洁净无味。②稀释样品的气体应无臭清洁,可以由经活性炭处理后的无臭空气获得。空气净化装置中的活性炭要定期更换[2]。

2.2 嗅辨

三点比较式臭袋法由于其方法的特殊性,在实际测定过程中较易受人为的主观因素影响。虽然嗅辨员是经过挑选并经嗅觉检测合格的实验人员,但人的嗅觉在不同情况下仍然会受到来自性别、年龄、时间、注意力和温湿度等因素的影响:通常情况下,女性的嗅觉敏感度要比男性低,尤其在生理期时,嗅觉的敏感度明显降低,排卵期及妊娠期间敏感度则会升高;气味的辨认及敏感度会随着年龄的增长而降低,年龄越大,嗅觉灵敏度就会越低;人的嗅觉在长时间接触同一种气味时,嗅觉敏感度会随着时间的增长而降低;人的嗅觉敏感度也会受到情绪和注意力的影响,注意力愈集中,嗅觉敏感度就愈强,若带着情绪或不集中注意力进行样品测定,将会对自身嗅辨结果的正解率甚至整个样品的浓度级别产生影响;当气温显著升高和湿度显著下降时,人的嗅觉敏感度也会随之增强[3]。

在组织进行样品测定时,要尽量消除嗅辨员的个体差异,使测试结果更符合实际。应该注意以下几点:①尽可能安排由适合的性别比例和年龄比例组成的嗅辨小组。②科学安排实验室样品测定,1d内嗅辨员的工作量最好控制在半个工作日就能完成的范围内,为保证质量,嗅辨员在连续测试0.5h后要到无臭环境中休息 0.5h,以解除嗅觉疲劳。还可采用不同污染源样品交叉试验的方法,防止嗅觉疲劳现象的发生。③掌握正确的嗅辨方法,正确的嗅辨方法是在精神集中情况下,进行 1次急促深吸气方式进行嗅辨,避免对同 1个样品反复进行这种方式嗅辨,这样可以减缓嗅疲劳现象时间。④应当设置专门的恶臭分析室,经常通风换气,配置空调,保持室内恒温在 17～25℃;同时为保证配气时的保密性,应当在分析室内单独设置配气室。营造一个舒适和谐的实验环境,以保证每个嗅辨员都能以稳定的情绪和最佳状态进行嗅辨。

3 数据处理

按照 GB/T 14675-93空气质量恶臭测定三点比较式臭袋法进行数据处理。

(1)实验主持人将 6人 18个嗅辨结果代入式(1)计算。

式中:M——小组平均正解率;

a——答案正确的人次数;

b——答案为不明的人次数;

c——答案错误的人次数;

n——解答总数。

1.00、0.33、0——统计权重系数

(2)当M值 ＞0.58时,则继续按 10倍梯度扩大对臭气样品的稀释倍数,进行试验计算,直至M＜0.58。M1为某一稀释倍数的平均正解率 ＜1且＞0.58的数值。M2为某一稀释倍数平均正解率 ＜0.58的数值。

(3)当第一级稀释样品平均正解率≤0.58时,不继续对样品稀释嗅辨,其样品臭气浓度取“≤10”[2]。

(4)根据求得的M1和M2计算环境臭气样品的臭气浓度。

式中:Y——臭气浓度;

t1——小组平均正解率为M1时的稀释倍数;

t2——小组平均正解率为M2时的稀释倍数。

厂界环境臭气浓度测定时,需得出正解率M1、M2值,再计算臭气浓度结果。正常情况下,第 1次稀释倍数为 10倍,当小组正解率M＜0.58,则停止分析,样品臭气浓度取 ＜10。当小组平均正解率M＞0.58,继续按 10倍梯度扩大对臭气样品的稀释倍数,样品的稀释倍数为 100,此时如正解率M＜0.58,则M1为 10倍稀释倍数时的M值,M2为 100倍稀释倍数时的M值,将M1和M2值代入计算公式,即可得到测定结果。但在实际样品分析中,可能会出现经过 2次稀释后,小组平均正解率仍然 ＞0.58,或者稀释倍数越大,小组正解率越高的情况。

3.1M1、M2选择

某化工厂厂界样品臭气浓度测试结果见表 1。

表 1 某化工厂厂界样品臭气浓度测试结果

当样品稀释倍数为100时,小组平均正解率M为0.61,＞0.58,还需进一步稀释,样品稀释 300倍时,小组平均正解率M为 0.31,按照方法规定,0.89和 0.61这两个数值都可作为M1代入公式。

根据沈阳市环境科学研究所《恶臭污染分析测试技术研究》[5]资料,式(3)嗅感觉强度与稀释倍数的经验公式如下:

式中,x为稀释倍数;y为嗅感觉强度;a、n为与物质或组分有关的常数。

由经验公式可知,人类嗅觉感受强度与气味物质稀释浓度成指数关系,随着稀释倍数增大,嗅觉感呈指数下降,直到嗅阈值出现。若第n次的小组的平均正解率 ＜0.58,说明小组的真正嗅觉阈值在第n次和第n-1次之间,因此,应选第n-1次小组平均正解率为M1值。这样符合实际的排放情况,即气味越大臭气强度数值越高。

造成这种情况出现的主要原因是第 1次稀释浓度倍数偏小,只要配气人员掌握适当的第 1次稀释倍数,这个问题就不会出现。但遇到嗅觉敏感性极强的恶臭物质,则此种现象很可能出现,这时只要按上述方法进行嗅辨实验和计算就可以得到正确结果[4]。

3.2M2＞M1时的处理

在进行敏感恶臭样品嗅辨时,有时可能会出现第 2次稀释得到的小组平均正解率比第 1次稀释强的现象。

出现这种现象的原因主要是人的嗅觉特征造成了假象。研究发现,在臭气中可能存在一些嗅阈值非常低的嗅味物质,稀释后,气味感觉不但没有减弱反而增强,这种气味感觉随浓度降低而增强的特征称为相对气味强度。不同物质的相对气味强度的出现浓度不同,甚至分子结构不同也会造成相对气味强度不同[6]。

按照这个原理,在嗅辨过程中出现M2＞M1的情况;即进一步的稀释反而得到更大的嗅觉强度,很可能说明该样品相对气味强度特性强烈,而真正嗅阈值的浓度既 ＜M1又 ＜M2对应的稀释浓度,所以应继续进行样品稀释,直到出现M n＜M n-1且M n＜0.58时停止嗅辨。

三点比较式臭袋法是环境监测中一个比较特殊的标准推荐方法。监测分析过程受人为影响因素较大。为使测定结果更符合客观实际,除了以上在实践中的一些经验外;还要加强监测人员的技术培训,有意识锻炼对各类气味灵敏程度的培养,了解恶臭污染的强度和实际监测得到的恶臭浓度关系;加强从业人员的职业道德教育和责任意识,尽量避免人为的主观因素和客观因素干扰,不断提高恶臭(臭气浓度)测定的准确性,使之更加真实地反映实际情况,更好地在环境管理和污染治理中发挥应有的作用。

[1]GB14554-93,恶臭污染物排放标准 [S].

[2]罗皓杰,李森,方路乡.恶臭 (三点比较式臭袋法)测定中若干问题探讨 [J].中国环境监测,2006,22(6).

[3]肖琦,庞晓明,范辉.影响三点比较式臭袋法测定臭气浓度的因素及其解决途径 [J].广西科学院学报,2006,22(S).[4]王同健,党秀芳,高翔.利用 “三点比较式臭袋法”进行恶臭监测时有关问题的探讨 [J].中国环境监测,2009,25(3).

[5]韩庆莉,荆治严.恶臭的管能测定法—强度法和三点比较式臭袋法 [R].沈阳:沈阳环境科学研究所,1987.

[6]张水华,孙君社.食品感官鉴评 [M].广州:华南理工大学出版社,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

杨萍 (1978-),山东青岛人,硕士研究生,工程师,从事环境监测工作。