臭与臭阈值臭和味是人类感觉器官对外界物质刺激的反应臭是对位于人类鼻腔上部嗅觉神经刺激 的反应;味是对舌部味蕾刺激的反应习惯上,臭和味常共同使用恶臭物质,是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质随着经 济的发展,人们的环境意识不断增强,恶臭作为一种环境污染已越来越受到人们的重视恶臭污染广泛存在于工业、农业和城市污水处理厂等行业在人们的日常生活中会接触 到各种各样的恶臭发生源比如,在新迁入居室时会接触到装修材料所发出的臭气,包括涂 料、粘接剂等含有挥发性有机化合物等对人体毒性较大的恶臭气体另外,居室、厨房、厕 所、垃圾堆都是恶臭经常发生的地方特别是对垃圾堆产生的恶臭,现在人们的投诉逐渐增 多目前城市污水处理厂的恶臭污染问题也尤为突出,已经越来越受到政府和社会的关注 工业生产中的恶臭发生源更是多种多样,如化工厂、香料厂、涂料厂、食品发酵厂、农药厂、 家畜厂等,其特点是臭气产生量较大,有些臭气还是有毒气体,对人体健康有较大的危害表 0-1 空气中的臭气阈值及其种类物质名称阈值/10-6臭气种类乙醛0.21木腥臭醋酸1.0酸臭(酸味)丙酮100.0化学甘臭、有刺激性丙烯醛0.21焦臭、有刺激性丙烯腈21.4洋葱臭、大蒜臭丙烷氯化物0.47洋葱臭、大蒜木腥臭苄基氯化物0.047溶剂苄基亚硫酸盐0.0021硫磺臭溴0.047似膘自粉的刺激性臭正丁酸0.001酸臭二硫化碳0.21蔬莱硫磺臭四氯化碳(由二氯化碳氯化)21.4刺激性甘臭四氯化碳(由甲烷氯化〉100.0甘臭氯醛0.47似漂自粉的刺激性臭氯0.314胺臭、焦臭油臭二甲基乙酰胺46.8蔬莱硫磺臭二甲基亚硫酸盐0.001橡胶的烧臭二苯亚硫酸盐0.0047泥土臭、硫磺臭乙基硫醇0.001香甜气昧乙醇〈合成产品〉10.0塑料燃烧臭、泥土臭丙烯酸乙酯0.00047麦秸样干臭、有刺激性甲醛1.0刺激性臭氯化铵气体10.0腐蛋臭硫化氢(由硫化物制备)0.0047腐蛋臭硫化氢气体0.00047香甜气味甲醇100.0刺激性鱼臭一甲胺0.021鱼臭二甲胺0.047刺激性鱼臭三甲胺0.00021刺激性臭氨46.8刺激性臭苯胺1.0溶剂苯4.68香甜气味甲基氯化物>10香甜气味亚甲基氯化物214.0刺激性硫磺臭甲乙基酮10.0刺激性硫磺臭甲基异丁基酮0.47氯气臭、卫生球臭甲基硫醇0.0021鞋油臭、有剌激性三烯酸甲酯0.21焦油臭、有刺激性单氯基苯0.21香甜气味硝基苯0.0047氛化物溶剂臭对甲酚0.001医药品臭对二甲苯0.47干草臭对氯乙烯4.68洋葱臭、芥末臭酚0.047焦油臭、有刺激性光气1.0橡胶臭磷化氨0.021塑料臭、橡胶臭吡啶0.021硫磺臭苯乙烯(抗反应性)0.1似花的刺激性气味苯乙烯〈非抗反应性〉0.047卫生球臭、椽胶臭二氯化硫0.001医药用绷带臭、刺激亚硫酸气体0.47溶剂甲苯〈由焦炭制备)4.68甲苯(由石油制备〉2.14异氰酸盐2.14三氯乙烯21.4表0-1城市污水处理厂中产生的臭气物质物质名称臭气描述物质名称臭气描述乙醛舉实味乙胺类似氨味乙酸酸味乙號醇腐败的卷心菜味烯丙基硫醉大蒜味硫化氢臭鸡蛋味刺激的令人作呕的戊基硫醇腐是的甲胺腐肉的、鱼醒味苯甲基硫算讨厌的气味甲硫薛臭鸡蛋味丁胺氨味苯硫醇大蒜味N 丁烯硫醉臭矗味丙碗醇令人不愉抉的二丁墓胺鱼腥味辛辣的二异丙基胺鱼腥味糞臭寮令人作呕的二甲胺腐世的r迪嘔味硫甲酣臭鼬味二硫二甲垸腐败的蔬菜味类似大蒜味二甲基硫腐败的卷心菜味三甲腔刺激的、鱼腥味硫化二苯令人不愉快的国内外概况【日本】20 世纪 60 年代,在日本以鱼骨场、皮革厂为代表的恶臭污染投诉不断增加, 促使人们对恶臭污染的研究。
1966 年,宫城公害防止条例最早规定了以食盐水平衡法为基 础的恶臭浓度标准1971 年颁布实施了恶臭防止法如今,在日本恶臭和大气污染、水质 污染、土壤污染、噪音、震动、地盘下沉,被列为7 项典型环境公害,并制定了臭气浓度及 22 种单一恶臭物质的排放标准其主要测定及评价方法包括食盐水平衡法、检知管法、六 阶段臭气强度法、三点比较式臭袋法和九阶段快不快法等美国的恶臭污染来源主要为垃圾 焚烧、化工厂、咖啡焙烤等工业,1971 年颂布了《清洁空气法》,同时各州也规定了相应的 法律和标准恶臭的测定方法主要采用Scentometerf法和ASTM注射器法德国】德国在《联邦侵害防止法》及《有关空气质量的控制的技术指针》中,对有关 恶臭污染作出了规定,但没有给出具体标准及测定评价方法 1986 年开始采用臭气频度(1 年时间内臭气存在的时间数)作为恶臭评价的参数,1993 年在《环境大气中有关臭气的指 令》中规定了臭气频度、臭气时间的测定及计算方法,并针对不同地区规定了界限值中国】我国对恶臭污染的研究起步比较晚,参考日本的经验,于1993 年制定了恶臭 污染物排放标准,包括臭气浓度及三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、 苯乙烯8 种单一恶臭物质的厂界标准及排放标准;同时,对其测定方法也作出了具体规定。
恶臭的测定方法一.仪器测定法主要用于测定单一的恶臭物质,单一恶臭物质主要包括小分子的有机酸、酮、酯、醛类、 胺类,以及硫化氢、甲苯、苯乙烯等分析测定主要采用GC/MS、HPLS、离子色谱、分光光 度法等精密分析仪器进行,所以一般分析费用较高,分析时间也比较长仪器测定法是传统 的测定方法我国恶臭污染物排放标准中规定的8种恶臭物质的测定方法见表1表1 单一恶臭物质的测定方法序号控制项目测定方法标准序号1氨次氯酸钠-水杨酸分光光度法GB/T146792三甲胺二乙胺分光光度法GB/T146763硫化氢气相色谱法GB/T146784甲硫醇气相色谱法GB/T146785甲硫醚气相色谱法GB/T146786二甲二硫醚气相色谱法GB/T146787二硫化碳气相色谱法GB/T146808苯乙烯气相色谱法GB/T14677二.嗅觉测定法 恶臭物质往往是由许多物质组成的复杂复合体,比如垃圾产生的恶臭就包括氨、硫化氢、 甲硫醇等几十种恶臭气体这就给恶臭的测定和评价带来困难传统的仪器测定虽然能够测 定单一恶臭气体的浓度,但却不能反应恶臭气体对人体的综合影响为此人们引进了嗅觉测 定法即通过人的嗅觉器官对恶臭气体的反应来进行恶臭的评价和测定工作。
目前,我国环 境影响评价中对恶臭的嗅闻法多采用中国环境科学出版社出版的《空气和废气监测分析方法 (第四版)》中规定的恶臭监测方法:六阶段臭气强度法和三点比较式臭袋法对于水样,使 用定性描述法和臭阈值法六阶段臭气强度法】最初参照调香师的嗅觉感知,从0~5用六阶段臭气强度法表示具体 见表2,其中为环境标准值简单的测定方法是以6人为一组,按表2-1表示的方法,以10s的间隔连续测定5min所得的结果这种方法对测定人员的要求比较高,以0.5为一个判定单 位误差也比较大但臭气强度能和一定的恶臭物质浓度相对应二者存在正相关关系比如 1X10-6和5X10-6浓度的对应的臭气强度法分别为2.5和3.5表2-1臭气强度的分级臭气强度分级内容0无臭1可感知域值2可认知域值(认定阈值)2.53可轻松认知值(一般标准)3.54较强气味(强臭)5强烈气味(剧臭)【三点比较式臭袋法】在六阶段臭气强度法基础上改进的方法称为三点比较式臭袋法, 又称臭气浓度法,所谓臭气浓度指恶臭气体(包括异味)用无臭空气进行稀释,稀释到刚好 无臭时,所需的稀释倍数具体方法是将3个无臭塑料袋之一装入恶臭气体后,让6人一组的 臭气鉴定员鉴别,逐渐稀释恶臭气体,直到不能辨别为止。
去掉最敏感和最迟钝的两个人, 以其他人的平均值作为最后的测定结果臭气鉴定员只要是年满18岁、嗅觉没有问题的人, 经检查合格均可申请做臭气鉴定员这种方法的特点是不是直接判断臭气强度的大小,而是 通过判定臭气的有无,再通过计算,间接判定臭气的强弱,现在此方法已作为国家标准发布(GB/T 14675)臭气浓度是根据嗅觉器官试验法对臭气气味的大小予以数量化表示的指标,用无臭的清洁空气对臭气样品连续稀释至嗅辨员阈值时的稀释倍数叫作臭气浓度定性描述法】本方法适用于天然水、饮用水、生活污水和工业污水中臭的检验最好在水样采集后6小时内完成检验这种检验方法的要点是:取100mL水样于250mL锥形瓶中, 检验人员依靠自己的嗅觉,分别在20°C和煮沸稍冷后闻其臭,用适当的词语描述其臭特征, 并按表2-2划分的等级报告臭强度表2-2 臭强度等级等瓠强度说 明0无无任诃气味1徴弱—般饮用者游于察觉.嗅觉驗感者可以察觉Z弱一股饮用者测能寮觉3明显已能明显察觉1不加处理1不能恢用4有很明显的臭味5很强有强烈的恶臭【臭阈值法】本方法在研究及水处理工作中采用,适用于近无臭的天然水至臭阈值高达 数千的工业废水1. 方法原理 用无臭水稀释水样,直至闻出最低可辨别臭气的浓度(称臭阈浓度),用其表示臭的阈 限。
水样稀释到刚好闻出臭味时的稀释倍数称为臭阈值(TON)由于检验人员嗅觉敏感性有 差异,在过度工作中敏感性会减弱,甚至每天或一天之内也不一样此外,各人对臭特征及 产臭物浓度的反应也不相同因此,确定检验臭阈值的人数视检测目的、费用和选定检验人 员等条件而定一般情况下至少5人,最好10人或更多,方可取得精度较高的结果检臭人 员的嗅觉灵敏程度可用邻甲酚或正丁醇测试,嗅觉迟钝者不能入选在检验前,必须避免外 来气味的刺激2. 仪器全部仪器应洗涤干净,用无臭水淋洗,不带任何气味① 500m l具塞锥形瓶② 0~100°C温度计③ 恒温水浴3. 试剂无臭水4. 步骤通过初步测验后,选定检臭人员虽不需要嗅觉特灵的人,但嗅觉嗅觉迟钝者不能入选 要求检测人员认真对待此工作,必须避免外来气味的刺激,如在检验前吃食物,或用过香皂、 香水、修脸剂的影响保证检验人员不因感冒或厌烦而对测臭不合要求在他们出现疲劳之 前,给予有限的检验次数,并在无气味的房间中经常休息保持在检臭实验室不分散注意力, 不受气流及气味的干扰不要让检验人员制备试样或知道试样的稀释浓度样瓶编暗码先 给以最稀的试样,逐渐升高浓度,以免闻了浓的试样后产生嗅觉疲倦。
试样温度保持在60 ±1C① 吸取2.8、8、12、50、500和200ml水样分别放入500ml锥形瓶中,各加无臭水使总体 积为200ml,于水浴内加热至60±1C② 检验人员取出锥形瓶时,手上不能有异臭,不要触及瓶颈振荡锥形瓶2~3s,去塞后, 闻其臭气,与无臭水对比,记录肯定闻出最低臭气的水样浓度表3-1水样不同臭强度的稀释情况在铀测中肯迄刚刚閒出莫气的银低水样基升数200501222水哮(E)臭阈值稀释至200册试样系歹盼 水梓(胡)臭阈偵原水样低积(ini)和鬼阈值 zR栏(ml) 具風值水样伽》臭圍值2001504172,87D140L4356阳242D[国)1002258573S141O70317124050L0200③ 从上述粗侧结果,依据肯定闻出最低臭气的水样体积,按表3-1配制适宜的水样稀释 系列各瓶编以暗码,可插入两瓶或多瓶空白样,但不要放重复的稀释样④ 将样瓶加热至60±1C,从最低浓度开始,按同样的方式闻样品的臭气闻出臭气的 水样记录“+”号,未闻出的记录“-”号5. 计算①用“臭阈值”表示结果闻出气体的最低浓度称为“臭阈浓度”,水样稀释到闻出臭 气浓度的稀释倍数称为“臭阈值”。
自用洁 水样体积(mL)十无臭水体积(mL)昊國值= 水样■体积沁) ②按表3-2方法记录出现闻到臭气的稀释样,例如稀释后体积为200ml表3-2某水样稀释检测臭的结果原水样体积(ml)120172503550反应———+—++该水样最低取用25ml稀释到200m l时闻到臭气,其臭阈值为8必要时,可配中间稀释样 例如20ml水样稀释至200m l时闻到臭气,则臭阈值为10③有时,出现水样浓度低的为“+”,而浓度高的为“-”,此时以连续开始出现“+” 的那个水样的稀释倍数作为臭阈值例如:增高水样浓度一闻臭气结果:- - + - + + + +臭阈值 由连续出现阴性至连续出现阳性,其中包括的水样越多,说明检验的精度越差如果有 人参加检验,用几何均值表示臭阈值表3-3某水样臭阈值数人测定结果无臭水(ml)水样(ml)检验人员的反应1234518812—————17525—+—++2000—————15050+———+2000—————100100+++++0200++++—根据表3-3的结果,各检测人员得到的臭阈值如表3-4所示表3 -4各检验人员检测水样的臭阈值检验人员12345臭阈值48228几何均值等于几个数字积得几次方根:4X8X2X2X8=10245io24 =4 (臭阈值)6. 注意事项① 如水样含余氯,应在脱氯前后各检验一次。
用新配制的硫代硫酸钠溶液(3.5gNa2S203 •屯0溶于1000ml水中,1ml此溶液可除去0.5mg余氯)滴定脱除② 臭阈值随温度而变,报告中必须注明检验时的水温有时也可用40°C作为检臭温度三.嗅觉感受器测定法近年来发展比较快的是嗅觉感受器测定法,其原理是模仿人的嗅觉器官,制成可测定不 同恶臭气体的感受器,感受器的种类包括有机色素膜感受器、有机半导体感受器、金属酸化 物半导体感受器、光化学反应感受器、合成脂质膜水晶震动子感受器等比如合成脂质膜水 晶震动子感受器的原理是利用人工合成的双分子膜接触到恶臭物质后产生重量变化,将这种 变化转变成周波数的形式加以检测,最低检出可达10-9ng水平臭气强度法、三点比较式臭袋法、仪器测定方法、感受器测定法4 种方法各有特点4种测 定方法之间的比较见表4表4不同恶臭测定方法之间的比较测定方法测定原理测定对象主要问题特点三点比较人的主要为复容易产生嗅觉疲劳判定臭气的有无式臭袋法嗅觉合臭气不能进行大量测定不需特殊装置臭气强人的单一臭气或容易产生嗅觉疲劳直接判定臭气强度的度法嗅觉复合臭气不能进行大量测定大小,不需特殊装置仪器测化学主要为测定费用咼用 3E 5 FG, HIJE,离子定方法分析单一臭气测定时间较长色谱等进行精密分析感受器电阻,共振周单一臭气或存在其他气体可进行快速连续测定测定法波数等的变化复合臭气的干涉问题恶臭污染的评价从发生源向大气扩散的恶臭物质对环境的影响使环境气体的组成发生变化,从而引起人 们对恶臭的嗅觉感觉。
恶臭的污染发生过程一般包括臭气发生过程、大气扩散过程、感觉- 意识过程三部分其中,恶臭发生过程的主要影响因素为不同发生源恶臭产生的工艺、产生 的形态(烟源条件、排气特性) 、产生模式等,产生的恶臭物质对应不同的气象条件、地 形条件在大气中扩散,在感觉-意识过程中人的身体状况、心理状态、对恶臭的关心程度、 环境意识的不同等为主要影响因素恶臭污染评价的目的就是要针对这三个过程,对可能造 成的恶臭污染加以分析,并提出切实可行的措施,以保证人们有一个舒适的空气环境一. 臭气的评价指标恶臭的评价要素一般包括恶臭的强度、广泛性、性质等几个方面其中臭气浓度作为恶 臭广泛性的代表. 是比较常用的一个恶臭环境影响评价指标恶臭作为气体形式的一种,其 环境影响预测可按与大气质相同的方法进行但由于现在单质恶臭气体的分离和定量还存在 一定的困难,各成分间相加,相乘,拮抗作用等原理尚未清楚了解,所以一般用臭气排出强 度 0RE(Odor Emission Rate)进行预测ORE二Q XC式子中,ORE为臭气排放强度;Q为单位内气体排出量m^min; C为臭气浓度当恶臭的发生源为复数时,各个发生源的总和为总臭气排出强度TOER)。
当烟源的高 度较低,用大气扩散模型预测比较困难时,可通过类似设施的调查,计算出臭气排出强度, 并根据稀释比来推定建设项目的臭气浓度这种方法是一种比较粗的预测方法另外,不同的臭气会给人以不同的嗅觉感觉,对不同的臭气的这种性质的描述目前还没 有统一的规范其原因一是臭气的种类太多,如比较常见的单质恶臭气体就有几十种,复合 恶臭气体就更多;二是即使对同一种恶臭气体,不同的人对其性质也会有不同的描述日本 的齐藤幸子等在对常见的单质恶臭气体和7 种复合恶臭气体的性质描述中,就使用了多达 180种的表述语二. 预测方法可用大气扩散式对恶臭的扩散进行预测大气扩散式有多种,大气环境评价中常用的 常规高斯烟流模式形式为:式中,C为恶臭污染物地面浓度;u为有效源高处平均风速,m/s为横向距离,m; H(为有e效源高,m; oy为水平方向扩散参数,m; oz为垂直方向扩散参数,m; Q为T0ER其中oy、° z可采用Pasquill-Gifford扩散参数,对有效源高、有效源高处平均风速的计算,各种 大气污染评价的资料中都有介绍需要指出的是在实际计算时,常用的烟气抬升公式有10 多种,并存在参数选择的差异,所以要根据实际情况来选择模型和参数。
三. 臭气浓度的补正Pasquill-Gifford扩散参数对应的评价时间为30~60min, —般感觉恶臭的时间在数秒至15s之间,平均为10s臭气捕集时间所对应的臭气浓度按下式计算:C=(T /T)rXCs k s k式中,C为捕集时间,T所对应的臭气浓度;Ck为捕集时间;Tk所对应的臭气浓度;r为s s k k定数,一般取0.2。