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垃圾转运站恶臭污染物研究

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[摘要]臭气是垃圾转运站对周边环境影响最大的污染源之一。2006年,国家建设部颁布实施了两个相关行业标准,明确规定须对臭气污染进行检测、评价和防治。我国对恶臭的评价和管理实行统一的标准(GB14554-1993恶臭污染物排放标准),该标准为1993年参考日本的经验制订,规定了8种单项恶臭污染物指标和1个综合指标臭气浓度的标准限值。垃圾转运站不同于一般的工业企业,多建设于城市中心的商业居民等混合区中,因垃圾分类及分类处理严重滞后,各种垃圾混杂在一起造成强烈的恶臭,这种恶臭气体的组成复杂,缺乏规律性,有其明显的行业特点和特殊性。所以,现行的国家标准是否适用于垃圾转运站,垃圾恶臭有无其它的特征性物质,仍未有明确判断。针对这些问题,本文报道了部分广州市垃圾转运站的臭气实验结果,在分析总结所得数据的基础上,试图找出垃圾转运站恶臭物质的特点。 1采样与检测方法 设置的垃圾转运站臭气采样点包括若干厂界点和若干站内点,厂界点设置在垃圾站边界1-3m处,站内点设置在垃圾站的操作区或设备间。采样按照相关标准分析方法

臭气是垃圾转运站对周边环境影响最大的污染源之一。2006年,国家建设部颁布实施了两个相关行业标准,明确规定须对臭气污染进行检测、评价和防治。我国对恶臭的评价和管理实行统一的标准(GB14554-1993恶臭污染物排放标准),该标准为1993年参考日本的经验制订,规定了8种单项恶臭污染物指标和1个综合指标臭气浓度的标准限值。垃圾转运站不同于一般的工业企业,多建设于城市中心的商业居民等混合区中,因垃圾分类及分类处理严重滞后,各种垃圾混杂在一起造成强烈的恶臭,这种恶臭气体的组成复杂,缺乏规律性,有其明显的行业特点和特殊性。所以,现行的国家标准是否适用于垃圾转运站,垃圾恶臭有无其它的特征性物质,仍未有明确判断。针对这些问题,本文报道了部分广州市垃圾转运站的臭气实验结果,在分析总结所得数据的基础上,试图找出垃圾转运站恶臭物质的特点。 
1采样与检测方法 
设置的垃圾转运站臭气采样点包括若干厂界点和若干站内点,厂界点设置在垃圾站边界1-3m处,站内点设置在垃圾站的操作区或设备间。采样按照相关标准分析方法的要求进行。 
臭气浓度分析方法为国家标准方法《三点比较式臭袋法》(GB/T14675-1993)。 
GB14554-1993规定的恶臭单项指标和臭气全成分分析方法依据美国EPA方法(USEPA Method To-15),采用Entech 7100.Preconcentrator-Agilent 5973GC/MS联用系统进行分析。前者用质谱单扫方式(SIM),根据标准物质的保留时间和响应值定性和定量;后者用质谱全扫描方式,通过标准谱库和保留时间进行定性,峰面积归一化法相对定量。 
2恶臭指标检测结果与分析 
垃圾转运站各厂界点部分恶臭指标的检测结果见表1。 
表1垃圾转运站边界点恶奥污染指标检测结果 


本次监测的垃圾转运站全部为1994年6月后建于商业、交通、民居等混合区中,按照《环境空气质量标准》(GB3095-1996),其环境空气质量功能区为二类区,相应执行恶臭污染物排放标准中的二级标准限值(新改扩建),表1同时列出了一级标准限值。 
检测数据显示,四种硫类恶臭物质的含量均低于标准限值。除个别数据外,绝大多数仅为标准值的十分之一或百分之一,如甲硫醇、甲硫醚的检测值,比国家一级标准限值还低很多。但相同采样点的臭气浓度值远超过标准控制值20,最大值为91,高出标准限值3倍多。结合以前本实验室的检测结果,氨、三甲胺、二硫化碳、苯乙烯的指标值一般也远低于标准控制值。说明综合指标臭气浓度和各恶臭单项指标之间存在严重的同步差异,即各恶臭单项指标达标,也会存在严重的环境臭气影响。 
垃圾站内恶臭指标的检测结果见表2。 
表2垃圾转运站站内点恶臭指标检测结果 


现场采样中,垃圾转运站站内的臭味比其边界点强烈的多。与此相符合,表2中的几种恶臭指标的检测值普遍比表1中的高。尤其是臭气浓度,多数都超过200,最高的为733。但同时发现,站内点恶臭指标检测数据的变化范围更大,如甲硫醇在表2和表1中的变化范围分别为0.12~1.54μg/m3和0.12~0.52μg/m3。用SAS统计软件比较表1和表2中的同一指标的均值和方差,显著性水平取0.05,T检验的结果见表3。 
表3垃圾转运站边界点和站内点同一恶臭物检测值的T检验 


数据分组中1组为站边界点即表1的数据,2组为站内点即表2的数据。统计结果显示,所有恶臭指标的方差齐性检验的P值均小于0.05,达到显著水平。这说明:比较同一恶臭指标在垃圾站边界点和站内点的浓度变化范围,两个变化范围间的差异很大,在统计上达到显著水平。除硫化氢的P值为0.0103外,其它指标的P值均小于0.0001,达到极显著水平。如表3,从标准差数据上可明显看出站内点各数据的波动比边界点的大很多,如二甲二硫的值,垃圾站边界点的标准差为11.83μg/m3,而站内点的达到了202.56μg/m3。这一方面说明垃圾站臭气的复杂性;另一方面,垃圾转运站臭气是间歇式无组织排放,臭气成分随采样时出人垃圾站的垃圾种类的不同而呈现较大的差异,这种不同显然对站内点各恶臭指标的影响更大。 
由于方差和均值在同一方向变化,导致在均值的比较中,尽管两组恶臭单项指标的均值间有很大差别,如二甲二硫,分别为5.40μg/m3和127.33μg/m3,但T检验的P值仍大于0.05,说明两数据间的差异并不显著。差异显著的甲硫醚的P值为0.044,仅稍小于0.05,唯一例外的是臭气浓度指标,P值为0.006,差异性达到了极显著性水平。综合分析,两类指标间不能互相印证或说明,臭气浓度的显著变化并没有带来其它臭味单项指标的相应变化。如石牌东垃圾站的数据,站内点臭气浓度为417,比边界点的高值74有显著的增大,但同一样品的甲硫醇的测定值反而减少了。

3.臭气成分分析 
垃圾臭味成分异常复杂,文献报道[3]曾检出100多种物质,能引起恶臭污染的主要有12种。本次实验采用钢瓶采样液氮冷却的预浓缩方法,检测了18个臭气样品,共检出61种物质,检出率在50%以上的有28种,见表4。 
表4结果表明,垃圾臭气的主要构成类别为烷烃、卤代烃、苯系物、醇、酮、酯、醚、萜烯类等。结合平均含量和标准差数据分析,垃圾恶臭污染物主要有二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、柠檬烯、乙醇、丙酮、丁酮等。 
该实验结果与文献3有一定差别:很少检出有机硫化合物和苯乙烯,18个臭气样品中仅有5个样品检出二甲二硫,1个样品检出苯乙烯。即使检出,硫类成分在垃圾臭气中的含量也很少,但因嗅觉阈值低,仍可能是垃圾臭气中的主要呈臭物质。另外,本次实验检出物质的种类较少。这些问题可能是臭气采集、预浓缩方法、质谱扫描方式不同(本次实验采用质谱全扫描方式,灵敏度比提取离子模式低2-3个数量级)等原因造成。 
但和文献3相同,实验没有检出有机胺类物质,说明该类物质可能不属于垃圾恶臭的特征性物质。在28种主要挥发性有机物中,发现美国环境保护局(USEPA)优先控制的“三致”污染物5种:二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、乙苯,并且检出率很高,这和文献的报道相一致。 
4结论 
(1)应用国家恶臭污染物排放标准(GB14554-1993)评价垃圾转运站的恶臭气体排放,综合指标臭气浓度普遍超标,但相应的恶臭单项污染物指标却远低于标准限值,两类指标的检测数据间存在严重不符。 
(2)垃圾转运站臭气中标准规定的恶臭指标的含量存在较大的变异,且在垃圾站内的变异程度更大;多数恶臭单项指标在垃圾站内和垃圾站边界点的测定均值间无显著差异。 
(3)垃圾转运站臭气主要由烷烃、卤代烃、苯系物、萜烯、醇、酮等组成,垃圾恶臭污染物主要来自卤代烃和苯系物,它们同时属于危害严重的“三致”污染物,另外可能还包括含量低、嗅觉阈值低的有机硫类化合物。而有机胺类化合物可能不属于垃圾恶臭的特征性物质。 
表4垃圾转运站臭气的主要化学成分 


参考文献: 
[1]CJJ47-2006,生活垃圾转运站技术规范[S]. 
[2]CJJ109-2006,生活垃圾转运站运行维护技术规程[S]. 
[3]郑曼英,罗海醌.垃圾转运站空气中挥发性有机化合物分析[J].城市环境与城市生态,2004,17(4):13-14.


来源:环境工程
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