多重惡臭污染源對環(huán)境的影響評估分析
隨著人們生活水平的提高,城市居民對于自身生活質量和周圍環(huán)境的要求也逐步提高。因此,對于一些污染的投訴也日益增多,惡臭污染便是其中投訴的重點之一。惡臭污染是一種直接作用于人的嗅覺的污染。我國的惡臭污染情況較為復雜,惡臭污染源既有化工廠、制藥廠、食品廠等點源,又有排污河、污水處理廠、垃圾填埋場等線源、面源、散發(fā)源等,各污染源彼此交錯,因此給環(huán)境管理部門對惡臭污染源的判別造成了較大的困難。
本項研究以某居住區(qū)周邊的工廠、排污河、垃圾堆放場的惡臭污染影響為例,通過在不同風向下的采樣、測試、分析及對工廠特征物質的監(jiān)測,以判定不同污染源對周圍環(huán)境的影響程度。
1 項目概況
該研究項目中的工廠為焦化廠,廠界長約600m,寬約300m。該廠的配煤、粉碎、煉焦等車間均已安裝了相應的環(huán)保治理設施,達到排放標準,但粗焦油儲罐未安裝相應的治理設施,為無序排放源。焦化廠的北側約300m處及西側約600m處有居民區(qū),焦化廠與居民區(qū)之間有農田相隔。據(jù)當?shù)鼐用穹从硶r常能聞到工廠散發(fā)出的異味,為此曾多次向環(huán)境管理部門進行投訴。但由于居民區(qū)周圍同時存在著排污河、農灌水渠和垃圾堆放場等多個污染源,因此需判定不同污染源對于居民區(qū)的影響情況及影響程度。各污染源、居民區(qū)的位置見下圖。
居民區(qū)②南側的排污河為天津市的主干排污河— 南排污河,其是天津市工業(yè)廢水和生活污水的主要排污河渠,全長83km,距離居民區(qū)②約50m,此段河寬度約10m。南排污河年排污水量約為3647萬m3 ,其水質特征見表1。
由于該排污河水體污染嚴重,流動性較差,厭氧菌大量繁殖,降解水中有機污染物時會產生惡臭氣體。農灌水渠引南排污河河水,位于居民區(qū)①東側約100m處,寬約3m,伴有惡臭氣味。垃圾堆放場距離居民區(qū)②約 400m,主要收集周圍居民區(qū)的生活垃圾,垃圾在厭氧降解的過程中會產生惡臭氣體。
由于不同的污染源位于居民區(qū)的不同方向,且惡臭污染受風向的影響很大,因此東風時,農灌水渠是居民區(qū)①的惡臭污染源,焦化廠可能會對居民區(qū)②造成惡臭影響;南風時,焦化廠、南排污河位于居民區(qū)①的上風向,是潛在的惡臭污染源,同時南排污河可能會對居民區(qū)②造成惡臭污染;西風時,垃圾填埋場可能會對居民區(qū)②造成惡臭污染;北風時,居民區(qū)不受各污染源的影響。
2 采樣及分析
由于惡臭污染受風向的影響很大,惡臭污染區(qū)域往往在污染源的下風向,因此本項研究根據(jù)各污染源與居民區(qū)的位置關系,在東、南、西、北各風向條件下對居民區(qū)及各污染源進行監(jiān)測以判定各污染源對周圍環(huán)境的影響情況(監(jiān)測點位見上圖)。其中焦化廠的采樣點位設置在儲油罐的罐口,南排污河與農灌水渠的采樣點位設置在下風向河道旁5m內,垃圾填埋場的采樣點位設置在場內下風向場界處,居民區(qū)采樣點位設置在居民區(qū)中心位置。
由于排污河及垃圾堆放場常見的惡臭污染物為硫化氫、氨,因此本項目選取硫化氫、氨作為判定因子,同時對工廠排放的VOCs進行定性分析,并在居民區(qū)①和居民區(qū)②對工廠的特征排放物進行監(jiān)測,以確定工廠是否會對居民區(qū)造成污染。評價標準為《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)、《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》(TJ36-79)。硫化氫采樣分析方法采用的是亞甲基蘭分光光度法,大氣采樣器(青島嶗山應用技術研究所2020型)采集樣品體積60L,紫外分光光度計(上海光譜儀器有限公司752型)在630nm處進行分光光度測定。氨采樣分析方法采用的是納氏試劑分光光度法(GB/T14668- 93),大氣采樣器(青島嶗山應用技術研究所2020型)采集樣品體積30L,紫外分光光度計(上海光譜儀器有限公司752型)在420nm處進行分光光度測定。VOCs的定性分析采用的是美國環(huán)境保護署(EPA)TO14方法,用3.2L的采樣罐采樣,導入一定體積樣品進入預冷凍濃縮系統(tǒng)進行低溫捕集,快速升溫后進氣相色譜/質譜(GC/MS)分析。
(1)實驗儀器
3.2L采樣罐:Entech Silonite Canister;預冷凍濃縮系統(tǒng):Entech7100;采樣罐自動進樣器: Entech7016;氣相色譜:安捷倫5890;質譜:安捷倫5972。
(2)預冷凍濃縮系統(tǒng)條件
1)一級冷阱
進樣體積:400mL;捕集阱溫度:-150℃;預熱溫度:20℃;解析溫度:20℃;烘烤溫度:130℃;烘烤時間:5min。
2)二級冷阱
捕集阱溫度:-50℃;解析溫度:180℃;解析時間:3.5min;烘烤溫度:190℃。
3)三級冷阱
捕集阱溫度:-160℃;進樣時間:2min;烘烤時間:2min。
(3)GC/MS分析條件
1)GC 色譜柱:DB-5ms,60m×0.32mm×1.0μm;載氣:氦氣;載氣流速:1.5mL/min;初始柱溫:35℃(5min);程序升溫:5℃/min升溫到150℃(在150℃停留0min), 15℃/min升溫到220℃(7min)。
2)MS 接口溫度:280℃;EI源溫度:230℃;四極桿溫度:150℃;掃描方式:全掃描(scan);質量范圍: 30~180amu;掃描時間:<1s。
樣品連續(xù)采集三天,每天三次,取平均值。
3 結果與討論
(1)居民區(qū)硫化氫的監(jiān)測結果(見表2)
由表2可知,居民區(qū)①的硫化氫濃度由高到低依次排列為南風>東風>北風>西風,但數(shù)值比較接近且均未超過標準限值,這說明各污染源對居民區(qū)①的硫化氫影響較??;居民區(qū)②硫化氫濃度由高到低依次排列為南風>東風≥西風>北風,特別是南風時濃度明顯高于其他風向,且超出標準限值1.8倍,說明南排污河對于居民區(qū)②的硫化氫污染較為嚴重。
(2)居民區(qū)氨的監(jiān)測結果(見表3)
由表3可知,居民區(qū)①南風、東風、西風時氨的濃度明顯高于北風本底值,由高到低依次排列為南風>東風>西風>北風,說明各污染源排放的氨對于居民區(qū)①均有一定的影響,尤其是南風時超出標準限值,說明焦化廠對居民區(qū)①的氨污染較為嚴重;居民區(qū)②的氨濃度由高到低依次排列為北風>南風>西風>東風,北風本底值高于其他風向,可能是居民區(qū)②的北方存在其他的污染源,例如生活垃圾、旱廁、堆肥等都可能構成惡臭污染源,還需進一步排查確定,東風時氨的濃度較低,說明焦化廠對居民區(qū)②的氨污染較小。
(3)各污染源硫化氫和氨的濃度(見表4)
另外,通過對焦化廠粗焦油儲罐散發(fā)的氣體組分進行定性分析,發(fā)現(xiàn)廢氣中含有1-乙基-2-甲基苯、 1,2,4-三甲基苯、異丙苯、1-乙烯基-2-甲基苯、萘、 2-甲基萘等芳香類化合物。同時,在焦化廠為上風向時,在居民區(qū)①監(jiān)測到工廠的特征污染物萘,說明焦化廠對于居民區(qū)①有一定的惡臭污染影響。在居民區(qū)②未監(jiān)測到焦化廠的特征物質。
通過以上監(jiān)測結果,可以分析出造成居民區(qū)①的惡臭污染主要為南風時焦化廠排放的氨和一些芳香類化合物,另外東風時農灌水渠散發(fā)的氨也會對居民區(qū)①造成一定的惡臭影響;居民區(qū)②的惡臭污染源主要是南排污河散發(fā)的氨和硫化氫,北風時氨的濃度偏高可能是存在生活垃圾、旱廁、堆肥等其他污染源,由于與焦化廠距離較遠,居民區(qū)②應不會受焦化廠的排放影響。
根據(jù)焦化廠的污染源和排放污染物的性質,建議該廠應將粗焦油儲罐密閉存放,采用集氣罩收集處理,選用的處理方法可為淋洗、生物過濾、活性炭吸附的三級處理工藝。
4 結論
多重惡臭污染源對環(huán)境的復合影響給環(huán)境部門的管理與控制帶來了困擾。常見的多重惡臭污染源有以下幾種情況:
(1)多個污染源位于環(huán)境敏感點的不同方位,可根據(jù)各污染源與環(huán)境敏感點的相對位置關系,制定不同風向條件下的采樣測試方案進行分析。
(2)多個不同類型的污染源位于環(huán)境敏感點的相同方位,可針對各污染源的特征揮發(fā)惡臭物質進行監(jiān)測判別。
(3)多個相同類型的污染源位于環(huán)境敏感點的相同方位,這種情況比較復雜,需對污染源的源強進行測試,并結合大氣擴散數(shù)學模型判定各污染源的影響大小。
參考文獻:
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