臭与臭阈值.docx

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臭气种类乙醛醋酸丙酮丙烯醛丙烯腈丙烷氯化物苄基氯化物苄基亚硫酸盐溴正丁酸二硫化碳四氯化碳(由二氯化碳氯化)四氯化碳(由甲烷氯化氯醛氯二甲基乙酰胺二甲基亚硫酸盐二苯亚硫酸盐乙基硫醇乙醇合成产品丙烯酸乙酯甲醛氯化铵气体硫化氢(由硫化物制备)硫化氢气体甲醇一甲胺二甲胺三甲胺氨苯胺苯甲基氯化物亚甲基氯化物甲乙基酮甲基异丁基酮甲基硫醇三烯酸甲酯单氯基苯硝基苯对甲酚对二甲苯对氯乙烯酚光气磷化氨吡啶苯乙烯(抗反应性)苯乙烯非抗反应性二氯化硫亚硫酸气体甲苯由焦炭制备)甲苯(由石油制备异氰酸盐三氯乙烯0.211.0100.00.2121.40.470.0470.00210.0470.0010.2121.4100.00.470.31446.80.0010.00470.00110.00.000471.010.00.00470.00047100.00.0210.0470.0002146.81.04.6810214.010.00.470.00210.210.210.00470.0010.474.680.0471.00.0210.0210.10.0470.0010.474.682.142.1421.4木腥臭酸臭(酸味)化学甘臭、有刺激性焦臭、有刺激性洋葱臭、大蒜臭洋葱臭、大蒜木腥臭溶剂硫磺臭似膘自粉的刺激性臭酸臭蔬莱硫磺臭刺激性甘臭甘臭似漂自粉的刺激性臭胺臭、焦臭油臭蔬莱硫磺臭橡胶的烧臭泥土臭、硫磺臭香甜气昧塑料燃烧臭、泥土臭麦秸样干臭、有刺激性刺激性臭腐蛋臭腐蛋臭香甜气味刺激性鱼臭鱼臭刺激性鱼臭刺激性臭刺激性臭溶剂香甜气味香甜气味刺激性硫磺臭刺激性硫磺臭氯气臭、卫生球臭鞋油臭、有剌激性焦油臭、有刺激性香甜气味氛化物溶剂臭医药品臭干草臭洋葱臭、芥末臭焦油臭、有刺激性橡胶臭塑料臭、橡胶臭硫磺臭似花的刺激性气味卫生球臭、椽胶臭医药用绷带臭、刺激溶剂表0-1城市污水处理厂中产生的臭气物质国内外概况【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05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110-6和510-6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）2.533.5可轻松认知值（一般标准）4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【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。500ml具塞锥形瓶0100温度计恒温水浴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601。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601。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23s，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。将样瓶加热至601，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 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”。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200ml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200ml时闻到臭气，则臭阈值为10。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：48228=1024=4（臭阈值）6.注意事项如水样含余氯，应在脱氯前后各检验一次。用新配制的硫代硫酸钠溶液（3.5gNa2S2O3H2O溶于1000ml水中，1ml此溶液可除去0.5mg余氯）滴定脱除。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式臭袋法人的嗅觉主要为复合臭气容易产生嗅觉疲劳不能进行大量测定判定臭气的有无不需特殊装置臭气强度法人的嗅觉单一臭气或复合臭气容易产生嗅觉疲劳不能进行大量测定直接判定臭气强度的大小，不需特殊装置仪器测定方法化学分析主要为单一臭气测定费用高测定时间较长用3E 5 FG，HIJE，离子色谱等进行精密分析感受器测定法电阻，共振周波数等的变化单一臭气或复合臭气存在其他气体的干涉问题可进行快速连续测定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ORE(Odor Emission Rate)进行预测。ORE=QC式子中，ORE为臭气排放强度；Q为单位内气体排出量m3/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