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惡臭污染管理方法

來源:西安聚能儀器有限公司   2025年07月14日 07:25  

  目前,排放標準是我國控制惡臭污染的主要手段,國家和地方標準中規定了有組織排放和無組織排放的臭氣質量濃度限值和受控物質的排放質量濃度限值、允許排放速率.然而面對日益嚴峻的惡臭污染形勢,單一的排放標準已經不能滿足復雜的惡臭污染現狀,監測技術手段、評價方法以及污染控制與治理措施等配套管理規范的缺失,導致污染投訴取證難、污染情況評價難、污染問題治理難,嚴重阻礙了我國惡臭污染防治與管理的發展.

  歐洲、美國等國家和地區從20世紀60年代開始針對惡臭污染開展分析和研究工作,制定了相關法律法規、評價體系、監測技術標準等一系列管理措施,構建了惡臭污染管理體系,并收到良好控制效果.因此,借鑒歐美發達國家的成功經驗,系統分析世界范圍內主要使用的惡臭管理辦法,比較發達國家與我國惡臭管理體制,總結我國惡臭污染管理存在的問題,對我國惡臭污染防治與管理具有重要的現實意義.

  1惡臭污染管理方法

  惡臭污染是一個非常復雜的問題:一方面,異味是由混合氣味物質引起的,成分復雜、難于檢測;另一方面,氣味作為一種感官屬性具有明顯的主觀性,導致其評價存在較大困難.為此,大多數國家和地區將多種管理方法綜合使用,確保法規標準、感官和儀器分析評價、控制技術及投訴機制有機結合,構建了“以防為主、防治結合”的管理體系.這些方法具有豐富的實戰經驗,治理效果好,涉及法律法規、控制標準和評價方法三方面內容,具體包括法律法規政策、物質濃度無組織源排放標準(ambient concentrationcriteria for individual chemicals)、臭氣濃度無組織源排放標準(ambient concentration criteria for odor)、有組織源排放標準(quantitative emission criteria)、技術標準(technology criteria)、安全防護距離(minimumseparation distances)、氣味強度范圍(odor intensityscales)、氣味指數(odor index)、投訴標準(complaintcriteria)和綜合因素(FIDOL)評價法10種常用方法,為我國提供了豐富的管理經驗。

  1.1法律法規政策

  公害法是使用時間最長、應用泛的氣味管理方法,大部分發達國家和地區均設立了公害法,如美國50個州中的42個州使用公害法管理氣味污染,歐洲的公害法可追溯到19世紀末.這類法律制定的目的是確保任何情況下產生的氣味都不會引起困擾,保證人民的生活質量,主要管理對象為企業和工廠.

  公害法作為一項重要的法律,雖然具有強制性,但規定內容較籠統,具體實施較困難.如居民不了解投訴管理標準、與企業之間容易產生矛盾甚至沖突,而監管機構夾在中間沒有一個明確、公平的手段來解決問題.

  1.2控制標準

  對于排放源,大多數地區采取多種控制標準共同管理的方式,包括物質濃度無組織源排放標準和臭氣濃度無組織源排放標準及有組織源排放標準和技術標準.

  1.2.1物質濃度無組織源排放標準

  該標準的制定依據是根據企業類型、地區功能區劃分和功能區之間的距離、人口密度以及投訴情況等因素確定,并參照大氣排放標準、行業排放標準以及健康風險標準.大多數國家和地區的標準值以平均時間和頻率計.如加拿大安大略省規定,排放標準以平均時間為10 min、30 min、1 h和24 h計,平均時間的選擇依據為該物質出現的頻次和毒性,出現頻率越高、毒性越強,時間選擇越短,標準限定越苛刻;此外還有少數地區的排放標準與土地使用標準有關,如韓國根據土地使用情況制定了工業區和居民區的8種惡臭物質允許值,如表1所示.該管理辦法能夠將限值規定到每種物質,有針對性地集中解決污染問題,并根據幾種物質的超標情況,推斷惡臭污染來源.但排放標準不可能規定所有物質,容易在物質篩選和限值確定過程中出現問題.

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  1.2.2臭氣濃度無組織源排放標準

  該控制標準依據人的感受直接反映惡臭污染情況,應用較為廣泛.大多數國家和地區的臭氣濃度標準僅用于污染管理指導,不作為強制執行標準.各地區規定臭氣濃度標準的應用范圍不盡相同,主要根據當地的實際污染情況決定.主要包括:①針對污染嚴重、投訴頻發的行業規定臭氣濃度排放標準,美國加利福尼亞州規定了污水處理廠和垃圾填埋場的臭氣濃度標準;荷蘭規定了面包房(5 OUE/m3)(OUE,Odor Unit Emission)和屠宰場(0.55 OUE/m3)的標準限值;②針對高敏感地區規定臭氣濃度標準,新西蘭規定高敏感地區包括高密度居民區、商業區和娛樂區,臭氣濃度均不得超過2 OU/m3(OU,Odor Unit);③針對土地使用方式不同規定臭氣濃度標準,韓國制定廠界濃度不得超過20 OC(Odor Concentration)(工業區)和15 OC(非工業區).值得注意的是,不同地區使用的臭氣濃度單位不同,如澳大利亞昆士蘭使用OU、荷蘭使用OUE/m3、美國使用D/T(dilution tothreshold),韓國使用OC,而國際上對臭氣濃度的定義是一致的,但因測量方式有差異導致單位不同,因此1 OU=1 OU/m3=1 OUE/m3=1 OC=1 D/T.

  國際性認可的嗅覺測試標準方法主要包括歐盟的EN13725標準、美國的ASTM E679-04(ASTM)標準和日本的三點比較式臭袋法,其中三點比較式臭袋法也是我國現行的標準方法,具體測試方法的規定如表2所示.

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  1.2.3有組織源排放標準

  有組織源排放標準針對污染源排放的臭氣濃度和特定物質制定.美國加利福尼亞州對7種化合物和臭氣濃度提出了排放限值,具體如表3、4所示;日本規定的定量排放限值包括水體和空氣兩種,分別使用不同的公式計算,具體排放限值如表5所示;韓國規定工業區的臭氣濃度不能超過100 OC,非工業區不能超過500oC.

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  1.2.4技術標準

  技術標準主要規定了惡臭污染控制技術和相應的處理措施,確保在廢氣排出前達到控制要求,將污染扼殺在“搖籃”里.歐盟規定了惡臭污染管理需要結合經濟可行技術(BATEA,best availabletechnology economically achievable),其中技術(techniques)為設備的使用技術,包括設備的設計安裝、組件、維護、操作以及報廢技術;可行(available)指該技術在經濟和技術上的可行性;的(best)指能夠地保護環境.新西蘭惠靈頓地區規定了企業必須執行技術(BPO,best practicableoption)阻止或最小化惡臭污染,其中惡臭控制技術是BPO的重要組成部分,具體包括廢氣收集、冷凝、化學處理、生物處理、吸附、焚燒和擴散技術.此外,許多地區雖然沒有強調技術標準,但在各行業推出了“控制技術與管理要求”,嚴格規定了技術方面的具體措施.

  1.3評價方法

  常用的惡臭污染評價方法包括安全防護距離、氣味強度范圍、氣味指數、投訴標準和綜合因素評價法.

  1.3.1安全防護距離

  安全防護距離或緩沖區(buffer zone)是指敏感地區邊緣至污染源的距離,可分為固定式和可調節式兩種.安全防護距離主要用于農業源、污水處理廠和堆肥場.該方法的特點是針對性較強,能夠有效控制農業源和公共基礎設施引起的惡臭污染.

  固定式安全防護距離通常按照行業類型劃分,并根據各行業不同的處理工藝、處理能力等再細化.如荷蘭針對蔬菜廢物堆肥設施的處理量劃分安全距離,即處理量小于5 000 t/a時,設置距離為100~200 m;處理量為15 001~20 000 t/a時,設置距離為600~750 m.

  可調節式安全防護距離包括公式型和曲線型.公式型,即根據影響因素設計公式,公式中的變量(影響因素)包括動物工藝類型、操作范圍、操作特點、地形地貌或氣象等因素.以澳大利亞新南威爾士州為例,規定肉食養雞場、集約型豬舍和牛飼養場的安全距離如式(1)~(3)所示.另一種形式根據排放因子參照“安全距離-氣味排放因子曲線”計算安全防護距離.以美國明尼蘇達州為例,若排放因子為100,那么要求保證無干擾頻率達到98%條件下,安全距離需要達到4 000英尺(1英尺=0.304 8 m),如圖2所示.

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  1.3.3氣味指數

  氣味指數是日本開發并廣泛使用的惡臭污染評價方法.日本認為,當臭氣強度范圍在2.5~3.5時不會引起大多數居民的不悅,因而氣味指數的標準依據該范圍制定,臭氣強度與氣味指數的對應關系如表7所示.該方法來源于臭氣濃度,具有感官評價的優勢,且與臭氣強度相關,能夠更直觀反映人的嗅覺感覺.鑒于該評價方法的優勢,日本在1995年修訂《惡臭防止法》時將氣味指數列為除臭氣濃度外另一種重要的污染評價辦法,并要求各地方政府依據當地實際情況選擇使用.

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  1.3.4投訴標準

  有效投訴機制的建立能夠真實反映該地區的惡臭污染情況,通過投訴和現場勘查記錄能夠統計全年的惡臭污染情況,確定該地區的主要污染源,有利于惡臭污染的管理與控制,對惡臭污染管理辦法的有效運作和惡臭污染的治理具有重要意義.

  很多地區對投訴機制有明確的規定,如美國愛德華州將投訴機制寫入法規,要求必須使用惡臭投訴管理系統處理農業源存在的問題.此外,各地區投訴管理機制啟動條件的設置各有不同,如新西蘭惠靈頓規定,當工作人員測定的臭氣濃度為10 OU/m3或以上以及存在長期惡臭問題時執行相應的投訴管理機制;美國加利福尼亞州的投訴機制啟動條件是在一個周期內(每90 d為一個周期)接收到10次或以上投訴或1 d內同一污染源接收到超過5次投訴以及未超過5次但存在健康威脅.

  當投訴機制啟動后,執行現場調查任務,各地區均規定了詳細的實施步驟.以美國北卡羅萊納州為例,接到居民投訴后,工作人員記錄投訴問題和30 d內的天氣情況,天氣情況由空氣質量總局提供.現場勘察人員時間趕到現場,在相近的氣象條件下監測并記錄;調查周圍的情況,找到投訴人和企業認真了解情況后形成“污染情況報告”,交由空氣管理部門.若發現存在污染,管理部門向企業提供治理意見,并要求在90 d內治理完畢.

  1.3.5綜合因素評價法

  綜合因素評價法是德國發明的一套評價方法,用集合頻率(frequency)、強度(intensity)、持續時間(duration)、厭惡度(offensiveness)和位置(location)5個要素系統評價惡臭污染.在德國的《環境空氣惡臭指南》(GOAA,Guideline on Odor in Ambient Air)中詳細說明了評估氣味影響的完整測量方法系統,荷蘭、新西蘭等地區也在借鑒使用,表8列舉了荷蘭的臭氣濃度限值標準,其中明確規定了頻率、土地使用類型等要素.

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  使用“每h內惡臭氣體的出現頻率”(odorhours)評估氣味影響,該頻率的測量方法遵循VDI指南3940“現場檢查中測定環境空氣中的氣味”,其中規定了評估區域設定半徑為煙囪高度的30倍或600 m的圓,以較大者為準;將該區域分為250 m間距或更小的正方形網格,測定周期1 a;每個網格的4個角落都需要測定13或26次,將4個角落的測試結果相加得到該網格的氣味小時數,計作Iinitial.使用擴散模型計算測定目標的額外影響(Iadd),即超出臭氣濃度1 OU/m3的頻率.總氣影響(Itot)是初始和附加影響的總和,即

  Itot=Iinitial+Iadd

  將計算所得的Itot結果與標準值對比,確定測定目標的惡臭污染情況.該評價方法能夠較為全面地考慮引起惡臭污染的因素,但由于測試周期長、工作量大,因此需要大量的人力和財力.

  2我國惡臭污染管理現狀及存在問題

  當前我國的惡臭污染情況復雜、嚴峻.我國惡臭污染來源較多,構成惡臭污染源既有化工、石油煉制、制藥、涂裝、造紙、食品加工、畜禽養殖等工廠企業的施的線源、面源、散發源,且各種污染源彼此交錯、互相干擾.由于不同的污染源排放的惡臭污染物各不相同,為環境管理部門對惡臭污染的識別與控制帶來很大難度.同時,隨著人民群眾環境保護意識不斷增強,對生活環境要求不斷提高,而城市化進程打破了原有的城市規劃和工業布局,在舊工業區周邊新建大量居民區,使工業排放的惡臭氣體大大降低新建居住區的生活環境質量,直接導致企業與居民矛盾激化,不利于社會安定和諧.因此我國不僅面臨發達國家遇到的惡臭污染問題,而且一些發達國家不曾遇到的惡臭問題,在我國也集中表現出來.

  目前我國的惡臭污染管理辦法主要是GB 14554—1993《惡臭污染排放標準》,其中規定了8種典型惡臭物質的排放限值和臭氣濃度排放限值,無論企業的類型、規模或管理形式如何均需要達到該標準要求.該標準的執行在一定程度上雖然緩解了惡臭污染造成的不利影響,但面對逐年增加的投訴情況,表明該標準已不能滿足當前復雜污染形勢的需要.

  從法律法規、控制標準、評價方法、技術規范等方面對比我國與美國、澳大利亞、德國和日本的惡臭污染管理情況,結果見表9.從表9可以看出:①我國法律、法規、標準體系不健全.我國的惡臭污染管理起步較晚,而引起惡臭的主要污染源種類多且復雜,現行的強制性標準規定內容有限,無法應對當前的形勢.②我國評價體系不完善,并直接影響惡臭污染防治工作的效果.單純靠幾個物質的排放限值和臭氣濃度的限定不能滿足現在復雜形勢下的管理需要.我國缺乏環境質量標準、評估方法、監測技術方法等配套的管理辦法支撐,嚴重阻礙惡臭污染的評價與治理.③我國缺乏有效環境監管手段(如采樣標準和在線監測技術等),惡臭污染不同于一般的大氣污染,具有瞬時性、復雜性特點,導致樣品采集難、污染源識別困難、致臭物質鑒別難,急需統一化、規范化的標準采樣和監測方法.④有針對性的控制技術缺失,現在的惡臭污染治理大多延續使用揮發性有機污染物的治理辦法,沒有遵照從致臭機理、污染源頭杜絕污染的發生,治理效果差.⑤其他輔助政策缺失,包括投訴機制不健全,不能及時、全面、詳細地掌握惡臭污染情況;缺乏惡臭污染防治的宏觀政策指引,不能為防治工作指明方向;地方惡臭管理能力差距大,缺乏對地方的技術與管理支持;科研項目投入不足,缺乏惡臭污染控制技術的激勵研究、惡臭污染對人體危害的研究等微觀和基礎研究;公共宣傳、教育不到位,不利于惡臭污染知識普及和民眾監督.

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  3完善我國惡臭污染管理體系的建議

  3.1夯實惡臭污染管理的法律基礎

  確定惡臭污染管理的法律地位是充分防治與管理惡臭污染的前提.盡管在《環境保護法》第四十二條中明確規定,“……應當采取措施,防治在生產建設或者其他活動中產生的廢氣、廢水、廢渣、醫療廢物、粉塵、惡臭氣體……等對環境的污染和危害”,但沒有針對惡臭氣體的防治措施作出具體規定,直接導致系統的管理制度建立與實施進程緩慢的局面,因此建議制(修)訂相關的法律法規、控制標準應將惡臭污染防治與管理納入,并提出明確要求.

  3.2構建標準化的監測技術方法

  科學、客觀的標準化監測技術方法是提升惡臭污染監管能力、有效控制污染發生的重要保證.《國家環境保護“十三五”科技發展規劃綱要》中明確指出大力推進“惡臭氣體預處理技術和在線監測設備的研發”.一方面,借鑒國外監測技術經驗,引進在線監測設備,研發在線監測技術.另一方面,制訂、發布的監測技術篩選規范,保證監測數據的可靠性、可信性和可比性;制訂科學、有效的技術篩選方法,通過科學的數據對比,篩選監測技術.

  3.3多種管理辦法綜合使用

  多種管理辦法的協同使用是提升惡臭污染管理水平的重要工具.細化環境質量標準,不僅從排放限值控制污染,還要規定允許排放速率、標準應用范圍;更新(建立)科學的受控物質測定標準方法,有效提高評價能力;借鑒國外管理經驗,結合污染源特點,選擇或研發評價方法,構建科學、合理的評價體系;基于不同行業、不同類型污染源提出控制技術措施,并以此作為頒發企業惡臭污染排放許可證的依據,形成企業積極采取措施開展控制技術升級改造的良性循環,使惡臭污染防治工作變被動為主動.

  3.4加強信息公開和公眾參與

  信息公開和公眾參與是提升惡臭污染關注度、增強公眾意識、推動惡臭污染管理機制發展的重要渠道.由于惡臭污染的評價與控制技術專業性強,要求參與法規標準制訂、政策制訂人員要深入了解各潛在排放源的排放過程和處理工藝,才能制訂出科學的環境政策,這就需要受控方的參與和合作,這種合作方式有助于提高政策制訂的有效性和政策執行的便利性.除了與受控方合作外,管理者與高校等科研單位、機構的合作,有利于加強惡臭污染控制技術的激勵研究以及惡臭污染對人體危害等基礎研究,推動我國惡臭污染防治與管理不斷發展.增強公共宣傳、教育,推動惡臭污染知識普及和建立民眾監督機制.

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