生活垃圾初期降解过程中污染物释放及恶臭污染研究

生活垃圾初期降解主要发生在生活垃圾产生到被妥善处置之前,初期降解过程中伴随产生的气态和液态污染物可直接进入环境,影响居民生活环境. 为了明确生活垃圾初期降解过程中的污染情况,结合我国生活垃圾基本组成开展实验室模拟试验,分析生活垃圾初期降解过程中不同途径产生的污染物的释放特征及其恶臭污染的影响. 结果表明:生活垃圾中约20%的氮元素和硫元素在初期降解过程以气体或渗滤液的形式释放到环境中. 其中,CO₂是生活垃圾初期降解过程中最主要的气态污染物,约占总累积产气量的43%;挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)产生量较少,但种类复杂,其中乙醇的体积分数最大,约占VOCs总体积分数的85%. 渗滤液产生率较低(约30.94 mL/kg,以湿垃圾计),但其中化学需氧量、氨氮和硫酸盐的浓度远超GB 8978—1996《污水排放综合标准》限值. 生活垃圾初期降解过程中理论臭气浓度达205.14,甲硫醚和乙醇是重要的典型恶臭物质. 研究显示,生活垃圾初期降解过程产生的气态污染物主要包括CO₂和VOCs,渗滤液中污染物浓度远超相关污染排放限值,由VOCs导致的恶臭污染达到3级臭气强度. 因此,为了降低生活垃圾初期降解过程中的环境污染,建议缩短生活垃圾清运的时间,并重点关注乙醇和甲硫醚等恶臭物质.      

生活垃圾收运过程中恶臭暴露的健康风险评估

通过现场采样检测,研究了生活垃圾收运链中氨、硫化物、萜烯化合物、芳香烃、醇类化合物、挥发性有机酸、醛酮类化合物等7类恶臭物质的组成特征;分析了收运链不同环节中恶臭污染物的分布特征及操作方式对其影响;依据恶臭污染物的分布特征,评估了生活垃圾转运场所职业暴露人员的致癌和非致癌风险,并对结果进行了不确定分析.结果表明,收运过程中,末端垃圾码头的恶臭污染物比前端的垃圾箱房高1个数量级以上,与生活垃圾在收运过程中降解程度逐渐提高相对应;不同类别恶臭污染物中,醇类化合物随收运链的延伸而稳定上升,挥发性有机酸(VFAs)和芳香烃化合物则呈阶跃增加,分别在集装箱码头和散装码头处达到峰值(分别为131, 711μg/m3).收运链前端,垃圾箱房的主要致臭化合物为醛酮类化合物;收运链末端,垃圾码头的主要致臭化合物为硫化物和挥发性有机酸.生活垃圾散装运输操作方式,对作业人员和周边人群可能造成较大健康影响.散装码头处恶臭污染导致的致癌和非致癌风险值最高,致癌风险值LCR总为2.64×10-5,超过生活垃圾收运链中的其它作业点,存在较大的健康风险;非致癌风险值HI总为3.01,集装箱码头处的HI总为1.22,超过了USEPA推荐的可接受范围,其余作业点的非致癌风险值HI总<1,在可接受的范围内.     

生活垃圾填埋场恶臭污染的时空变化与膜阻隔效果

为探究生活垃圾填埋场恶臭污染的源特征和时空变化规律,采样分析了东部沿海某填埋场不同暴露状态填埋区域冬夏两季的昼夜间气体样品.定量检测到的各种恶臭物质合计浓度最高可达60000 μg·m^-3,夏季检出的恶臭物质种类多于冬季,且各采样点平均浓度高于冬季30~300倍,其中,硫系物高于冬季4.7~136.7倍.含氧化合物是物质浓度最高的恶臭组分,各采样点硫系物合计浓度不足恶臭物质合计浓度的10%,但换算的理论恶臭浓度贡献率超过理论恶臭合计浓度的90%,甲硫醇和丙硫醇等硫系物是填埋场恶臭污染的关键物质.填埋单元覆膜后堆体表层恶臭物质浓度和理论恶臭浓度随时间呈现出一定的上升趋势,说明覆膜具有一定的恶臭阻隔效果,但填埋单元仍有较大的恶臭释放潜力.相似度分析显示,作业后临时覆盖和未抽气区盖膜单元内累积的恶臭气体可以通过膜搭接缝隙和膜破裂位置等处释放至环境,导致填埋场周边夜间恶臭污染高于白天.     

厨余垃圾堆肥过程中恶臭物质分析

恶臭污染已成为生活垃圾堆肥过程中的主要环境问题.以大类粗分后的厨余垃圾作为研究对象,利用嗅觉测定法和GC-MS分析了不同阶段堆肥尾气的臭气浓度和恶臭化合物的种类及其排放浓度,并对不同堆肥阶段臭气浓度和恶臭物质排放浓度的相关性进行分析.结果表明,厨余垃圾堆肥过程中共检测到43种挥发性有机物,其中含硫臭气物质5种,烃类化合物22种,芳香烃类化合物11种,其它物质5种.通过相关性分析,发现硫化氢、甲硫醇、1,3-二甲基苯和邻二甲苯与臭气浓度极显著相关(P<0.01),二甲二硫和对二甲苯与臭气浓度显著相关(P<0.05),因此在厨余垃圾堆肥过程中要对这6种臭气物质进行重点监测和控制.     

典型生活垃圾处理设施恶臭排放特征及污染评价

为研究生活垃圾处理设施恶臭污染排放特征,分别在北京市生活垃圾填埋、焚烧、堆肥3种工艺的前处理车间采集恶臭样品,利用冷阱富集-气质联用(GC/MS)技术对恶臭气体进行分析.结果表明,检测到的恶臭物质主要分为6大类:芳香烃化合物、硫化物、卤代物、烯烃、烷烃和含氧有机物.其中,填埋工艺的前处理车间共检测出50种物质,质量浓度为100.069mg·m~(-3),理论臭气浓度OU_T为350.611,综合臭气指数N为25.448.焚烧工艺的前处理车间共检测出55种物质,质量浓度为36.052 mg·m~(-3),理论臭气浓度OU_T为141.434,综合臭气指数N为21.506.堆肥工艺的前处理车间共检测出34种物质,质量浓度为25.382 mg·m~(-3),理论臭气浓度OU_T为27.547,综合臭气指数N为14.401.利用阈稀释倍数的恶臭贡献值计算方法,初步识别填埋工艺的前处理车间特征恶臭污染物质为:二甲二硫醚、乙酸丁酯、对二乙苯和乙醇;焚烧工艺的前处理车间特征恶臭污染物质为:甲硫醇、二甲二硫醚、乙醇和柠檬烯;堆肥工艺的前处理车间特征恶臭污染物质为:乙醇、二甲二硫醚、乙酸丁酯和柠檬烯.     

不同填埋龄垃圾甲烷和恶臭物质产生潜势

针对甲烷和恶臭物质产生潜势与垃圾填埋龄的关系,利用全自动甲烷潜能测试系统进行厌氧发酵实验,监测累积产甲烷量和速率,使用气相色谱/质谱联用仪分析恶臭物质种类和浓度.结果表明：填埋龄较短的垃圾产气量高于填埋龄较长的垃圾,填埋龄3a的垃圾产气量最大,单位质量垃圾甲烷累计产生量为29.81mL/g,填埋龄7a的垃圾产气量最小,为6.16mL/g,填埋龄3a的垃圾产甲烷速率最大,最高值达112.3mL/d;共检出40种恶臭物质,芳香族和脂肪烃种类最多、浓度最高,芳香族、卤代烃和含硫化合物浓度比例随垃圾填埋龄增加而增加;脂肪烃浓度比例随垃圾填埋龄增加而减小.     

我国餐厨废物生化处理设施恶臭排放特征分析

选择目前国内餐厨废物成功进行资源化处理的代表性城市西宁、北京和宁波,分别对其处理处置情况进行调研并设置采样点,采用气相色谱-质谱联用(GC/MS)对各企业主要恶臭排放工段的恶臭物质进行定性定量分析,采用三点比较式臭袋法对各企业主要恶臭排放工段的臭气浓度进行测试分析.结果表明,餐厨垃圾生化处理企业的排放物质种类主要为醇、醛、酮、酯的含氧烃类,但对恶臭贡献最大的是含硫化合物,其次是萜烯类物质;综合西宁、宁波和北京的调研及分析结果,可初步考虑餐厨垃圾生化处理设施典型恶臭物质为乙醇、柠檬烯、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚、乙醛、乙酸乙酯.     

北京市安定生活垃圾填埋场VOCs恶臭物质及其臭气强度

挥发性有机物(VOCs)是填埋场重要的恶臭源之一.为了深入了解造成填埋场恶臭的VOCs及其臭气强度情况,在2014年7—8月采用固相微萃取(SPME)-气相色谱(GC)-质谱(MS)联用法测定了北京市安定生活垃圾卫生填埋场内各代表性地点的VOCs.共确认了48种化合物,包括烷烃、烯烃、芳香烃、环烷烃、萜类、酯类、醛酮类、卤代烃、醇类及含硫化合物和含氮化合物.烷烃的种类最多,达到13种,其次是芳香烃,为9种.以内标法和外标法相结合测定了其中35种物质的含量,发现浓度在0.05~40 mg·m~(-3)之间.在厂区入口和作业面浓度最高的VOC是2,2,4,6,6-五甲基庚烷,在沼气干管是甲苯.从实际经验和臭气强度出发,建立了一种恶臭物质筛选方法,即首先以检出频次和各地点浓度比值筛选出可能的恶臭物质,然后由臭气强度确定最终的恶臭物质.筛选结果表明,填埋场内的恶臭VOCs是对伞花烃、对二甲苯、乙苯、甲苯和邻二甲苯,其中对伞花烃和对二甲苯对恶臭贡献尤为显著.这些恶臭VOCs浓度之间呈现出显著的相关关系,表明这些物质均来源于填埋场内生活垃圾的降解过程.     

不同植物废物对垃圾堆肥过程VSCs释放的影响

选取黄豆杆、红薯藤、菠萝蜜果核和紫檀树叶4种植物废物,分别与生活垃圾混合进行堆肥处理,考察堆肥过程中甲硫醇、甲硫醚、二甲基二硫醚3种含硫类可挥发性有机物(VSCs)释放量与植物废物性质之间的关系.结果表明,各工况下,3种VSCs释放均集中在堆肥初期(前6d),甲硫醇均为主要的恶臭贡献者.不同工况的3种VSCs释放浓度差异显著.其中,以红薯藤为堆肥配料的工况下3种VSCs累积释放浓度均最高,以黄豆杆和紫檀树叶分别为堆肥配料的工况相对较低,累积释放浓度仅为前者的16.0%~74.3%,并低于生活垃圾单独堆肥. VSCs释放水平与混合原料的易降解有机物含量呈正比,与其植物多酚的含量呈反比.     

填埋场作业面NMOCs臭氧生成潜势及高贡献物质

非甲烷有机物(NMOCs)是大气光化学反应生成臭氧过程的主要前体物,填埋场作业面是其重要无组织释放源.为控制对流层臭氧污染,必须控制NMOCs浓度,而识别高臭氧生成贡献物质是前提.本研究采集填埋场作业面气体样品,分析其组分特征,并以等效丙烯浓度法和最大增量反应活性法计算其臭氧生成潜势.结果表明,填埋场作业面共检出符合检出频率与浓度条件的36种5大类物质,NMOCs年均总浓度约为10 000μg·m~(-3),夏季总浓度最高,各类物质浓度呈含氧化合物含硫化合物卤代烃苯系物碳氢化合物的规律;综合两种计算方法结果,全年范围内高臭氧生成贡献物质为乙醇、间二甲苯、丙烯、乙酸乙酯和正戊烷;春季与全年类似,夏秋两季高贡献物质为乙醇、1-丁烯、甲苯、环己烷和苯乙烯,冬季乙醇贡献极高.通过比较,等效丙烯浓度法更适合估算作业面臭氧生成潜势.     

典型工业恶臭源恶臭排放特征研究

恶臭污染具有主观性和复杂性特点,结合使用仪器分析和嗅觉方法,可以从成分和感官两方面充分反映恶臭污染特征.本文参考USEPA TO14A和GB/T 14675-93方法,选择天津滨海新区内的6个不同类型的工业恶臭源,包括制药、喷漆、炼油、石化、树脂合成和橡胶,采集了各类源工艺流程中通过有组织方式排放的恶臭废气,测定了废气的感官臭气浓度并定量分析了其中的恶臭VOCs物质.使用臭气浓度、恶臭指数及统计学方法进行研究,结果发现,炼油源和制胶源的废气具有非常严重的感官刺激性.甲硫醇等硫化物是炼油源和制胶源的主要特征恶臭物质;苯乙烯和甲苯分别是合成树脂源和喷涂源的特征恶臭组分;对苯二甲酸(PTA)源和制药源属于混合型恶臭源.甲苯是喷漆源和制药源的标识组分;二硫化碳是制胶源的标识组分;间,对-二甲苯可以用来标识石化PTA污染源;炼油源的标识组分为三氯乙烯、氯乙烷和1,2-二溴乙烷;苯乙烯是合成树脂源的标识组分.     

VOCs released from municipal solid waste at the initial decomposition stage: Emission characteristics and an odor impact assessment

The nuisance from odor caused by municipal solid waste (MSW) is resulting in a growing number of public complaints and concerns. Odor pollution occurs in the initial decomposition stage of MSW, including waste collection, transportation and early pre-treatment. Furthermore, decomposition takes place in waste facilities that are often close to living areas, which can result in odor impacts on local inhabitants. However, this aspect of odor impact from MSW has not been well studied. In the current study, lab-scale waste cells were designed to simulate MSW storage conditions in the early stage. The characteristics of VOCs emissions with different waste compositions were analyzed. The odor concentration (C_O, non-dimensional) method and odor intensity were used for the assessment of odor. Ethanol was the substance with highest emission rate. The release rate of VOCs increased with the growth easily biodegradable waste (EBW). VOCs emissions was reduced by 25% when the proportion of EBW decreased from 60% to 45%. Methyl sulfide, ethanol, dimethyl disulfide and ethyl acetate were identified as typical odorants. The EBW proportion in waste is the main factor significantly influencing odor pollution. The C_O was 244.51 for the 60% EBW condition, which was only 61.46 for 15% EBW condition. These study results provide important information for the implementation of a garbage sorting policy and the monitoring of odor pollution from waste management.     

无锡市饮用水嗅味突发事件致嗅原因及潜在问题分析

针对2007年5月底6月初发生的无锡市饮用水嗅味事件,在嗅味层次分析法(FPA)的基础上,利用感官气相色谱法对污染水团、取水口以及管网水中的致嗅物质种类进行了鉴定,并利用GC-MS对主要致嗅物质进行了定量分析,同时,对微囊藻毒素含量以及生物遗传毒性进行了测定.结果表明,此次嗅味事件的主要致嗅物质为以二甲基三硫为主的硫醚类有机体腐败产物,6月4日采集的污染水团中二甲基三硫含量高达11399 ng·L-1.同时,含有一定量的2-甲基异莰醇(MIB)等藻类分泌物,但这些物质的嗅味被二甲基三硫等硫醚类化合物导致的腥臭味所掩盖,不是主要的致嗅物质.另外,6月4日及6月8日采集的取水口样品分析结果表明,原水中微囊藻毒素含量远低于新颁布的生活饮用水卫生标准,而且,利用umu测试得到的水中遗传毒性水平很低.     

我国典型城市冬季龙头水中卤代酚类嗅味污染特征

为研究我国典型城市冬季龙头水中卤代酚类嗅味暴露特征,以8种典型卤代酚类嗅味物质为研究对象,采用固相微萃取预处理,结合气相色谱-质谱联用仪对全国22个典型城市龙头水中的卤代酚类嗅味污染物进行定性、定量分析. 结果表明:在我国冬季典型城市龙头水中普遍存在卤代酚类嗅味物质暴露问题. 其中,以4-氯酚的暴露浓度最大,ρ(4-氯酚)最高为3 526.24 ng/L,ρ(2-氯酚)和ρ(2-溴酚)较小,最大暴露值均小于100 ng/L;ρ(2,6-二溴酚)与ρ(2,6-二氯酚)在各典型城市普遍出现超嗅阈值现象;就调查的城市而言,东北地区污染最为严重,其次为华北地区,中南和西部地区嗅味物质污染及超嗅阈值现象相对较轻.      

恶臭污染评价方法及来源识别研究

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.文章概述了恶臭评价的主要影响因素,以及目前常用的评价方法如臭气强度评价法、臭气浓度(或臭气指数)评价法、臭气扩散模型预测评价法,同时从谱图恶臭污染源识别和源解析模型识别技术两方面介绍了恶臭污染物源解析技术,为恶臭污染事故诊断分析、定性恶臭污染物来源提供了一种新的途径和方法.最后通过分析目前尚未解决的科学问题,指出了今后的研究方向.     

城市固体废物处理处置设施恶臭污染评估指标体系研究

基于恶臭物质的嗅阈值,建立了针对城市固体废物处理处置设施的恶臭污染评估指标体系,重点包括基于阈稀释倍数的理论臭气浓度及其计算方法,指标恶臭物质的筛选方法,以及反映嗅觉感受的臭气指数及其计算方法等.并通过生活垃圾填埋场和中转站恶臭物质监测结果,展示了该指标体系在固体废物处理设施恶臭污染评估中的应用,为恶臭污染的预测,模拟与评估提供了定量化的科学方法.     

夏季有机生活垃圾堆肥过程恶臭排放特征及健康风险评估

为研究有机生活垃圾在夏季堆肥过程的恶臭污染物分布特征及对堆肥厂职业暴露人员的非致癌和致癌风险水平,以北方某有机生活垃圾堆肥厂为研究对象,利用冷阱富集-气质联用（GC/MS）技术对恶臭气体进行分析.结果表明:①堆肥过程中的恶臭物质以含氧有机物为主,其次是芳香烃,这两类物质分别占总恶臭污染物质量浓度的63.46%±2.65%和15.56%±0.67%.②各单元的主要恶臭贡献物质种类存在差异,卸料单元和粉碎单元主要为乙酸和甲硫醚,占这两个单元总异味活度值的83.07%和85.44%;发酵单元和腐熟单元恶臭贡献的主要物质是乙酸、乙醛、甲硫醚、α-蒎烯、二甲二硫醚、柠檬烯、b-蒎烯和乙醇,占两个单元总异味活度值的96.60%和92.51%.③从人群健康风险来看,腐熟单元HI（非致癌健康风险指数）最高（13.54）,其次是发酵单元（7.95）和粉碎单元（5.36）,卸料单元最低（4.94）,而苯是主要的致癌风险物[LCR（终生致癌风险）>10-4].研究显示,有机生活垃圾堆肥厂在夏季产生的恶臭污染物对人群可能产生较大影响,应加强堆肥过程中恶臭污染物的控制,另外加强对职业暴露人群的健康防护以及对恶臭物质的有效处理以减少对人群健康的不利影响.