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.      

垃圾填埋场厌氧水解菌降解蛋白质底物实验

采用Hungate厌氧滚管技术,从生活垃圾填埋场中分离纯化出1株厌氧水解菌,接种于酪蛋白底物中进行水解发酵实验,研究其发酵产物(挥发性有机酸醇)和主要类别的挥发性有机物(VOCs)的动态变化规律。结果表明:筛选出的菌株为Sporanaerobacter acetigenes,其可生长温度为20～45℃(最适为37℃),可生长p H为5. 0～9. 0(最适为8. 0)。8种发酵产物中,乙酸的占比最高(为39. 0%),且发酵产物浓度变化曲线呈现出2种类型:Monod型和S型,后者是一种新发现的浓度变化曲线类型。确认了44种VOCs,包括脂类、含硫化合物、烷烃、醇类、烯烃、酸类、萜类、脂环烃、含氮化合物、酮类和芳香烃11类,其中10种VOCs在填埋场现场监测中也有发现。实验发现主要恶臭污染物类别随着降解时间而发生变化:降解前期(0～60 h),主要恶臭污染物类别是脂类和烷烃,变化规律为显著升高后迅速下降,最后保持稳定;降解中后期(60 h之后),主要恶臭污染物类别是脂类、醇类和含硫化合物,其中醇类和含硫化合物浓度变化规律为慢速升高。蛋白质底物的单独降解实验,为掌握混合垃圾组分降解和产VOCs规律提供了参考。     

生活垃圾重金属对环卫工人身体健康影响研究

以珠江三角洲5市（广州、深圳、佛山、惠州和肇庆）生活垃圾为研究对象,分析了55个生活垃圾样品的干基组分及典型重金属（As、Cd、Hg、Cr和Pb）的含量,采用主成分因子分析探论重金属的主要影响因素及可能来源,并结合人体健康风险评价模型,用蒙特卡洛模拟定量评价生活垃圾收运、分类及处理各环节环卫工人的健康风险.结果表明,珠江三角洲5市生活垃圾中As、Cd、Hg、Cr和Pb的浓度分别为（4.49±1.18）,（1.95±1.96）,（0.41±0.60）,（147.28±160.48）和（121.59±199.42） mg/kg;生活垃圾中Hg和Pb可能主要来源于金属制品和镀金材料;Cd和Cr可能主要来源于金属制品、镀金材料、快餐垃圾和包装垃圾;As可能主要来源于生活垃圾中的沙土和草木组分.生活垃圾的收运、分类及处理环节,街道清扫保洁工人、分类收运工人和填埋处理工人的非致癌风险基本不用考虑,但致癌风险很高,致癌风险指数最高可达安全阈值的6倍,主要风险暴露途径为手-口摄入（非食物途径）;垃圾焚烧处理工人的非致癌风险和致癌风险均很高,非致癌风险和致癌风险指数最高值分别约为安全阈值的11倍和90倍,主要风险暴露途径为手-口摄入和呼吸吸入;相同暴露环境下,女环卫工人的非致癌风险和致癌风险概率均略高于男环卫工人.因此,生活垃圾收运、分类及处理环节需做好安全防范措施,对重金属人体暴露途径进行阻隔.     

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.     

山东省某小城镇生活垃圾堆积场土壤污染特征及风险评价

以山东省某小城镇生活垃圾堆积场为研究对象,采集堆场内和边界共17个土壤样品,探析土壤中15种无机与重金属污染物和195种挥发性-半挥发性有机污染物的含量分布特征,通过与国内外不同土壤基准(筛选)值的比较,评估检出重金属的潜在生态风险和健康风险。结果表明,堆场土壤重金属的潜在生态风险普遍处于轻微水平,仅以山东省土壤背景值为参比值时,堆场内土壤因Hg积累而生态风险水平处于强~很强水平;除As外,堆场内土壤中单一重金属的生态风险高于边界。对儿童和成人,堆场土壤的致癌和非致癌风险均在可接受的范围内,不同群体的总非致癌风险差别较小,产生不利健康风险的重金属主要是As、Cr,主要暴露途径为经口直接摄入和皮肤接触。     

华北平原冬季持续大雾对挥发性有机物（VOCs）的影响研究

挥发性有机物（VOCs）在光照条件下氧化转化产生二次污染物,对环境、气候以及人类健康产生巨大影响.VOCs在液相中氧化生成非挥发性有机物被认为是SOA的重要形成途径,但目前对VOCs在高湿环境下的浓度变化研究甚少.为探究VOCs的浓度演变和在液相环境中的变化规律,本研究结合在线质子转移反应飞行时间质谱（PTR-ToF-MS）和碘离子化学电离飞行时间质谱（I--ToF-CIMS）在华北平原冬季的区域站点开展VOCs观测.结果表明,当地较强的一次人为源排放促使高浓度VOCs生成.在观测期间持续大雾天气的条件下,芳香烃类、萜类以及醇类化合物与CO的排放比受到较低的影响,而醛酮类化合物与有机酸（C1～C5）与CO的排放比显著降低.结合各VOCs物种的亨利常数值和化合物在液相反应能力的性质发现,芳香烃类、萜类化合物由于不溶于水的性质使得在高湿天气排放比不受影响.醇类虽然有着较高的亨利常数值,却因其在液相中不水解且氧化降解较少的性质导致排放比变化较小,而醛酮类和有机酸在高湿条件下的低排放比特征正是受较高的溶解度和反应能力所决定.本研究提供了不同VOCs种类在持续大雾天气下的排放比变化,以及VOCs...     

基于监测统计的垃圾收运车恶臭污染释放特征

为了明确生活垃圾初期收运过程中恶臭物质的释放特征,对典型垃圾收运压缩车和非压缩车展开了为期一年的监测.共检出了6大类别75种恶臭物质,其中以乙醇为主的含氧化合物浓度最高,平均检出浓度超过360μg/m³.垃圾初期收运车辆释放的恶臭物质在秋季污染水平最高,而冬季污染水平较低.通过对全部样品进行统计分析发现,压缩车与非压缩车释放恶臭物质的种类与浓度之间并无明显差异.根据阈稀释倍数法,乙醇、萘、二氯甲烷、二甲二硫醚和丙烯醛被筛选为典型恶臭物质.其中含硫化合物嗅阈值低,即使浓度很低也容易被感受到,在检测过程需要格外关注.本研究可为固体废物收运与管理过程的二次污染控制提供科学依据.     

健康风险评价模型在水环境安全评价中的应用研究

采用美国EPA规定的水中优先控制污染物的水体有机物浓度标准,计算滇池罗家营水域中污染物的健康风险,并参考美国EPA对致癌风险和非致癌风险的相关定义,对这些化合物的环境健康风险进行了评价。结果表明：2007年滇池罗家营水域污染物非致癌及致癌健康风险值均低于美国EPA给出的参考标准,表明该水域水总污染物不会对人体健康产生风险。     

基于靶器官的土壤重金属非致癌健康风险评估

以某冶钢厂重金属污染场地为例,结合我国现有的风险评估技术和污染物对人体器官危害的特点,提出基于靶器官的土壤重金属非致癌健康风险评估方法,并在我国常规的污染物危害商计算模型基础上,构建了基于靶器官的污染物危害商计算模型,分别采用两种模型对该场地经口摄入土壤途径的污染物非致癌健康风险水平进行了评估。结果表明:常规模型只考虑土壤重金属的临界效应,得到的4种重金属累计经口摄入土壤途径靶器官的危害指数(HI值)为4.022;而基于靶器官的模型考虑了重金属可能作用的所有靶器官,表征了靶器官的风险水平,得到靶器官睾丸的HQ值为0.013,靶器官神经、肾脏、心血管和血液的HI值分别为2.051、0.213、1.864和1.015,重金属对靶器官的总HI值为5.156,大于常规模型所预测的风险。可见,较常规方法而言,基于靶器官的土壤重金属非致癌健康风险评估方法能更准确地表征土壤污染对人体的健康风险水平。     

沈阳市郊区环境空气中醛酮类化合物的污染特征与来源分析

为探究沈阳市郊区环境空气中醛酮类化合物的污染特征,于2017年8月24日—9月2日采用2,4-二硝基苯肼固相吸附/高效液相色谱方法对沈阳市郊区醛酮类化合物进行观测分析,利用美国环境保护局推荐的人体健康风险评价方法对部分有毒有害醛酮类化合物的人体健康风险进行了评价,并利用比值法对醛酮类化合物的来源进行了初步分析.结果表明:醛酮类化合物质量浓度日均值范围为23.16~38.38 μg/m3;质量浓度最高的4种醛酮类化合物依次是丙酮、甲醛、正丁醛和乙醛,其质量浓度日均值的平均值分别为8.71、5.90、5.48和2.95 μg/m3.对·OH消耗速率(L_OH)贡献较大的醛酮类化合物物种是正丁醛、甲醛和乙醛,臭氧生成潜势贡献(OFP)较大的醛酮类化合物物种是甲醛、正丁醛和乙醛,在研究区影响醛酮类化合物光化学反应活性的物种主要是甲醛、乙醛和正丁醛.研究区观测期间,环境空气中甲醛和乙醛的致癌性风险值分别为1.18×10-5和5.91×10-6,对暴露人群存在潜在的致癌风险;乙醛的非致癌风险值为0.05,对暴露人群不存在非致癌风险.在研究区的一次臭氧轻度污染过程期间,环境空气中的甲醛和乙醛受天然源排放的挥发性有机物二次转化的影响减弱,甲醛、乙醛和丙酮受到炼焦工业和机动车等人为源排放的影响增强,而正丁醛主要受当地精细化工产业排放的影响.研究显示,沈阳市应加大对炼焦工业、精细化工和机动车来源排放醛酮类化合物的管制,以降低环境空气中活性醛酮类化合物及有毒有害醛酮类化合物的浓度.      

Release of volatile organic compounds during bio-drying of municipal solid waste

Three treatments were tested to investigate the release concentrations of volatile organic compounds (VOCs) during the bio-drying of municipal solid waste (MSW) by the aerobic and combined hydrolytic-aerobic processes. Results showed that VOCs were largely released in the first 4 days of bio-drying and the dominant components were: dimethyl disulfide, dimethyl sulfide, benzene, 2-butanone, limonene and methylene chloride. Thus, the combined hydrolytic-aerobic process was suggested for MSW bio-drying due to fewer aeration quantities in this phase when compared with the aerobic process, and the treatment strategies should base on the key properties of these prominent components. Malodorous sulfur compounds and terpenes were mainly released in the early phase of bio-drying, whereas, two peaks of release concentrations appeared for aromatics and ketones during bio-drying. Notably, for the combined hydrolytic-aerobic processes there were also high concentrations of released aromatics in the shift from hydrolytic to aerobic stages. High concentrations of released chlorinateds were observed in the later phase. For the VOCs produced during MSW bio-drying, i.e., malodorous sulfur compounds, terpenes and chlorinateds, their release concentrations were mainly determined by production rates; for the VOCs presented initially in MSW, such as aromatics, their transfer and transport in MSW mainly determined the release concentrations.     

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.      

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.     

城市垃圾中转站选址优化模型的建立及其应用

为寻求一种城市垃圾中转站优化选址方法,根据城市垃圾收运系统的特点,引入逆向物流系统选址规划的理念,选用集合覆盖模型对中转站的位置进行初步优化,确定了垃圾中转站的待选点;在此基础上,运用整数规划构建整个城市垃圾收运系统费用现值最小模型,对城市垃圾中转站的初步规划进行二次优化,从待选点中选出垃圾中转站的最优组合,并计算出其分别接纳的垃圾量.通过实例分析,验证了城市垃圾中转站二次优化选址的可行性、实用性,可为垃圾收运系统的规划与设计提供参考依据.     

汽车制造企业恶臭来源及影响分析

挥发性有机物(VOCs)是工业恶臭的重要来源之一.本文以某汽车制造企业为研究对象,对其产生的恶臭来源及对敏感点居民区的影响进行采样和分析.2016年11月15~17日,分别采用三点比较式臭袋法和大气预浓缩仪-气相色谱(GC)-质谱(MS)联用法对该企业厂区内各个车间的排气筒、厂界和敏感点的臭气浓度和VOCs组分进行定性、定量分析.结果表明,该企业整车厂和发动机厂各个车间排气筒的臭气浓度均未超标,发动机厂厂界的臭气浓度未超标,但整车厂的厂界和敏感点的臭气浓度均超过标准限值.监测共确认54种VOCs物种,包括芳香烃、卤代烃、烷烃、烯烃、环烷烃、酮类、酯类、醚类、醇类、含硫化合物和含氧环化合物.其中,卤代烃种类最多,其次是芳香烃.由此可知,汽车制造恶臭类代表物质主要是卤代烃和芳香烃.根据敏感点居民区特征VOCs物种的质量浓度、检知嗅阈和阈稀释倍数筛选出敏感点居民区的典型恶臭物质为1,3-丁二烯.针对涂装车间所用涂料进行定性分析,结果表明,绝大部分特征VOCs物种均来自涂料成分.恶臭贡献最大的1,3-丁二烯,在排除敏感点居民区周边其他污染源影响的情况下,推断其来源是整车厂涂装车间的喷涂和烘干工艺所产生的.建议企业采用含VOCs组分较低的环保涂料或更高处理效率的RTO净化装置,以减少汽车制造过程对居民区敏感点的恶臭影响.     

Determination of urine-derived odorous compounds in a source separation sanitation system

Source separation sanitation systems have attracted more and more attention recently.However, separate urine collection and treatment could induce odor issues, especially in large scale application. In order to avoid such issues, it is necessary to monitor the odor related compounds that might be generated during urine storage. This study investigated the odorous compounds that emitted from source-separated human urine under different hydrolysis conditions. Batch experiments were conducted to investigate the effect of temperature, stale/fresh urine ratio and urine dilution on odor emissions. It was found that ammonia, dimethyl disulfide, allyl methyl sulfide and 4-heptanone were the main odorous compounds generated from human urine, with headspace concentrations hundreds of times higher than their respective odor thresholds. Furthermore, the high temperature accelerated urine hydrolysis and liquid–gas mass transfer, resulting a remarkable increase of odor emissions from the urine solution. The addition of stale urine enhanced urine hydrolysis and expedited odor emissions. On the contrary, diluted urine emitted less odorous compounds ascribed to reduced concentrations of odorant precursors. In addition,this study quantified the odor emissions and revealed the constraints of urine source separation in real-world applications. To address the odor issue, several control strategies are recommended for odor mitigation or elimination from an engineering perspective.     

厌氧-混凝-高级氧化对转运站污水恶臭处理效果

以总还原硫(TRS)为考察指标,分析了基于厌氧-混凝-高级氧化工艺的中试系统各处理单元对转运站污水中恶臭物质的处理效果。转运站污水中,TRS总量为0.602 mg/L水,而经过厌氧、混凝、高级氧化等处理单元后依次为4.167,3.513,0.168 mg/L水。厌氧对含硫有机物的降解是恶臭物质产生的重要过程,混凝过程对污水恶臭去除作用很小。相比于混凝出水,高级氧化对恶臭物质去除率在95%以上。