1.5 恶臭污染的评估指标体系

臭气浓度是依据嗅觉方法进行判定的物理指标,能够更直接地反映嗅觉感受,但测试人员等不确定因素影响较大;臭气浓度需实际采样并测定,难以直接应用于相关预测、模拟或评估。阈稀释倍数可能与嗅觉感受不完全一致,是通过数学计算的物理指标,科学性和准确性更高,能够应用于恶臭物质产生、迁移、扩散等过程的预测、模拟和评估。因此,本书提出了基于阈稀释倍数的恶臭污染评估指标体系。

1.5.1 恶臭污染评估指标

阈稀释倍数作为单一恶臭物质的污染评估指标,其计算方法为:

   (1.1)

式中 Di——i种恶臭物质的阈稀释倍数,无量纲;

Ci——该种恶臭物质的物质浓度,106或mg/L;

——该种恶臭物质的嗅阈值,106或mg/L。

采用基于阈稀释倍数的理论臭气浓度作为恶臭污染的综合评估指标,综合总和模型法和最大值模型法,可建立某一气体样品或整个设施的恶臭污染评估指标,具体方法如下:

① 对于某样品中的全部恶臭物质,记为m种,分别测定其物质浓度Ci

② 对照第i种物质的嗅阈值,利用式(1.1)计算其阈稀释倍数Di

③ 忽略阈稀释倍数Di<1的恶臭物质,大量研究表明阈稀释倍数低于1的物质几乎不造成恶臭污染;

④ 对于阈稀释倍数Di≥1的恶臭物质,按照阈稀释倍数由大到小排序,分别记为D1Dm

⑤ 从阈稀释倍数最大值D1开始,依次比较相邻两个恶臭物质的阈稀释倍数DiDi+1,当第n+1个恶臭物质与第n个恶臭物质的阈稀释倍数比值Dn+1/Dn<0.05时停止;

⑥ 对前n个恶臭物质的阈稀释倍数进行总和模型法计算,如式(1.2)所示,即得到样品的理论臭气浓度OUT

   (1.2)

利用这一方法确定的理论臭气浓度,一方面考虑了阈稀释倍数较大的恶臭物质对恶臭污染的贡献;另一方面,此方法假设理论臭气浓度与恶臭物质的物质浓度呈线性关系,可参与恶臭污染的迁移、扩散等过程预测与模拟的计算。此外,理论臭气浓度作为恶臭污染的一项综合评估指标,能够实现不同样品间恶臭污染水平的定量比较,为恶臭污染的对比评估提供科学依据。

1.5.2 指标恶臭物质

除考虑恶臭强度对感官污染的贡献之外,污染物的化学浓度与健康毒性也是进行污染评估时的重要考察方面。因此,根据基于臭气浓度计算得出的恶臭污染强度贡献大小,确定核心指标恶臭物质;同时,将物质的化学浓度和健康毒性作为辅助依据,从而全面覆盖与恶臭相关的重要污染物。

1.5.2.1 核心指标恶臭物质

对于单一臭气样品,确定其核心指标恶臭物质的方法与理论臭气浓度计算方法相同,选定的前n项恶臭物质即为该样品的核心指标恶臭物质。

在此基础上,进一步提出固体废物处理处置设施的核心指标恶臭物质确定方法:

① 对该处理设施的恶臭污染源进行具有统计意义的采样或在线监测;

② 利用1.5.1部分所述方法确定每组样品的指标恶臭物质;

③ 统计全部样品中核心指标恶臭物质的出现频次Pi,并由大到小排序,选择出现频次最高的j种恶臭物质(通常可令j≤6,特殊情况j≤10),作为该设施的核心恶臭物质。

1.5.2.2 辅助指标恶臭物质

辅助指标恶臭物质的筛选以物质的化学浓度和健康毒性两个参数为主要依据。

1)物质的化学浓度

物质的化学浓度方面,与核心指标恶臭物质筛选方法类似,对于单一臭气样品,选定物质化学浓度由大到小的前10项恶臭物质作为该样品的浓度指标恶臭物质;对于某固体废物处理处置设施,在样品监测基础上,选定浓度指标恶臭物质出现频次最高的j种恶臭物质(通常可令j≤6,特殊情况j≤10),作为该设施的浓度指标恶臭物质。

2)物质的健康毒性

健康毒性方面,对于单一臭气样品,选择检出物质中被列入《国家污染物环境健康风险名录》中的恶臭物质作为该样品的毒性指标恶臭物质;对于某固体废物处理处置设施,在样品监测基础上选定毒性指标恶臭物质出现频次最高的j种恶臭物质(通常可令j≤6,特殊情况j≤10),作为该设施的毒性指标恶臭物质。

在确定了某类固体废物处理处置设施的核心和辅助指标恶臭物质后,一方面可以指导该设施在后期运行中更有针对性地开展恶臭污染物监测,另一方面能够为同类处理处置设施的恶臭污染预测与预评估提供定量化参考。

1.5.3 综合臭气指数

根据韦伯-费希纳公式,人的嗅觉感受与恶臭物质的刺激量的对数成正比,如式(1.3)所列:

S=klgR   (1.3)

式中 S——感觉强度;

R——刺激强度;

k——常数。

因此将1.5.1部分计算获得的理论臭气浓度进行指数化,以反映恶臭污染对人类嗅觉感觉的影响。综合臭气指数(N)的计算方法如式(1.4)所列:

N=10×lgOUT   (1.4)

式中 OUT——理论臭气浓度,无量纲。

综合臭气指数一方面可以减少以理论臭气浓度作为评估指标时的数值误差,另一方面更贴近人类对恶臭污染的嗅觉感官指标。