天津市功能區(qū)環(huán)境空氣中惡臭污染現(xiàn)狀研究*

商細(xì)彬 ，包景嶺 ，王元剛 ，李偉芳 ，盧志強(qiáng) ，翟增秀 ，張 君

（1.天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，天津 300191；2.國家環(huán)境保護(hù)惡臭污染控制重點(diǎn)實(shí)驗室，天津 300191；3.天津市環(huán)境保護(hù)局，天津 300191）

1 研究樣品的采集與分析

1.1 采樣點(diǎn)的設(shè)置

采用功能區(qū)策略布點(diǎn)法，并且進(jìn)行優(yōu)化布點(diǎn)研究，選擇代表性功能區(qū)域包括居住區(qū)、交通區(qū)、商業(yè)區(qū)、文教區(qū)、混合區(qū)、工業(yè)區(qū)等，分別進(jìn)行環(huán)境惡臭背景調(diào)查。各個點(diǎn)位的情況見表1。

表1 功能區(qū)點(diǎn)位分布情況

1.2 采樣方法

采樣時間為夏、秋、冬、春4個季節(jié)，根據(jù)氣候條件影響情況，在每個季度中旬進(jìn)行采樣。選取惡臭氣體真空采樣瓶采集樣品，并且在每個點(diǎn)位連續(xù)采樣3次。采集方法參照HT/T 194—2005執(zhí)行，采樣的同時記錄氣溫、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等氣象條件以及周圍的環(huán)境狀況和臭氣強(qiáng)度。

1.3 樣品分析方法

本項目臭氣濃度的實(shí)驗測定過程和計算方法完全依照GB 14675—1993規(guī)定的三點(diǎn)比較式臭袋法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本研究計算所得臭氣濃度均采取四舍五入法取整，且每個點(diǎn)位上3次實(shí)驗中臭氣濃度的最大值與最小值相差在10倍以上，將其歸為異常值去除。

1.5 質(zhì)量保證與控制

功能區(qū)內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)采用網(wǎng)格法，采樣點(diǎn)周圍環(huán)境變化比較穩(wěn)定，不易受瞬時污染的影響，能反映客觀環(huán)境的真實(shí)性和代表性，點(diǎn)位的數(shù)量根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計方法和人口密度計算，以能確保調(diào)查的代表性和真實(shí)性為標(biāo)準(zhǔn)、以具有最基本的統(tǒng)計意義為前提，選擇的采樣點(diǎn)不受周圍樹木、建筑物影響，一般應(yīng)存在270°自由空間，且避開近地其他惡臭污染物的影響。每個采樣點(diǎn)采樣3次，每次采樣前用樣品氣體將采樣袋清洗，以減少本底的干擾，所有樣品在采集后24 h內(nèi)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

根據(jù)GB 3095—2012，環(huán)境空氣功能區(qū)分為2類：①自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的區(qū)域；②居民區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、交通區(qū)、文化區(qū)和工業(yè)區(qū)。本研究參照惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的廠界排放標(biāo)準(zhǔn)，二類區(qū)廠界臭氣濃度標(biāo)準(zhǔn)限值為20。

臭氣濃度數(shù)據(jù)分成3個濃度區(qū)間：小于10（三點(diǎn)比較式臭袋法的檢出限為10，10以下數(shù)據(jù)不能具體量化），10～20，大于20。

2.1 功能區(qū)臭氣濃度分布

2.1.1 夏季分布

夏季各功能區(qū)臭氣濃度的分布如圖1所示。

圖1 夏季臭氣濃度功能區(qū)分布

觀測期間，交通區(qū)和混合區(qū)約50%樣品的臭氣濃度大于20，最大值出現(xiàn)在交通密度較大的9#點(diǎn)天津市總工會，達(dá)45；而居住區(qū)、商業(yè)區(qū)和文教區(qū)并不是很嚴(yán)重，其超過限制20的臭氣濃度范圍分別在20～27、20～28、20～33；工業(yè)區(qū)中臭氣濃度最大值為36，與其他功能區(qū)相比并不是最大的。

交通區(qū)和混合區(qū)臭氣濃度大于20出現(xiàn)的頻率較高，分別為50%和44%，說明在交通區(qū)惡臭的主要來源就是汽車的尾氣，由于夏季氣溫較高，且在采樣期間幾乎是靜風(fēng)，所以尾氣在空氣中不能進(jìn)行很好地擴(kuò)散；而文教區(qū)臭氣濃度小于10的百分比最大，達(dá)到60%。文教區(qū)大于20的頻率為16%；工業(yè)區(qū)中臭氣濃度值大于限值20，約占33.33%，與居住區(qū)所占的百分比一樣。

2.1.2 秋季分布

秋季各功能區(qū)臭氣濃度的分布如圖2所示。

圖2 秋季臭氣濃度功能區(qū)分布

觀測期間，秋季臭氣濃度的最大值也是出現(xiàn)在交通區(qū)的9#點(diǎn)位天津總工會，達(dá)182，從各個功能區(qū)來看，文教區(qū)在整個秋季觀測期間，臭氣濃度值均超過現(xiàn)有參考限值20（參考廠界標(biāo)準(zhǔn)），超過限值20的濃度為27～66；其次是交通密集區(qū)，約有89%的樣品超過限值20。相對其他功能區(qū)，居住區(qū)和工業(yè)區(qū)中臭氣濃度小于20的樣品居多。

在所有功能區(qū)中，臭氣濃度大于限值20的，文教區(qū)所占的概率最大，達(dá)100%，其次是交通密集區(qū)和混合區(qū)；而臭氣濃度小于10在工業(yè)區(qū)所占比例最大，為37.5%，居住區(qū)和文教區(qū)所占比例最小。

2.1.3 冬季分布

冬季各功能區(qū)臭氣濃度的分布見圖3。

圖3 冬季功能區(qū)臭氣濃度分布

觀測期間，冬季臭氣濃度的最大值出現(xiàn)在工業(yè)區(qū)16#點(diǎn)位大港石化區(qū)，達(dá)到了84；臭氣濃度在工業(yè)區(qū)和交通區(qū)相對較大，只有工業(yè)區(qū)中的15#漢沽其第2次采樣的臭氣濃度小于10。在整個冬季采樣中，居住區(qū)臭氣濃度小于20的所占的比例最大，約占78%，其次是商業(yè)區(qū)。

在所有功能區(qū)中，工業(yè)區(qū)超過限值20的樣品數(shù)最多，約占樣品總數(shù)的78%，商業(yè)區(qū)最小，約占16%；而臭氣濃度小于10在工業(yè)區(qū)和混合區(qū)所占比例最小，均為11.1%。出現(xiàn)這種情況可能與冬季的氣候情況有關(guān)，同其他季節(jié)相比，冬季的風(fēng)速略大，更易于空氣中物質(zhì)的擴(kuò)散和氣體的對流稀釋。

2.1.4 春季分布

春季各功能區(qū)臭氣濃度的分布見圖4。

圖4 春季功能區(qū)臭氣濃度分布

觀測期間，春季臭氣濃度最大值出現(xiàn)在工業(yè)區(qū)大港16#點(diǎn)位，臭氣濃度值在文教區(qū)和混合區(qū)相對較小，但幾乎全部超過限值20（參考廠界標(biāo)準(zhǔn)），在整個春季采樣中，臭氣濃度超過限值20接近于100%。只有工業(yè)區(qū)和交通密集區(qū)出現(xiàn)臭氣濃度小于10的情況。

在所有功能區(qū)中，居住區(qū)和商業(yè)區(qū)的臭氣濃度均大于限值20，其次是工業(yè)區(qū)，占89%；文教區(qū)最小，占66%；僅在功能區(qū)中的交通區(qū)和工業(yè)區(qū)中有1次臭氣濃度小于10。這與天津市的工業(yè)布局以及氣候條件、能源使用情況有關(guān)。劉詠等［1］發(fā)現(xiàn)天津市內(nèi)一景觀河道受污染嚴(yán)重，當(dāng)水體含氧量逐漸降低時，河道內(nèi)厭氧菌大量繁殖，使水中有機(jī)物等發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)，生成了很多惡臭氣體，如H2S、氨、硫醇類化合物等。在春季，溫度逐漸上升，北方城市的河道解凍，經(jīng)歷長時間厭氧繁殖，易產(chǎn)生臭味。另外，春季鮮花綻放，各類花香味混雜在一起。因此居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、文教區(qū)和混合區(qū)可能臭氣濃度超標(biāo)率尤為明顯。

2.2 不同季節(jié)臭氣濃度超標(biāo)率比較

以廠界臭氣濃度限值20為標(biāo)準(zhǔn)，對各功能區(qū)超過限值的樣品出現(xiàn)的頻數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，見表2。春季，各功能區(qū)臭氣濃度大于20的樣品都超過65%，居住區(qū)和商業(yè)區(qū)所有樣品均超過限值20，其中文教區(qū)最小，占66%；其次是秋季，夏季所占比例最少，在秋季商業(yè)區(qū)、文教區(qū)、交通密集區(qū)和混合區(qū)平均占80%左右，而夏季在商業(yè)區(qū)和文教區(qū)僅占16.67%；冬季，工業(yè)區(qū)超過限值20的樣品最多，占77%，其次是文教區(qū)，商業(yè)區(qū)最小，占16%。

表2 4個季節(jié)超限率對比 %

從整體數(shù)據(jù)來看，天津市春、秋季各個功能區(qū)的超過限值20的樣品率均要大于夏、冬季節(jié)的功能區(qū)的超限率。這與曹文文等［2］研究結(jié)果一致。在2008—2009年，對天津市在大氣中VOCs的組成及其濃度分布特征進(jìn)行了分析，從4個季節(jié)進(jìn)行了比較表明：春秋季的揮發(fā)性有機(jī)污染物明顯高于夏冬季，而臭氣樣品中的主要成分就有VOCs。另外，從氣候影響情況來看，春季本是萬物復(fù)蘇、百花綻放的季節(jié)，超限樣品率在居住區(qū)、商業(yè)區(qū)最為明顯，達(dá)100%；北方地區(qū)的秋天較為短暫，很多植物的樹葉凋落在地，在經(jīng)過秋雨的沉淀更容易產(chǎn)生異味，這在文教區(qū)、混合區(qū)表現(xiàn)的尤為明顯。

3 結(jié)論

1）以《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》廠界臭氣濃度限值20作為參照，夏季交通區(qū)和混合區(qū)臭氣濃度大于20出現(xiàn)的頻率較高；秋季文教區(qū)出現(xiàn)的頻率較高；冬季工業(yè)區(qū)最嚴(yán)重；春季居住區(qū)和商業(yè)區(qū)較高。

2）各個功能區(qū)中，在春季和秋季惡臭的頻發(fā)較高，尤其在春季的居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)，秋季的文教區(qū)、混合區(qū)；夏季和冬季相對來說較低。在4個季節(jié)中，春季和冬季工業(yè)區(qū)超過限值的概率較高，分別為88.89%和77.78%。

3）通過對天津市功能區(qū)中臭氣濃度的分布研究，間接反映出天津市工業(yè)布局較為合理，城市的發(fā)展規(guī)劃尚需優(yōu)化布局，優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)，完善城市基礎(chǔ)設(shè)施和公共設(shè)施的載體能力與服務(wù)水平，提高環(huán)境質(zhì)量，建設(shè)宜居生態(tài)城市。

［1］劉詠，石磊，徐金鳳.我國城市景觀河道惡臭污染監(jiān)測及治理方法的初步研究［C］.第二屆全國惡臭污染測試及控制技術(shù)研討會論文集，2005.

［2］曹文文，史建武，韓斌，等．我國北方典型城市大氣中VOCs的組成及分布特征［J］．中國環(huán)境科學(xué)，2012，32（2）：200-206．