動(dòng)物無(wú)害化處理廠惡臭污染特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)＊

蔣微微，楊 虹，印健翔

（1.上海市動(dòng)物無(wú)害化處理中心，上海 201417；2.上海建科環(huán)境技術(shù)有限公司，上海 200032）

0 引言

動(dòng)物死亡后，其尸體如果無(wú)法及時(shí)有效處理則會(huì)在自然環(huán)境中迅速腐敗分解，產(chǎn)生惡臭污染的同時(shí)還可能導(dǎo)致病原微生物流入環(huán)境［1］。因此，對(duì)動(dòng)物尸體進(jìn)行無(wú)害化處理是保護(hù)公共衛(wèi)生安全和推進(jìn)無(wú)廢城市建設(shè)的重要舉措。隨著我國(guó)規(guī)模化養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，龐大的生產(chǎn)力和相對(duì)滯后的動(dòng)物尸體無(wú)害化處理能力之間的矛盾愈發(fā)凸顯［2］。2019 年全國(guó)養(yǎng)殖業(yè)家畜（主要為生豬及牛、羊、禽類等）死淘量約為6.2×106～9.3×106t（根據(jù)《中華人民共和國(guó)2019年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，全年豬牛羊禽肉產(chǎn)量為7.649×107t，死淘率以8%～12% 計(jì)算），而同年全國(guó)動(dòng)物尸體無(wú)害化處理量?jī)H為2.76×106t［3］，這表明我國(guó)動(dòng)物尸體無(wú)害化處理能力還存在巨大的缺口［4］，也對(duì)動(dòng)物無(wú)害化設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提出了更高要求。

我國(guó)主流動(dòng)物無(wú)害化處理技術(shù)如表1 所示，其中焚燒法具有減量化效果好、無(wú)害化程度高、技術(shù)穩(wěn)定、適用性廣泛等特點(diǎn)，因此該方法在我國(guó)得到優(yōu)先發(fā)展［5］。

表1 我國(guó)主流動(dòng)物尸體無(wú)害化處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)Table 1 Pros and cons of mainstream harmless disposal technologies of animal carcasses in China

然而，動(dòng)物尸體所含的有機(jī)質(zhì)不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生有機(jī)硫化物和氮化物，另外在儲(chǔ)運(yùn)、前處理、末端三廢處置等環(huán)節(jié)也會(huì)因微生物反應(yīng)而產(chǎn)生氨（NH3）、硫化氫（H2S）、甲硫醇、胺類等惡臭污染物［6］。近年來(lái)，發(fā)生了一系列因焚燒廢氣惡臭污染問(wèn)題而遭到附近居民投訴舉報(bào)的典型案例，如河南省牧原無(wú)害化處理中心、湖南攸縣病死畜禽處理中心、湖北省天門(mén)市天蓬生物科技有限公司等。

現(xiàn)階段動(dòng)物無(wú)害化的主流研究對(duì)象仍為其處理工藝技術(shù)及運(yùn)行模式［2］，僅少數(shù)研究關(guān)注惡臭等次生污染問(wèn)題。對(duì)于惡臭污染的研究主要集中在臭氣組分和致臭因子的識(shí)別，如蔣惠敏等［7］利用嗅覺(jué)測(cè)定法、冷阱富集-GC/MS 等分析方法對(duì)深圳市衛(wèi)生廠處理車(chē)間和排氣筒的惡臭化合物種類和濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)H2S、乙酸丁酯、β-蒎烯、乙醇、NH3是高頻檢出的惡臭相關(guān)物質(zhì)。此外，也有研究者對(duì)惡臭氣體的控制減排措施進(jìn)行探究，如黃忠浩［8］分析了噴嘴類型、植物提取液種類、植物提取液濃度、填料層高度以及液氣流量比對(duì)廢氣洗滌塔凈化效果的影響規(guī)律。因此，動(dòng)物無(wú)害化惡臭污染研究目前還處在起步階段，而少有研究能對(duì)惡臭污染的識(shí)別、溯源及控制處理進(jìn)行全流程分析。此外，惡臭污染具有特異性的特點(diǎn)，針對(duì)實(shí)際工藝制定合理的監(jiān)測(cè)方案，對(duì)于探明主要惡臭產(chǎn)生源及惡臭污染物類型，精準(zhǔn)、有效監(jiān)控?zé)o害化設(shè)施的運(yùn)行及排放狀況，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)設(shè)施運(yùn)行與周邊環(huán)境發(fā)展相協(xié)調(diào)至關(guān)重要。

綜上所述，本研究針對(duì)上海市某動(dòng)物無(wú)害化處理廠，通過(guò)實(shí)際監(jiān)測(cè)其惡臭產(chǎn)生源、排氣筒和廠界的惡臭物質(zhì)種類和濃度，對(duì)惡臭物質(zhì)的排放特征和環(huán)境影響進(jìn)行表征，對(duì)惡臭污染物可能產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行、管理情況提出管理優(yōu)化提升建議，從而為動(dòng)物無(wú)害化惡臭污染防治及職業(yè)衛(wèi)生保護(hù)提供參考和借鑒。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究對(duì)象為上海市奉賢區(qū)某動(dòng)物無(wú)害化處理廠，該地每年3—8 月盛行東南風(fēng)，11 月至翌年2 月盛行西北風(fēng)。該處理廠主要處理上海市的病死動(dòng)物及動(dòng)物產(chǎn)品，處理能力18 000 t/a。其主要工藝單元包括收集儲(chǔ)存系統(tǒng)、切割進(jìn)料系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等。廠區(qū)平面布置及周邊情況如圖1 所示。

圖1 廠區(qū)、周邊及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位平面布置示意Figure 1 Schematic layout of the plant，surroundings and monitoring points

1.2 惡臭產(chǎn)生源和處理工藝

惡臭物質(zhì)的潛在產(chǎn)生源包括收集儲(chǔ)存系統(tǒng)、切割破碎系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)，其產(chǎn)生源和處理工藝示意如圖2 所示。

圖2 惡臭物質(zhì)產(chǎn)生源和處理工藝示意Figure 2 Sources and treatment processes schematic of odor substances

焚燒車(chē)間內(nèi)部包括收集儲(chǔ)存系統(tǒng)、切割進(jìn)料系統(tǒng)和焚燒系統(tǒng)。建筑整體采用全封閉負(fù)壓環(huán)境，進(jìn)出口設(shè)有2 道密封門(mén)，并配有氣幕防止臭氣外溢，車(chē)輛進(jìn)出過(guò)程2 道密封門(mén)不同時(shí)開(kāi)啟。

收集儲(chǔ)存系統(tǒng)包括卸料區(qū)、料倉(cāng)、冷庫(kù)和周轉(zhuǎn)箱清洗區(qū)。進(jìn)場(chǎng)動(dòng)物尸體進(jìn)入卸料區(qū)后直接投入料倉(cāng)，若超過(guò)處理量上限（實(shí)際頻率較少）則會(huì)使用周轉(zhuǎn)箱裝運(yùn)進(jìn)入冷庫(kù)。料倉(cāng)平時(shí)為封閉狀態(tài)，僅在投料時(shí)打開(kāi)，內(nèi)部安裝集氣裝置。使用螺旋輸送機(jī)將進(jìn)入料倉(cāng)的尸體迅速傳送至切割進(jìn)料系統(tǒng)，輸送過(guò)程緊湊簡(jiǎn)潔。除冷庫(kù)外，尸體不會(huì)在車(chē)間任何位置長(zhǎng)時(shí)間存放。料倉(cāng)內(nèi)和各區(qū)域產(chǎn)生的臭氣分別經(jīng)負(fù)壓收集裝置進(jìn)入焚燒車(chē)間整體的除臭系統(tǒng)，通過(guò)“植物液洗滌+離子氧+活性炭吸附”處理后經(jīng)22 m 高排氣筒排放。

切割進(jìn)料系統(tǒng)為密閉設(shè)備并設(shè)置吸氣裝置，吸入氣體與破碎后的尸塊一并進(jìn)入焚燒系統(tǒng)。焚燒煙氣采用“SNCR（尿素）+急冷+旋風(fēng)除塵+干法除酸（碳酸氫鈉）+活性炭噴射+袋式除塵”組合工藝處理后經(jīng)45 m 高排氣筒排放。

污水處理系統(tǒng)設(shè)置機(jī)械進(jìn)風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，保持水池上方空間為負(fù)壓。格柵井、初沉池、調(diào)節(jié)池、厭氧缺氧池、好氧池、二沉池、污泥池、脫水間、污泥儲(chǔ)存間產(chǎn)生的臭氣通過(guò)風(fēng)管集中收集，采用“離子氧凈化”處理后經(jīng)15 m 高排氣筒排放。

處理廠驗(yàn)收?qǐng)?bào)告表明正常工況負(fù)荷下，焚燒煙氣中H2S、NH3、二甲二硫、甲硫醚和甲硫醇等常見(jiàn)惡臭物質(zhì)均未檢出，因此企業(yè)例行監(jiān)測(cè)計(jì)劃不包含焚燒煙氣中的特征惡臭因子，本研究也未將焚燒煙氣作為研究對(duì)象。

綜上所述，本研究對(duì)象為焚燒車(chē)間（收集儲(chǔ)存系統(tǒng)，動(dòng)物尸體腐敗產(chǎn)生的臭氣）及污水處理站（微生物活動(dòng)產(chǎn)生的臭氣）。

1.3 惡臭物質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

本研究使用部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于該動(dòng)物無(wú)害化處理廠的例行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)時(shí)間、監(jiān)測(cè)頻次及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位見(jiàn)圖1 和表2，監(jiān)測(cè)因子包括NH3、H2S、甲硫醇、臭氣濃度，依照企業(yè)例行監(jiān)測(cè)方案。

表2 惡臭物質(zhì)采樣和檢測(cè)方法Table 2 Sampling and testing methods for odor substances

另外為探究惡臭物質(zhì)的排放強(qiáng)度，本研究還對(duì)車(chē)間內(nèi)部的重點(diǎn)惡臭產(chǎn)生源（包括焚燒車(chē)間料倉(cāng)、污水站集水池和中間池）進(jìn)行了補(bǔ)充監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)因子包括22 種有明確嗅閾值標(biāo)準(zhǔn)的典型惡臭物質(zhì)，如NH3、H2S、揮發(fā)性有機(jī)物和工作場(chǎng)所空氣有毒物質(zhì)。

所有惡臭物質(zhì)濃度和排氣流速均來(lái)源于監(jiān)測(cè)報(bào)告，由儀器直接測(cè)得，排氣流量和污染物排放速率通過(guò)計(jì)算得到，計(jì)算方法分別如式（1）和式（2）所示。

式中：Qm為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干排氣流量，m3/h；F為排氣筒橫截面積，m2；Vs為測(cè)定排氣筒的濕排氣平均流速，m/s；Ba為大氣壓力，Pa；Ps為排氣靜壓，Pa；ts為排氣溫度，℃；Xsw為排氣中的水分體積分?jǐn)?shù)，%。

式中：QPi為惡臭物質(zhì)i的排放速率，kg/h；CPi為惡臭物質(zhì)i的排放濃度，mg/m3。

監(jiān)測(cè)采樣當(dāng)日的氣象情況見(jiàn)表3。數(shù)據(jù)表明監(jiān)測(cè)當(dāng)日的風(fēng)向與區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向一致，氣象條件滿足HJ/T 55—2000 大氣污染物無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)適宜程度為A 類，氣象條件為“不利于污染物的擴(kuò)散和稀釋，適宜于進(jìn)行無(wú)組織（廠界）排放監(jiān)測(cè)”，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性。

表3 采樣當(dāng)日的天氣狀況Table 3 Weather conditions on the date of sampling

監(jiān)測(cè)采樣當(dāng)日的處理廠運(yùn)行情況見(jiàn)表4。數(shù)據(jù)表明監(jiān)測(cè)當(dāng)日廠內(nèi)處理量小于額定處理量，且處理量波動(dòng)幅度較?。ㄘ?fù)荷范圍），因此監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性。

表4 采樣當(dāng)日處理廠運(yùn)行情況Table 4 Treatment plant operation on the date of sampling

1.4 閾稀釋倍數(shù)和風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

本研究使用“閾稀釋倍數(shù)”來(lái)判斷惡臭物質(zhì)對(duì)人們感官的影響程度，其數(shù)值上等于濃度與嗅閾值的比值，如式（3）所示。其物理意義與“臭氣濃度”相近，均表示將惡臭物質(zhì)濃度降低到人體無(wú)法感知所需要的稀釋倍數(shù)，區(qū)別在于“臭氣濃度”是根據(jù)檢測(cè)人員感知或儀器檢測(cè)直接得到，通常用于表征混合物質(zhì)，“閾稀釋倍數(shù)”是公式計(jì)算得到，通常用于表征單一物質(zhì)［13］。

式中：Di為惡臭物質(zhì)i的閾稀釋倍數(shù)，無(wú)量綱；Ci為惡臭物質(zhì)i的檢出濃度，mg/m3；Ti為惡臭物質(zhì)i的嗅閾值，mg/m3

此外，本研究參考美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（US EPA）綜合風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)（IRIS）評(píng)估惡臭物質(zhì)的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)［14］。由于檢出的惡臭物質(zhì)均未錄入IRIS 明確的致癌物質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)（153 種），因此本研究?jī)H評(píng)價(jià)惡臭物質(zhì)的非致癌風(fēng)險(xiǎn)，公式如下：

式中：HI 為非致癌風(fēng)險(xiǎn)危害指數(shù)；Ci為惡臭物質(zhì)質(zhì)量濃度，mg/m3；EF 為持續(xù)暴露頻率，取250 d/a；ED 為暴露持續(xù)時(shí)間，取25 a；IR 為呼吸速率，本研究取0.66 m3/h；ET 為每日暴露時(shí)間，車(chē)間內(nèi)取1 h/d；BW 為人體體重，取70 kg；AT 為人群平均壽命，取9 125 d（25 a）；RFC 或RFD 為非致癌物的吸入?yún)⒖紕┝?，mg/m3或mg/（kg·d）。

若忽視不同環(huán)境毒物之間的拮抗和協(xié)同作用，則混合源的健康風(fēng)險(xiǎn)為各類環(huán)境毒物的健康風(fēng)險(xiǎn)之和。根據(jù)US EPA 對(duì)于非致癌風(fēng)險(xiǎn)危害指數(shù)的規(guī)定，HI＞1 表明對(duì)人體有非致癌風(fēng)險(xiǎn)，HI≤1 表明對(duì)人體沒(méi)有非致癌風(fēng)險(xiǎn)［15］。

1.5 作圖軟件及方法

本研究采用OriginPro 2021 9.8.0.200 作圖。作圖方法：①等值線圖Plot-Contour-Contour-Color Fill（圖3）；②柱狀圖Plot-Basic 2D-Column（圖4、圖6）、Floating Column（圖5）。

圖3 NH3、H2S、臭氣濃度的廠界值Figure 3 Ambient contents of NH3，H2S and odour concentrations at the plant boundary

圖4 車(chē)間內(nèi)檢出惡臭物質(zhì)的閾稀釋倍數(shù)Figure 4 Threshold dilution multiple of detected odor substances in the workshop

圖5 排氣筒和廠界惡臭物質(zhì)濃度對(duì)比Figure 5 Comparison on contents of odor substances between outfalls and plant boundaries

2 結(jié)果與討論

2.1 惡臭物質(zhì)檢出情況

2.1.1 惡臭產(chǎn)生源

焚燒車(chē)間料倉(cāng)檢出的惡臭物質(zhì)中，NH3濃度最大（質(zhì)量占檢出物質(zhì)的63.28%），其次為二甲二硫（20.56%）、 甲 硫 醇（8.72%）、 甲 基 乙 基 酮（4.15%）、甲硫醚（2.28%）等（表5）。

表5 車(chē)間內(nèi)環(huán)境空氣惡臭物質(zhì)檢測(cè)結(jié)果Table 5 Testing results of odor substances in ambient air in the workshop

焚燒車(chē)間特征惡臭物質(zhì)的產(chǎn)生機(jī)理：動(dòng)物尸體在封閉儲(chǔ)罐內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸，因此尸體內(nèi)外環(huán)境皆為厭氧條件。在該過(guò)程中微生物會(huì)產(chǎn)生蛋白酶將動(dòng)物尸體內(nèi)的蛋白質(zhì)逐漸分解形成氨基酸，氨基酸隨后發(fā)生氨化反應(yīng)生成NH3-N，氨化反應(yīng)無(wú)論是在好氧或厭氧、酸性或堿性條件下都能發(fā)生，這就是NH3產(chǎn)生量最大的原因。含硫氨基酸會(huì)發(fā)生氨化反應(yīng)的同時(shí)還會(huì)生成α-羥丁酸、α-酮丁酸和4-甲硫基-2-氧代丁酸，之后進(jìn)一步發(fā)生脫甲硫基作用轉(zhuǎn)化為甲硫醇［16］。微生物無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的有機(jī)酸使尸體內(nèi)部整體呈酸性環(huán)境，這種條件下甲硫醇會(huì)脫水生成甲硫醚［17］。各種氣體會(huì)釋放出體外，在儲(chǔ)罐內(nèi)不斷積累，在打開(kāi)儲(chǔ)罐向料倉(cāng)轉(zhuǎn)移時(shí)，少部分氣體會(huì)逸散進(jìn)入焚燒車(chē)間隨后被車(chē)間集氣裝置迅速吸收。由于料倉(cāng)內(nèi)集氣裝置時(shí)刻保持運(yùn)行，因此大部分氣體會(huì)隨尸體一同進(jìn)入料倉(cāng)，尸體內(nèi)部產(chǎn)生的氣體也會(huì)在料倉(cāng)中緩慢釋放。由于料倉(cāng)并非嚴(yán)格密封，集氣裝置會(huì)將外部空氣不斷吸入內(nèi)部，因此料倉(cāng)內(nèi)部為好氧環(huán)境，甲硫醇很容易與氧氣反應(yīng)生成二甲二硫［18］，這就導(dǎo)致了雖然甲硫醇在反應(yīng)鏈靠前位置，但是檢出的二甲二硫濃度更高。

污水站惡臭物質(zhì)的產(chǎn)生情況與焚燒車(chē)間存在差異。其中，在生產(chǎn)廢水集水池頂空同樣檢出了NH3、二甲二硫、甲硫醇，值得關(guān)注的是H2S 在檢出物中的濃度占比達(dá)到了22.96%。這是因?yàn)檎孜鬯幚硐到y(tǒng)由地埋式罐體組成，除MBR 池外基本皆為厭氧環(huán)境，在這種條件下污水中的含硫有機(jī)物會(huì)在厭氧微生物的發(fā)酵作用下轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，隨后脫硫弧菌等硫酸鹽還原菌利用各種有機(jī)質(zhì)或烴類來(lái)還原硫酸鹽生成H2S，并通過(guò)表面揮發(fā)進(jìn)入環(huán)境空氣中。污水中的有機(jī)物主要來(lái)源于車(chē)輛、周轉(zhuǎn)箱、冷庫(kù)、焚燒車(chē)間的沖洗廢水，微生物的反應(yīng)原料相較于焚燒車(chē)間料倉(cāng)要少很多，并且集水池位于污水處理系統(tǒng)的最前端，反應(yīng)還沒(méi)有進(jìn)行完全，因此集水池頂空中的惡臭物質(zhì)總濃度僅為487.8 μg/m3。

中間池的情況與集水池不同，其檢出結(jié)果表明中間池有機(jī)物的檢出濃度（7 056.8 μg/m3）相較于集水池明顯上升。第1 個(gè)特征表現(xiàn)為苯乙烯、乙苯、甲硫醇、甲基異丁基酮等易揮發(fā)有機(jī)溶媒的濃度提高，由于這些物質(zhì)中部分無(wú)法通過(guò)微生物反應(yīng)生成，因此推測(cè)有機(jī)物含量的升高是在混凝氣浮池中易揮發(fā)溶媒吹脫而大量逸散導(dǎo)致的［19］。第2 個(gè)特征是H2S 濃度的大幅提高，其成因是多方面的：首先，H2S 同樣易氣浮吹脫進(jìn)入空氣，另外還有研究表明H2S 等生化反應(yīng)形成的小分子物質(zhì)在生化處理過(guò)程中的逸散程度還要大于物化處理過(guò)程中的逸散程度［20］，而該處理廠的中間池容積有60 m3，污水停留時(shí)間較長(zhǎng)，可以發(fā)揮厭氧池的作用，這有助于含硫有機(jī)物向H2S 轉(zhuǎn)化的一系列反應(yīng)；其次，是廢水來(lái)源的差異，中間池除生產(chǎn)廢水外還收集初期雨水和化糞池預(yù)處理過(guò)的生活污水，生活污水經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生大量H2S，隨后在中間池中匯水紊流大量逸散進(jìn)入頂空。

其他研究者發(fā)現(xiàn)H2S 在廢水處理各單元中的濃度為曝氣池?進(jìn)水區(qū)/厭缺氧池＞污泥區(qū)＞生物處理區(qū)，NH3則表現(xiàn)為進(jìn)水區(qū)＞污泥區(qū)＞厭缺氧區(qū)/生物處理區(qū)，與本研究的檢出結(jié)果特征一致［21］。

2.1.2 排氣筒

排污口惡臭物質(zhì)檢出情況是處理廠惡臭物質(zhì)排放量和處理設(shè)施凈化效果的直接體現(xiàn)。由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（表6）可知，監(jiān)測(cè)期間焚燒車(chē)間和污水站排氣筒臭氣濃度，NH3、H2S、甲硫醇排放濃度和排放速率均滿足DB 31/1025—2016 惡臭（異味）污染物排放標(biāo)準(zhǔn)表1 和表2 中的限值要求，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。

表6 排污口惡臭物質(zhì)檢出情況Table 6 Detections of odor substances at outfalls

焚燒車(chē)間臭氣排氣筒未檢出H2S 和甲硫醇，而檢出NH3濃度占標(biāo)率為0.27%～1.13%，這與料倉(cāng)NH3濃度占據(jù)主導(dǎo)地位的結(jié)果是一致的。與焚燒車(chē)間不同，污水站內(nèi)部環(huán)境主要惡臭物質(zhì)為H2S、其次是VOCs 和NH3，相應(yīng)的在其排氣筒均有檢出H2S 和NH3。

2.1.3 廠界

廠界惡臭物質(zhì)濃度可以體現(xiàn)處理廠對(duì)周邊環(huán)境的影響程度。由表7 可以看出，監(jiān)測(cè)期間廠界NH3、H2S、甲硫醇和臭氣濃度均能滿足DB 31/1025—2016 的限值要求。3 月8 日下風(fēng)向NH3濃度較上風(fēng)向提高31.21%，H2S 濃度提高611.67%；6 月16 日下風(fēng)向NH3濃度較上風(fēng)向提高185.78%，證明處理廠對(duì)周邊環(huán)境的惡臭物質(zhì)有所貢獻(xiàn)，但實(shí)際影響程度有限，所有點(diǎn)位甲硫醇均未檢出，NH3和H2S 占標(biāo)率均小于15%。

表7 廠界惡臭物質(zhì)檢出情況Table 7 Detections of odor substances at the plant boundaries

NH3、H2S、臭氣濃度的廠界值如圖3 所示。兩輪監(jiān)測(cè)期間均在廠界監(jiān)測(cè)點(diǎn)3#測(cè)得最大的NH3濃度，監(jiān)測(cè)點(diǎn)3#是距離焚燒車(chē)間排氣筒最近的下風(fēng)向監(jiān)測(cè)點(diǎn)，一定程度上說(shuō)明焚燒車(chē)間相對(duì)于污水站是更主要的廠界NH3貢獻(xiàn)源。同樣，在監(jiān)測(cè)點(diǎn)2#測(cè)得最大的H2S 濃度，監(jiān)測(cè)點(diǎn)2#是距離污水站排氣筒最近的下風(fēng)向監(jiān)測(cè)點(diǎn)，一定程度上說(shuō)明污水站相對(duì)于焚燒車(chē)間是更主要的廠界H2S 貢獻(xiàn)源。這與兩者的內(nèi)部環(huán)境濃度和排氣筒濃度都是保持一致規(guī)律的。

2.2 主要致臭因子識(shí)別及影響分析

惡臭物質(zhì)與傳統(tǒng)污染物存在不同，雖然其通常無(wú)色無(wú)形卻能給人帶來(lái)強(qiáng)烈的感官刺激。因此即使檢出的惡臭物質(zhì)濃度均滿足相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，但是濃度無(wú)法直觀體現(xiàn)出該物質(zhì)的實(shí)際刺激和影響程度，仍不可忽視其對(duì)工作人員及周邊居民可能產(chǎn)生的生理和心理影響。

2.2.1 惡臭產(chǎn)生源

車(chē)間內(nèi)檢出惡臭物質(zhì)的閾稀釋倍數(shù)如圖4 所示。經(jīng)換算，焚燒車(chē)間內(nèi)部檢出物質(zhì)的閾稀釋倍數(shù)大小為甲硫醇（1 496）＞二甲二硫（57）＞NH3（50）＞H2S（10）＞甲硫醚（7）；污水站集水池的情況為甲硫醇（215）＞H2S（180）＞二甲二硫（8）＞NH3（7）；中間池的情況為H2S（9 154）＞甲硫醇（565）＞NH3（5）＞苯乙烯（3）。含硫化合物由于本身較低的嗅閾值，在焚燒車(chē)間和污水站中均成為了主要的致臭因子，并且閾稀釋倍數(shù)極高，一旦車(chē)間發(fā)生泄漏或臭氣處理設(shè)施故障將造成嚴(yán)重影響。另外，二甲二硫無(wú)論是物質(zhì)濃度還是閾稀釋倍數(shù)均不可忽視，但目前處理廠未將其作為例行監(jiān)測(cè)因子，后續(xù)管理上應(yīng)將其納入例行監(jiān)測(cè)，以更好地表征處理廠對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的實(shí)際影響。

2.2.2 排氣筒

以2023 年3 月8 日的處理廠例行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為例，焚燒車(chē)間排氣筒檢測(cè)的3 種物質(zhì)的閾稀釋倍數(shù)之和為47.16（NH38.25+H2S 5.65+甲硫醇33.26，因H2S 和甲硫醇未檢出，以檢出限的1/2 計(jì)算），遠(yuǎn)小于污水站排氣筒3 種檢測(cè)物質(zhì)的閾稀釋倍數(shù)之和714.95（NH34.28+H2S 677.41+甲硫醇33.26，因甲硫醇未檢出，以檢出限的1/2 計(jì)算），而焚燒車(chē)間排氣筒的惡臭濃度（432）卻要大于污水站排氣筒（370）。這在一定程度上說(shuō)明焚燒車(chē)間排放的污染物中存在除NH3、H2S 和甲硫醇外的其他低嗅閾值惡臭物質(zhì)。

H2S 是污水站排氣筒檢出濃度和閾稀釋倍數(shù)最大的物質(zhì)，因此可以推斷其是污水站排氣筒的主要致臭因子。結(jié)合焚燒車(chē)間內(nèi)部惡臭物質(zhì)的檢出情況（其中高閾稀釋倍數(shù)物質(zhì)類型包括甲硫醇和二甲二硫）和臭氣處理工藝（離子氧處理，反應(yīng)方程式4CH3SH + O2= 2CH3S-SCH3+ 2H2O），初步推測(cè)焚燒車(chē)間排氣筒的主要致臭因子可能是二甲二硫，建議處理廠后期予以重點(diǎn)監(jiān)控，開(kāi)展跟蹤監(jiān)測(cè)。

2.2.3 廠界

將兩輪例行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比（圖5）可以看出，臭氣濃度在廠界和排氣筒處的變化存在相關(guān)性，而惡臭污染物的濃度在廠界處和排氣筒處未呈現(xiàn)出相關(guān)性。

一方面，3 種檢測(cè)物質(zhì)的廠界閾稀釋倍數(shù)之和第1 輪＞第2 輪（7.17＞3.44），而廠界臭氣濃度第1 輪＜第2 輪（5.00＜12.92），可以推斷廠界致臭因子存在除NH3和H2S 外的其他貢獻(xiàn)物質(zhì)，后續(xù)可以考慮增加監(jiān)測(cè)因子種類以證實(shí)其來(lái)源。另一方面，NH3排氣筒濃度第1 輪＞第2 輪，而廠界濃度第1輪＜第2 輪；H2S 排氣筒濃度第1 輪＜第2 輪，而廠界濃度第1 輪＞第2 輪。通過(guò)NH3和H2S 排氣筒和廠界濃度不同的變化情況，以及廠界上風(fēng)向臭氣濃度高于下風(fēng)向，說(shuō)明雖然單次監(jiān)測(cè)具有偶然性，但可以猜測(cè)廠界NH3和H2S 濃度可能受到周邊其他污染源的影響，后續(xù)可以通過(guò)增加監(jiān)測(cè)頻次以探尋廠界惡臭物質(zhì)濃度的變化規(guī)律。

2.3 惡臭物質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策

由表6 和表7 可知，處理廠惡臭物質(zhì)排放濃度和廠界濃度均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且所有指標(biāo)的占標(biāo)率和廠界嗅閾值均較低，可以判斷無(wú)害化處理場(chǎng)所對(duì)周邊環(huán)境的惡臭影響較小。隨著人們對(duì)健康問(wèn)題的日益關(guān)注，惡臭物質(zhì)可能帶來(lái)的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)也值得積極探索。鑒于焚燒車(chē)間及污水處理設(shè)施等作業(yè)空間內(nèi)惡臭污染物濃度較高，對(duì)其可能產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

首先，車(chē)間內(nèi)環(huán)境空氣檢出惡臭物質(zhì)均滿足GBZ 2.1—2019 工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值第1 部分：化學(xué)有害因素表1 中的相應(yīng)限值要求（表8）。

表8 車(chē)間內(nèi)檢出惡臭物質(zhì)的職業(yè)接觸限值Table 8 Occupational exposure limits for detected odor pollutants in the workshop

其次，通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)（表9），焚燒車(chē)間及集水池、中間池等設(shè)施內(nèi)部環(huán)境均有較高的非致癌風(fēng)險(xiǎn)（HI＞1），焚燒車(chē)間的主要風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)為NH3和H2S，污水站的主要風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)為H2S。

表9 車(chē)間內(nèi)惡臭物質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果Table 9 Health risk assessment results of odor pollutants in the workshop

工作人員應(yīng)采取嚴(yán)格措施有效防范惡臭污染物可能帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)入這些封閉空間作業(yè)時(shí)，必須要做好職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)，具體措施建議如下：①車(chē)間內(nèi)的封閉空間設(shè)置專人專鎖，未經(jīng)允許任何人不得入內(nèi)，進(jìn)入人員做好報(bào)備登記工作；②進(jìn)入有限封閉空間的工作人員必須穿戴好防毒面具等防護(hù)設(shè)備；③開(kāi)啟封閉空間前最大功率運(yùn)行內(nèi)部吸氣裝置，盡可能降低內(nèi)部惡臭污染物濃度；④日常運(yùn)行過(guò)程中做好負(fù)壓密封并保障廢氣處理設(shè)施正常運(yùn)行，防止惡臭污染物無(wú)組織外溢；⑤在車(chē)間出入口設(shè)置NH3和H2S 濃度在線監(jiān)測(cè)和警報(bào)裝置，一旦達(dá)到警戒值立刻展開(kāi)應(yīng)急措施。

3 結(jié)論與展望

本研究通過(guò)對(duì)上海某動(dòng)物無(wú)害化處理廠車(chē)間、排氣筒和周邊廠界的惡臭污染物的監(jiān)測(cè)和排放特征分析，得出以下主要結(jié)論：

1）處理廠產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)主要為H2S、NH3、二甲二硫和甲硫醇（排名分先后），焚燒車(chē)間是主要的NH3貢獻(xiàn)源，污水站是主要的H2S 貢獻(xiàn)源。排氣筒和廠界惡臭物質(zhì)排放濃度均達(dá)標(biāo)。目前，二甲二硫未納入處理廠排氣筒和廠界例行監(jiān)測(cè)，后續(xù)應(yīng)納入該因子的監(jiān)測(cè)以有效表征和監(jiān)控對(duì)周邊環(huán)境的實(shí)際影響。

2）焚燒車(chē)間及污水處理設(shè)施內(nèi)惡臭影響較大的因子為H2S、甲硫醇、二甲二硫和NH3（排名分先后），排氣筒和廠界主要致臭因子存在除NH3和H2S 外的其他未納入現(xiàn)有監(jiān)測(cè)的低嗅閾值物質(zhì)，應(yīng)予以關(guān)注。廠界NH3和H2S 濃度可能受到周邊其他污染源的影響，后續(xù)可通過(guò)優(yōu)化例行監(jiān)測(cè)因子和監(jiān)測(cè)頻次加以證實(shí)。

3）處理廠車(chē)間內(nèi)環(huán)境均存在非致癌風(fēng)險(xiǎn)，車(chē)間有限空間應(yīng)嚴(yán)格管控，作業(yè)人員進(jìn)入相關(guān)空間作業(yè)時(shí)須配置防護(hù)裝備，并保障廢氣處理設(shè)施正常運(yùn)行，防止無(wú)組織泄漏，防范健康風(fēng)險(xiǎn)。

本研究仍存在一定不足之處：①排氣口和廠界的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于處理廠的例行監(jiān)測(cè)報(bào)告，監(jiān)測(cè)因子主要為H2S、NH3和臭氣濃度，對(duì)于可能存在的其他惡臭物質(zhì)尚未開(kāi)展監(jiān)測(cè)，故其他主要惡臭物質(zhì)的變化規(guī)律和影響貢獻(xiàn)尚不清晰；②處理廠周邊分布有其他工業(yè)生產(chǎn)和固體廢物資源化利用企業(yè)，也涉及惡臭污染物排放，由于目前無(wú)法取得其排放監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，暫無(wú)法準(zhǔn)確判斷周邊企業(yè)對(duì)于處理廠廠界的惡臭污染貢獻(xiàn)。上述問(wèn)題有待后續(xù)進(jìn)一步研究論證。