恶臭污染作为一种典型的感官公害,已成为全球性的环境问题。它不仅影响居民的生活质量,还可能引发头痛等健康问题,甚至对社会稳定和经济发展造成负面影响。因此,准确、客观、高效地监测与测定恶臭,是进行有效管控和治理的基础。
恶臭监测的复杂性源于其本质:
感官性:恶臭是人的嗅觉感官对气味混合物的一种主观感受。
复合性:通常由多种低浓度、阈值各异的挥发性有机物(VOCs)、无机物(如H?S、NH?)等共同作用产生。
动态性:气味强度受气象条件(风速、风向、温湿度)、排放源工况等影响极大。
核心监测指标:
臭气浓度:用无臭空气对样品进行稀释,直至达到嗅觉阈值时的稀释倍数(无量纲)。这是目前国内外最核心的法规标准指标。
臭气强度:对气味大小进行主观等级划分(如0-5级)。
特征物质浓度:对关键致臭成分(如H?S、NH?、甲硫醇、VOCs等)进行定量分析。
主要恶臭测定方法与技术原理
恶臭测定技术主要分为两大类:感官分析法和仪器分析法。
(一) 感官分析法 - 以人为本的“金标准”
该方法以经过严格筛选和培训的嗅辨员的鼻子作为“检测器”,直接反映人体对气味的真实感受,是法律仲裁的最终依据。
动态稀释嗅辨法(三点比较式臭袋法)
原理:使用恶臭采样袋现场采集气体,返回实验室后,由配气员用纯净空气按几何级数稀释样品,再由嗅辨员嗅辨,最终统计计算得出臭气浓度。
标准:中国(GB/T 14675)、日本、欧盟等多国标准方法。
优点:直接符合恶臭的感官定义,能反映混合气味的综合效果。
缺点:耗时耗力(通常需6名嗅辨员+1名配气员)、成本高、无法连续在线监测、结果受人员状态影响、不能识别具体成分。
仪器分析法 - 客观快速
仪器法旨在通过物理化学手段,实现对恶臭的快速、连续、成分特异性监测。
传感器法(电子鼻)
原理:模仿生物嗅觉系统,由一组对不同气味分子有广谱响应但灵敏度各异的气体传感器阵列(常见金属氧化物、电化学、PID、MOS等)和模式识别算法(如PCA、LDA、ANN)组成。通过“气味指纹”来识别和判断气味类别与强度。
设备:便携式或在线式恶臭测定仪(电子鼻)。
优点:快速响应(秒至分钟级)、可连续/在线监测、便携、操作简单。
光谱法
可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS):用于高选择性、高灵敏地监测单一特征恶臭物质(如H?S、NH?),适合边界在线监测。
傅里叶变换红外光谱(FTIR):可同时测量多种VOCs成分,适用于污染源解析,但设备昂贵、复杂。
色谱-质谱联用法(GC-MS/O)
原理:气相色谱(GC)分离复杂气味中的各组分,分离后的组分一方面进入质谱(MS)进行定性和定量分析,另一方面通过嗅探口(O)由专业人员实时嗅辨,将化学成分与感官描述直接关联。
优点:是分析恶臭物质组成、追溯异味源的有力工具,能识别关键致臭物。
恶臭监测是一项需要主观与客观、定性与定量相结合的系统工程。目前,动态稀释嗅辨法作为法律“金标准”地位不可动摇,而以电子鼻为代表的仪器分析法则在快速筛查、连续监控和溯源预警方面发挥着不可替代的作用。未来,随着传感技术、人工智能和物联网的深度融合,恶臭监测将朝着更智能、更精准、更快速、更网络化的方向发展,最终构建起一个“人机结合、天地一体”的智慧恶臭监测与管理体系,为改善人居环境提供强有力的技术支撑。