惡臭監(jiān)測前沿技術(shù)及發(fā)展趨勢

1、惡臭監(jiān)測前沿技術(shù)惡臭監(jiān)測前沿技術(shù)及發(fā)展趨勢及發(fā)展趨勢天津市環(huán)境監(jiān)測中心天津市環(huán)境監(jiān)測中心劉彩霞劉彩霞惡臭監(jiān)測前沿技術(shù)及發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測前沿技術(shù)及發(fā)展趨勢惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史我國現(xiàn)行惡臭嗅覺測定國標(biāo)方法存在問題我國現(xiàn)行惡臭嗅覺測定國標(biāo)方法存在問題惡臭嗅覺測定法的質(zhì)控探討惡臭嗅覺測定法的質(zhì)控探討惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭采樣技術(shù)惡臭采樣技術(shù) 動態(tài)嗅覺技術(shù)動態(tài)嗅覺技術(shù) 臭氣強度測試法臭氣強度測試法 嗅味傳感器嗅味傳感器儀器分析方法儀器分析方法 嗅覺最大的特點就是使用非量化的描述性的語言嗅覺最大的特點就是使用非量化的描述性的語言l敏感性敏感性：為了引起感覺

2、，刺激必須達到一定的濃度才能夠讓人們的嗅覺感到有氣味存在，這個剛剛能聞到氣味存在的濃度就是感覺閾值。l感覺強度與刺激濃度的對數(shù)成正比：當(dāng)氣體濃度超過感覺閾值時，刺激濃度增長一倍，感覺強度僅增加1.5倍。l識別能力識別能力：在一定范圍內(nèi)隨著氣體濃度的增加，氣味對人的嗅覺刺激也會提高，使人們可以識別出某種氣體是屬于什么性質(zhì)的氣味，這個最低的氣體濃度就是識別閾值。l靈敏度靈敏度：是指能夠識別刺激強度的最小變化值，一般來說，嗅覺夠識別出稀釋倍數(shù)大于2倍以上的臭氣濃度的變化。l濃度的進一步增加，人的嗅覺的靈敏度會隨著降低，最后，嗅覺不再有能力區(qū)別強刺激之間的微小變化。惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法

3、的發(fā)展史氣體的氣體的物質(zhì)物質(zhì)濃度和濃度和嗅覺的反應(yīng)（感應(yīng)強度）嗅覺的反應(yīng)（感應(yīng)強度）惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史l日本嗅覺測定法的研究工作最早開始于20世紀(jì)60年代，最初稱為嗅覺的“官能試驗法”，以后改稱為“嗅覺測定法”。頒布惡臭防止法在日本各地實施。發(fā)布“三點比較法臭袋法”（測定排氣臭味）和“三點比較式瓶法”（測定排水臭味），規(guī)定了嗅辨員的選擇、測試器材、測試程序等內(nèi)容。同時注重研究歐美國家的嗅覺測技術(shù)，于2001年引進了歐洲的動態(tài)嗅覺儀。l中國從80年代中后期開始惡臭污染嗅覺測定技術(shù)的研究工作，主要借鑒了日本的技術(shù)和方法，研究了惡臭的嗅覺測定法，即臭氣強度法和三點比較式臭袋

4、法。1993年頒布了空氣質(zhì)量 惡臭的測定 三點比較式臭袋法（GB/T14675-93）。惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史l從1980年起，歐洲國家即頒布了惡臭污染控制的各種法規(guī)和嗅覺測試法，以便解決日益增多的惡臭污染事件。 德國德國19801980年實施了標(biāo)準(zhǔn)年實施了標(biāo)準(zhǔn)VDI3881“VDI3881“嗅覺測定法嗅覺測定法- -氣味閾值測定氣味閾值測定”； 荷蘭的標(biāo)準(zhǔn)化法案荷蘭的標(biāo)準(zhǔn)化法案NVN2820“NVN2820“空氣質(zhì)量空氣質(zhì)量- -嗅覺儀官能儀測定法嗅覺儀官能儀測定法”早早在在19901990年即被廣泛采用。年即被廣泛采用。 澳大利亞、新西蘭、英國軍采納了澳大利亞、新西蘭

5、、英國軍采納了NVN2820NVN2820標(biāo)準(zhǔn)，并提出了許多標(biāo)準(zhǔn)，并提出了許多標(biāo)準(zhǔn)草案。標(biāo)準(zhǔn)草案。l美國在20世紀(jì)70年代就制定有ASTMD-1391(1978)”注射器稀釋法測定臭氣濃度”的惡臭測定標(biāo)準(zhǔn)； 1991年發(fā)展為ASTME679-91”強制選擇、濃度上升式氣味和閾值的測定系列限制性方法”； 1999年又提出了ASTME544-99“臭氣強度的測定方法”,確立了嗅覺和味覺閾值測定的基本方法。 惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史l澳大利亞的多數(shù)州規(guī)定了定量的定量的環(huán)境臭氣影響評價標(biāo)準(zhǔn)。如最早有維多利亞州環(huán)保局的嗅覺測定標(biāo)準(zhǔn)-EPA（Vic）方法（1975，1985）昆士蘭州環(huán)

6、境保護局在澳大利亞是早期的嗅覺以開發(fā)者，他們見了了一種“是不是”型嗅覺儀。l澳大利亞和新西蘭制定了DR995306“空氣質(zhì)量動態(tài)嗅覺測定法測定臭氣濃度”、AS4323.3“固定發(fā)生源動態(tài)嗅覺測定法測定臭氣濃度”，這些標(biāo)準(zhǔn)成為兩國共同的標(biāo)準(zhǔn)。惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史根據(jù)氣體稀釋的原理，惡臭監(jiān)測儀器可以分為四代：根據(jù)氣體稀釋的原理，惡臭監(jiān)測儀器可以分為四代： l七十年代的靜態(tài)配氣法，日本的三點比較式臭袋法和美國的注射器測定法(D1391)。后者己經(jīng)被終止使用。l八十年代的動態(tài)手工配氣(轉(zhuǎn)子流量計法)，澳洲的B2氣味儀和德國的T06氣味儀l九十年代的動態(tài)自動配氣(質(zhì)量流量計法)，

7、荷蘭的Olfakomat氣味儀l二十一世紀(jì)的動態(tài)數(shù)碼配氣(直接稀釋法)，澳洲的DynaScent動感動態(tài)氣味儀惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史三點比較式臭袋法三點比較式臭袋法惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史荷蘭荷蘭 - Olfaktomat- Olfaktomat 惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史惡臭嗅覺測定法的發(fā)展史二二十十一一世世紀(jì)紀(jì)的的動動態(tài)態(tài)數(shù)數(shù)碼碼配配氣氣 三點比較式臭袋法三點比較式臭袋法（GB/T 14675-1993 GB/T 14675-1993 ）l靜態(tài)配氣，設(shè)備方法對配氣精度難以保證，尤其在配制低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣時，會造成

8、配制氣體濃度不準(zhǔn)確或其濃度隨放置時間而變化。l由于人的嗅覺靈敏度受身體健康影響較大，現(xiàn)行國標(biāo)方法嗅辨員是經(jīng)嗅覺檢測合格，如無特殊情況，即可連續(xù)三年承擔(dān)嗅辨員工作。雖然解決了對嗅辨員嗅覺能力的測試，但對日常工作因健康和其它干擾因素造成的臨時嗅能力的降低無法判斷和保障。我國現(xiàn)行國標(biāo)方法存在問題我國現(xiàn)行國標(biāo)方法存在問題l改進靜態(tài)配氣設(shè)備，以定量設(shè)備進行配氣供嗅辨員嗅辨；l進行嗅辨員培訓(xùn)。惡臭嗅覺測定法的質(zhì)控探討惡臭嗅覺測定法的質(zhì)控探討l嗅辨員經(jīng)考核后，還需要一種測試技術(shù)確定參加惡臭實驗人員嗅閾值變化，從而合理挑選嗅辨員保證惡臭實驗的質(zhì)量。l由于目前還缺少方便可行的嗅辨員必要的測試技術(shù)，參照國外的研究

9、成果，制備一種長期穩(wěn)定的嗅覺測試組件，作為惡臭實驗質(zhì)量控制方法，對規(guī)范惡臭監(jiān)測的質(zhì)量具有重要意義。惡臭嗅覺測定法的質(zhì)控探討惡臭嗅覺測定法的質(zhì)控探討l嗅辨員培訓(xùn) 測試選用成套正丁醇測試筆（每套16支：2支無味+14支含有不同氣味濃度的正丁醇），每次測試選用一只有氣味的測試筆和一只無味的測試筆（無味的測試筆將被用到兩次），被測試者通過對三個樣品的判斷，區(qū)分其中有氣味的樣品，通過對一系列不同稀釋比例的樣品的判斷來表現(xiàn)其嗅覺敏感度。 惡臭嗅覺測定法的質(zhì)控探討惡臭嗅覺測定法的質(zhì)控探討嗅辨嗅辨員培員培訓(xùn)訓(xùn)l惡臭采樣技術(shù)惡臭采樣技術(shù) l動態(tài)嗅覺技術(shù)動態(tài)嗅覺技術(shù) l臭氣強度測試臭氣強度測試l嗅味傳感器嗅味傳感

10、器 l儀器分析方法儀器分析方法惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢l惡臭采樣技術(shù)惡臭采樣技術(shù) 目前惡臭樣品采集一般采用氣袋法和真空瓶法采樣，由于化學(xué)性質(zhì)均比較活潑，對實驗結(jié)果易造成一定誤差； 國外研究和比較表明不銹鋼罐對含硫化合物、有機化合物有良好的回收結(jié)果，此外還有吸附管法采集大氣中的有機物，tenax管吸附大氣中揮發(fā)性有機物等采樣方法。惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢l惡臭采樣技術(shù)惡臭采樣技術(shù) 惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢污染源采樣器結(jié)構(gòu)圖污染源采樣器結(jié)構(gòu)圖 集氣口集氣口文丘里管文丘里管采樣頭采樣頭氮氣接口氮氣接口內(nèi)置傳感器內(nèi)置傳感器預(yù)采集的污染源氣體通

11、過文預(yù)采集的污染源氣體通過文丘里管與高純氮氣按一定比丘里管與高純氮氣按一定比例進行混合稀釋，降低污染例進行混合稀釋，降低污染物濃度，該方法預(yù)稀釋倍數(shù)物濃度，該方法預(yù)稀釋倍數(shù)為為4 4100100。 l惡臭采樣技術(shù)惡臭采樣技術(shù) 惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢面源采樣器結(jié)構(gòu)圖面源采樣器結(jié)構(gòu)圖人工模擬一個風(fēng)洞系統(tǒng)用人工模擬一個風(fēng)洞系統(tǒng)用于測量具體面源惡臭排放，于測量具體面源惡臭排放，該風(fēng)洞模擬環(huán)境條件中一該風(fēng)洞模擬環(huán)境條件中一個表面上的空氣流動，讓個表面上的空氣流動，讓一束受控空氣流通過一個一束受控空氣流通過一個放在表面上的、底部開放放在表面上的、底部開放的通道。邊界層迅速形成，的通道

12、。邊界層迅速形成，且發(fā)生對流物質(zhì)交換。下且發(fā)生對流物質(zhì)交換。下風(fēng)向端收縮成一個狹小的風(fēng)向端收縮成一個狹小的排氣流，樣品通過該氣流排氣流，樣品通過該氣流采集。采集。 樣品采集可以選用真空瓶、樣品采集可以選用真空瓶、集氣袋、吸收液、吸附管集氣袋、吸收液、吸附管等多種方式采樣。等多種方式采樣。l惡臭采樣技術(shù)惡臭采樣技術(shù)-有機惡臭污染物采樣有機惡臭污染物采樣 惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢有機硫化物采樣有機硫化物采樣3.2L3.2L或或6L6L內(nèi)壁硅烷化的蘇內(nèi)壁硅烷化的蘇瑪罐（瑪罐（SUMMA canisterSUMMA canister）。）。采樣前應(yīng)將蘇瑪罐通過專采樣前應(yīng)將蘇瑪罐通過

13、專用的清罐儀進行清洗。用的清罐儀進行清洗。到采樣點后，可打開閥門到采樣點后，可打開閥門瞬時將空氣抽入罐中，也可瞬時將空氣抽入罐中，也可進行流量控制或加壓采樣。進行流量控制或加壓采樣。采樣后，關(guān)好罐閥和真空采樣后，關(guān)好罐閥和真空/ /壓壓力計閥，并紀(jì)錄有關(guān)采樣的力計閥，并紀(jì)錄有關(guān)采樣的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 l惡臭采樣技術(shù)惡臭采樣技術(shù)-有機惡臭污染物采樣有機惡臭污染物采樣 惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢揮發(fā)性有機物采樣揮發(fā)性有機物采樣（熱解析（熱解析- -氣相色譜氣相色譜/ /質(zhì)譜法）質(zhì)譜法）采集樣品時，從保溫箱中取出采樣管，連入采樣器，以采集樣品時，從保溫箱中取出采樣管，連入采樣器，以20

14、-100ml/min20-100ml/min的流的流速依據(jù)現(xiàn)場情況采集約速依據(jù)現(xiàn)場情況采集約1-5L1-5L體積的空氣，采集后將采樣管取下，裝入專用體積的空氣，采集后將采樣管取下，裝入專用的鋁襯袋內(nèi)，放入的鋁襯袋內(nèi)，放入4 4攝氏度以下的采樣箱保存。攝氏度以下的采樣箱保存。 揮發(fā)性有機物采樣揮發(fā)性有機物采樣（低溫冷凝濃縮（低溫冷凝濃縮- -氣相色譜氣相色譜/ /質(zhì)譜法）質(zhì)譜法）l動態(tài)嗅覺技術(shù)動態(tài)嗅覺技術(shù) 動態(tài)嗅覺方法的原理是將待測的氣體樣品與潔凈空氣同步注入氣體混合室中進行混合，依靠流量控制待測氣體與潔凈空氣注入體積，稀釋成各種不同濃度，由一個經(jīng)挑選和篩選的嗅辨員小組完成分析。 惡臭監(jiān)測技術(shù)的

15、發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢l動態(tài)嗅覺技術(shù)動態(tài)嗅覺技術(shù)l質(zhì)量流量控制器配氣 質(zhì)量流量控制計是動態(tài)的，二路氣流通過二個質(zhì)量流量計混合后，供與嗅辨員進行嗅辨。l直接稀釋配氣 采用精密計量閥來調(diào)節(jié)稀釋比，外接質(zhì)量流量計來校正閥門的開啟位置，利用機械的原理在實驗中重復(fù)閥門的位置來達到所需的稀釋比；惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢l動態(tài)嗅覺技術(shù)動態(tài)嗅覺技術(shù)l氣體的稀釋準(zhǔn)確，穩(wěn)定和重復(fù)性好；l氣流的流向是雙向的，在高壓的情況下，設(shè)備的清洗更全面徹底；l稀釋范圍更廣；l十幾年的改進完善。惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢荷蘭荷蘭/ /德國德

16、國 - Ecoma- Ecoma TO9 (2009) TO9 (2009)動動態(tài)態(tài)嗅嗅覺覺技技術(shù)術(shù)美國美國 - ACSCENT (1998)- ACSCENT (1998)動態(tài)嗅覺技術(shù)動態(tài)嗅覺技術(shù)惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢加拿大加拿大 Odile Odile （19961996）動態(tài)嗅覺技術(shù)動態(tài)嗅覺技術(shù)惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢澳大利亞澳大利亞 DynaScent DynaScent 動感動態(tài)氣味儀（動感動態(tài)氣味儀（20112011）動態(tài)嗅覺技術(shù)動態(tài)嗅覺技術(shù)l臭氣強度測定方法臭氣強度測定方法 l臭氣強度是人們對臭

17、氣嗅覺感受程度稱為臭氣強度，臭氣強度的表征是將不同臭氣嗅覺感受狀態(tài)分為各種數(shù)值。 惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢l臭氣強度測定方法臭氣強度測定方法 l將測定樣品用氣袋式真空瓶采集后帶回實驗室，用大型注射器將樣氣注入嗅辨袋內(nèi)，由6名嗅辨人員進行一次性聞味，按照規(guī)定的分級方法，判斷臭氣的等級。取半數(shù)以上（4人）的公認(rèn)強度，作為臭氣強度結(jié)果。若個人判斷結(jié)果較為分散，難以形成半數(shù)以上的相同結(jié)果，可去掉一個最高判斷結(jié)果，以3人公認(rèn)強度作為臭氣強度結(jié)果。 惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢l臭氣強度測定方法臭氣強度測定方法 臭氣強度判斷內(nèi)

18、容對應(yīng)臭氣濃度0級無味301級似有非有臭305級難以忍受臭30臭氣強度和感受情況臭氣強度和感受情況l嗅味傳感器嗅味傳感器 目前發(fā)達國家對與人類有相同的嗅覺感“臭味探測器”進行了許多研究，相應(yīng)制造出各種類型的嗅味傳感器。 惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢l嗅味傳感器嗅味傳感器 種類特性半導(dǎo)體傳感器用nO2、等的金屬氧化物的型半導(dǎo)體，利用臭氣成分被吸附后產(chǎn)生電阻變化。石英傳感器在石英表面粘附一層合成膜，利用臭氣成分吸附后使固有頻率產(chǎn)生變化。生物膜傳感器取自動物嗅覺細(xì)胞，利用臭氣成分吸附后膜電位的變化。如利用犬嗅覺細(xì)胞的方法。液晶傳感器利用在液

19、晶接觸到臭氣成分時液晶產(chǎn)生變色的現(xiàn)象。色素膜傳感器臭氣成分吸附在甜菜堿色素等的色素膜上時顏色發(fā)生變化。氣味傳感器的種類和特征氣味傳感器的種類和特征 l嗅味傳感器嗅味傳感器 目前制造的半導(dǎo)體傳感器的測定值再現(xiàn)性較差，臭氣傳感器的響應(yīng)與人類嗅覺的相關(guān)性尚存一些問題，所以臭氣傳感器還必須進行改進后才能直接用于環(huán)境監(jiān)測。 惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢惡臭監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢l儀器分析方法儀器分析方法- -有機硫化物的分析方法有機硫化物的分析方法 分析方法原理及適用范圍分析方法原理及適用范圍 用內(nèi)壁硅烷化的蘇瑪罐采集空氣樣品，樣品在預(yù)濃縮系統(tǒng)一級冷阱中經(jīng)液氮低溫（-150）冷凍濃縮后，經(jīng)二級冷阱去除樣品中的水蒸氣和大部分二氧化碳，最后經(jīng)第三級冷阱冷聚焦后瞬間升溫將試樣導(dǎo)入氣相色譜，