天津市功能区环境空气中恶臭污染现状研究*

2014-03-16商细彬包景岭王元刚李伟芳卢志强翟增秀

环境卫生工程 2014年4期

关键词：商业区臭气工业区

商细彬，包景岭，王元刚，李伟芳，卢志强，翟增秀，张君

（1.天津市环境保护科学研究院，天津 300191；2.国家环境保护恶臭污染控制重点实验室，天津 300191；3.天津市环境保护局，天津 300191）

1 研究样品的采集与分析

1.1 采样点的设置

采用功能区策略布点法，并且进行优化布点研究，选择代表性功能区域包括居住区、交通区、商业区、文教区、混合区、工业区等，分别进行环境恶臭背景调查。各个点位的情况见表1。

表1 功能区点位分布情况

1.2 采样方法

采样时间为夏、秋、冬、春4个季节，根据气候条件影响情况，在每个季度中旬进行采样。选取恶臭气体真空采样瓶采集样品，并且在每个点位连续采样3次。采集方法参照HT/T 194—2005执行，采样的同时记录气温、气压、风向、风速等气象条件以及周围的环境状况和臭气强度。

1.3 样品分析方法

本项目臭气浓度的实验测定过程和计算方法完全依照GB 14675—1993规定的三点比较式臭袋法。

1.4 数据处理

本研究计算所得臭气浓度均采取四舍五入法取整，且每个点位上3次实验中臭气浓度的最大值与最小值相差在10倍以上，将其归为异常值去除。

1.5 质量保证与控制

功能区内监测点的布设采用网格法，采样点周围环境变化比较稳定，不易受瞬时污染的影响，能反映客观环境的真实性和代表性，点位的数量根据数理统计方法和人口密度计算，以能确保调查的代表性和真实性为标准、以具有最基本的统计意义为前提，选择的采样点不受周围树木、建筑物影响，一般应存在270°自由空间，且避开近地其他恶臭污染物的影响。每个采样点采样3次，每次采样前用样品气体将采样袋清洗，以减少本底的干扰，所有样品在采集后24 h内进行分析。

2 结果与讨论

根据GB 3095—2012，环境空气功能区分为2类：①自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域；②居民区、商业交通居民混合区、交通区、文化区和工业区。本研究参照恶臭污染物排放标准中的厂界排放标准，二类区厂界臭气浓度标准限值为20。

臭气浓度数据分成3个浓度区间：小于10（三点比较式臭袋法的检出限为10，10以下数据不能具体量化），10～20，大于20。

2.1 功能区臭气浓度分布

2.1.1 夏季分布

夏季各功能区臭气浓度的分布如图1所示。

图1 夏季臭气浓度功能区分布

观测期间，交通区和混合区约50%样品的臭气浓度大于20，最大值出现在交通密度较大的9#点天津市总工会，达45；而居住区、商业区和文教区并不是很严重，其超过限制20的臭气浓度范围分别在20～27、20～28、20～33；工业区中臭气浓度最大值为36，与其他功能区相比并不是最大的。

交通区和混合区臭气浓度大于20出现的频率较高，分别为50%和44%，说明在交通区恶臭的主要来源就是汽车的尾气，由于夏季气温较高，且在采样期间几乎是静风，所以尾气在空气中不能进行很好地扩散；而文教区臭气浓度小于10的百分比最大，达到60%。文教区大于20的频率为16%；工业区中臭气浓度值大于限值20，约占33.33%，与居住区所占的百分比一样。

2.1.2 秋季分布

秋季各功能区臭气浓度的分布如图2所示。

图2 秋季臭气浓度功能区分布

观测期间，秋季臭气浓度的最大值也是出现在交通区的9#点位天津总工会，达182，从各个功能区来看，文教区在整个秋季观测期间，臭气浓度值均超过现有参考限值20（参考厂界标准），超过限值20的浓度为27～66；其次是交通密集区，约有89%的样品超过限值20。相对其他功能区，居住区和工业区中臭气浓度小于20的样品居多。

在所有功能区中，臭气浓度大于限值20的，文教区所占的概率最大，达100%，其次是交通密集区和混合区；而臭气浓度小于10在工业区所占比例最大，为37.5%，居住区和文教区所占比例最小。

2.1.3 冬季分布

冬季各功能区臭气浓度的分布见图3。

图3 冬季功能区臭气浓度分布

观测期间，冬季臭气浓度的最大值出现在工业区16#点位大港石化区，达到了84；臭气浓度在工业区和交通区相对较大，只有工业区中的15#汉沽其第2次采样的臭气浓度小于10。在整个冬季采样中，居住区臭气浓度小于20的所占的比例最大，约占78%，其次是商业区。

在所有功能区中，工业区超过限值20的样品数最多，约占样品总数的78%，商业区最小，约占16%；而臭气浓度小于10在工业区和混合区所占比例最小，均为11.1%。出现这种情况可能与冬季的气候情况有关，同其他季节相比，冬季的风速略大，更易于空气中物质的扩散和气体的对流稀释。

2.1.4 春季分布

春季各功能区臭气浓度的分布见图4。

图4 春季功能区臭气浓度分布

观测期间，春季臭气浓度最大值出现在工业区大港16#点位，臭气浓度值在文教区和混合区相对较小，但几乎全部超过限值20（参考厂界标准），在整个春季采样中，臭气浓度超过限值20接近于100%。只有工业区和交通密集区出现臭气浓度小于10的情况。

在所有功能区中，居住区和商业区的臭气浓度均大于限值20，其次是工业区，占89%；文教区最小，占66%；仅在功能区中的交通区和工业区中有1次臭气浓度小于10。这与天津市的工业布局以及气候条件、能源使用情况有关。刘咏等［1］发现天津市内一景观河道受污染严重，当水体含氧量逐渐降低时，河道内厌氧菌大量繁殖，使水中有机物等发生生物化学反应，生成了很多恶臭气体，如H2S、氨、硫醇类化合物等。在春季，温度逐渐上升，北方城市的河道解冻，经历长时间厌氧繁殖，易产生臭味。另外，春季鲜花绽放，各类花香味混杂在一起。因此居住区、商业区、文教区和混合区可能臭气浓度超标率尤为明显。

2.2 不同季节臭气浓度超标率比较

以厂界臭气浓度限值20为标准，对各功能区超过限值的样品出现的频数进行统计，见表2。春季，各功能区臭气浓度大于20的样品都超过65%，居住区和商业区所有样品均超过限值20，其中文教区最小，占66%；其次是秋季，夏季所占比例最少，在秋季商业区、文教区、交通密集区和混合区平均占80%左右，而夏季在商业区和文教区仅占16.67%；冬季，工业区超过限值20的样品最多，占77%，其次是文教区，商业区最小，占16%。

表2 4个季节超限率对比 %

从整体数据来看，天津市春、秋季各个功能区的超过限值20的样品率均要大于夏、冬季节的功能区的超限率。这与曹文文等［2］研究结果一致。在2008—2009年，对天津市在大气中VOCs的组成及其浓度分布特征进行了分析，从4个季节进行了比较表明：春秋季的挥发性有机污染物明显高于夏冬季，而臭气样品中的主要成分就有VOCs。另外，从气候影响情况来看，春季本是万物复苏、百花绽放的季节，超限样品率在居住区、商业区最为明显，达100%；北方地区的秋天较为短暂，很多植物的树叶凋落在地，在经过秋雨的沉淀更容易产生异味，这在文教区、混合区表现的尤为明显。