环境在线监测在综合性环卫设施污染源调查中的应用

徐唯易

（上海市杨浦区资源利用和垃圾分类管理所，上海 200090）

生活垃圾成分复杂，容易产生恶臭气体，影响居民生活质量，故其妥善处置对我国环境保护有重要意义。上海作为我国首个进行垃圾分类的试点城市，自2019年实施生活垃圾分类以来，收集、清运、中转和处置等流程发生变化，与之对应的环卫设施需要提升环保能效等级，并配套相应的环保监测设备，如何准确有效地做好污染物监测是当前面临的新课题。在线监测相比传统人工监测，具有高灵敏度、多组分以及实时等优势[1]，但同时也有样品失真[2]、日常运维[3]等问题，因此必须研发与环卫设施相匹配的在线监测系统，提升其实用价值。

1 综合性环卫设施污染源调查

本文所涉及的综合性环卫设施地处上海市中心城区，考虑到用地效率及功能需求，改造后区域内包括生活垃圾中转站（1座）[4]、环卫车辆停车场（2座）、集装箱体转运停放点（1处）及配套的废气与污水处理设施。周边环境敏感目标为毗邻的居民区，因此要对该设施的污染源类型、点位及排放情况进行调查。依据权重可得，首要影响因素为废气，其次为噪声、污水。

1.1 设施对周边环境的影响

围绕首要污染物，科学地评估恶臭气体对周边环境的影响，依据《恶臭污染物排放标准》（DB 31/1025—2016），以控制排口及周界臭气浓度限值作为项目改建的技术参数，在此基础上运用计算流体动力学（CFD）方法，模拟该环卫设施及附近建筑周围流场和污染气体扩散特征，选用最不利天气条件（无热力扩散效应），关注瞬间污染风险。该设施为西北—东南纵向坐落，敏感目标位于设施西南方位。根据当地气象资料，在设定风场条件、考虑建筑群对来流产生阻力导致的风速风向变化、确定环卫设施排口数量与排风量、已知各类污染源的前提下，分别以西北、北偏西22.5°、正北等9个方向分析污染物扩散分布，得出稳态风场（风速1 m/s，持续风吹，风向北偏西22.5°和正北）及动态风场（平均风速1 m/s，瞬时风速在0.5～4.0 m/s波动，风向以正北方向为中心线，东西45°变化）的情况下有组织与无组织排放的恶臭浓度对环境空气的影响，以此作为改造方案的数据支撑和设施运行后环境监测布点的理论依据。

1.2 设施功能及污染源调查

根据该综合性环卫设施的使用功能及污染物排放情况，以建（构）筑物为单位，分别按面、线、点、体源进行划分，为环境在线监测方案提供必要的布点参考。生活垃圾中转站按1 200 t/d处理量实施技改，采用前端源头除臭与重点区域多级除臭的工艺。配套污水处理间按最大处理量80 m3/d进行设计，渗滤液站内不排放，坡道加装伸缩棚，减少散溢。按有组织点源计，该建筑涉及废气、噪声、废水三类污染物。

配套垃圾中转的附属设施包括三部分。一是集装箱体转运存放点，用于存放备用箱体，避免生活垃圾运输过程发生空置等候；二是用于环卫车辆清洗的洗车间；三是处理环卫车清洗污水、场地冲洗水和初期雨水（收储）的污水处理站。三处建（构）筑物通过管道连接，共用一套除臭系统，按有组织点源计，其涉及废气、噪声两类污染物。此外，满载环卫车可识别为若干移动源；清洗后停放场地的环卫车可识别为若干线源；对于综合性环卫设施作业中可能发生的车辆跑冒滴漏问题，将场地识别为面源。从空间分布来看，该环卫设施设有2个高空废气排口（距地面15 m），其分别位于中转站与除臭系统设备间，其余均可认作地面污染源。

2 在线监测方案设计

围绕首要污染物，从该综合性环卫设施的布局出发，依据生活垃圾中转站项目与附属设施项目环评，并参考CFD模拟得到的结论，以《大气污染物无组织排放监测技术导则》（HJ/T 55—2000）、《恶臭污染环境监测技术规范》（HJ 905—2017）等为蓝本，设计符合该设施实际的废气在线监测方案。

2.1 有组织废气监测布点方案

根据该设施的排口数量，设置相应的监测点位，如图1所示。

2.2 无组织废气监测布点方案

该设施毗邻的敏感目标为居住区，考虑有组织废气排口的位置，根据1.1节所述情况（风向以正北方向为中心线，东西45°变化），设置无组织监测点位时将西南点位置于中转站排口正南侧，使排口、周界监测点与敏感目标处于同一直线，并将东北点位置于污水处理站、除臭设施所在区域，兼顾其对整体环境空气的影响。另外，在东南、西北两端停车场周界设置剩余2个无组织监测点。对于无组织排放参照点，选取敏感目标东北方的出入口位置，该点位距离场内各类污染源较远，基本不受进出中转站车辆影响，如图1所示。

3 监测数据应用实践

3.1 检测方法与仪器设备

恶臭在线监测采用电化学传感器[1]，使用冷杉LS-9100设备，采样泵通过预处理系统抽取样气。预处理系统具备除尘、除水、降温控制等功能，样气被引导至预处理系统，去除颗粒物、水分、腐蚀性气体等，然后控制系统对样气进行切换，分配样气经疏水过滤器进入气体分析仪中进行分析，相关参数如表1所示。

表1 恶臭在线监测系统技术参数

3.2 应用实践

经环保提标，该环卫设施调试期间采用分步启用、逐步增量的方针。首先恢复停车场功能，之后启动生活垃圾中转站，随着进站垃圾量的递增，陆续启用相关附属设施，因此与之配套的环境在线监测系统就能及时跟踪整个区域内环境空气质量。在实际废气监测中，按《恶臭污染物排放标准》（DB 31/1025—2016）控制要求，垃圾进量高峰期存在排口恶臭达标而周界恶臭超标的情况，即风向偏北的气象条件下，呈现东南点位最高、西南点位其次、西北点位达标的现象，如图2所示。

图2 恶臭在线监测数据及干、湿垃圾转运量

针对该现象，综合分析环卫车辆进场信息，结果发现，随着垃圾进站量日增，环卫车辆存在集中进站卸料的高峰，当站内周转用箱储备不足时，满载环卫车辆需要等候，由于建筑物对气流的阻滞效应，地面无组织移动源所排放的恶臭在区域内聚集。当风向偏北时，西南与东南点位处于下风向，聚集的恶臭气体被风自相邻建筑物的间隙带出，并被西南、东南二处的周界监测点位捕获，同时也无法完全排除有组织排口随风向扩散时对周界恶臭的叠加效应。当风停息时，高峰期集中卸料后的环卫车辆拥堵于洗车间外等待冲洗，形成若干线源，导致聚集的恶臭气体经自由扩散被东北、东南二处的周界监测点位捕获。上述综合因素对周界恶臭控制起负面作用，而位于西北处的周界监测点位处于上风向，距离停放的满载环卫车辆较远，故恶臭数值未超标。

发现上述情况后，依托智慧化管理手段，错峰调度环卫车辆分批次进入中转站作业，减少车辆等候排队可能引起的周界恶臭超标；预先调配足够数量的空箱储存于转运点，确保箱体周转满足实际卸料需求；加强作业场地管理，结合恶臭监测数据的变化趋势，适时增加场地冲洗频次；规范环卫车辆管理，杜绝跑冒滴漏现象。以上措施的落实使该问题得到有效解决。

4 结论

综合性环卫设施的恶臭控制是一项复杂性系统工程，相比传统的经验判断法，运用CFD进行污染源调查及周边环境影响分析是一种积极尝试，也为环卫设施改建和设施运行后环境监测布点提供了数据支撑。综合性环卫设施共用除臭系统的设想具有可操作性，基于此所实施的环境在线监测为恶臭控制提供了有益借鉴，也为环卫日常精细化管理提供了科学指导。