有機硫惡臭污染物及其分析方法初探*

福建省環境監測中心站 徐 亞

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有機硫惡臭污染物及其分析方法初探*

福建省環境監測中心站 徐 亞

該文對有機硫惡臭污染物的概念、危害進行了闡述，并對有機硫惡臭污染物的來源作了分析，重點突出了城市中有機硫惡臭污染物的來源，即城市污水處理廠、垃圾中轉站、城市內河等。最后參照美國環保局TO-15方法，初步建立了有機硫惡臭污染物檢測的預濃縮和氣相色譜/質譜儀聯用的方法，該方法具有峰分離較好、信噪比高等特點。

惡臭有機硫 危害 來源 檢測方法

1 概述

惡臭污染物是指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損害生活環境的氣體物質[1]，一些有機硫化物具有強烈的惡臭氣味和較低的嗅閾值，是惡臭污染物的重要組成部分，甚至被視為導致惡臭的主要源頭。有機硫惡臭污染物普遍存在于各種環境中，如工業區、填埋場、受污染城區、森林和海洋環境[2-3]。美國國家環保局(EPA)首批確定的8種重點監測的惡臭物質中，2種為有機硫惡臭污染物，分別是甲硫醚(DMS)和二甲基二硫(DMDS)。在國標《惡臭污染物排放標準》(GB 14554-93) 限制排放的8種物質中，有機硫惡臭污染物占了4種，分別為甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳。

在有機硫惡臭污染物中，一些物質如羰基硫、二硫化碳、甲硫醇、乙硫醇等除引起不愉快的氣味外，同時還具有神經毒性，可作用于中樞神經系統，嚴重中毒時可引起抽搐甚至發生呼吸麻痹而死亡。Jaakkola對芬蘭Imatra工業區內的含硫惡臭化合物影響的調查結果表明,長期暴露于有機硫惡臭污染物會增加成年人眼睛感染和排泄物，造成鼻子不通氣或流鼻涕，使得咳嗽、呼吸急促、氣喘和頭痛的發生率比較高[4]。惡臭除了對人體產生危害外，不少惡臭源還會滋生蚊蠅，影響人們的生活環境并造成疾病傳播[5]。由于人們日益認識到有機硫惡臭污染物對人體健康和大氣環境質量產生很大的不利影響，因此有機硫惡臭污染物的研究也越來越受到關注。

2 有機硫惡臭污染物來源

有機硫惡臭污染物來源廣泛，既有自然源也有人為源。自然源包括硫酸鹽的同化和異化作用、海洋微生物作用等；人為源包括城市污水處理廠和填埋場的釋放、化石燃料的燃燒、天然氣和石油的開采、石油加工、造紙和生物質燃燒等。下面重點闡述城市中有機硫惡臭污染物的人為來源，包括城市污水處理廠、垃圾中轉站和城市內河等。

城市污水處理廠釋放的有機硫惡臭污染物主要來源于污水和污泥的處理單元。當污水處理過程存在厭氧區或由于曝氣不足產生厭氧條件時，硫醇等有機硫惡臭污染物會同H2S、NH3一并產生和釋放出來；在污泥處理階段，由于污泥中污染物質濃度通常比較大，因此該階段產生惡臭的強度相對來說非常大[6-7]。伴隨著城市化進程的發展和城市基礎設施建設的推進，各地不斷進行城市污水處理廠新建和改建工程，城市污水處理廠數量和規模不斷增長，因此城市污水處理廠有機硫惡臭污染的問題不容忽視。

生活及生產垃圾的收集、轉運和處理過程往往伴隨著有機硫惡臭污染物的生成和釋放，尤其是在酷熱的夏季產生惡臭的同時也伴隨著蚊蠅滋生。不同于垃圾填埋場和焚燒廠，垃圾轉運站多建設于城市中心的商業區和居民區及商住混合區，多數無綠化隔離帶或建設不規范，因此各種垃圾混雜在一起造成包括有機硫在內的惡臭間歇式和無組織排放，對居民產生更直接的影響。不同種類的垃圾散發出不同的氣味，導致中轉站惡臭化學成分的含量上有很大的差別[8]。

另外，城市內河因水體污染也成為有機硫惡臭污染物的重要來源，并且由于城市內河線狀分布的特性而使得城市內河惡臭污染具有帶狀分布的特點，影響的范圍更廣。盛彥清對廣州市典型污染河道中4種有機硫惡臭污染物(羰基硫、甲硫醚、二硫化碳、二甲二硫)的揮發和擴散研究表明，隨著水質污染程度的加重，這4種有機硫惡臭污染物揮發和擴散濃度明顯增加[5]。主要是因為水體嚴重缺氧導致厭氧環境的產生，這樣的厭氧環境往往有利于各類含硫化合物在厭氧菌的作用下發生厭氧消化反應而釋放。

3 有機硫惡臭污染物檢測方法初探

《惡臭污染物排放標準》規定，甲硫醇、甲硫醚、二甲基二硫的檢測方法為氣相色譜法，二硫化碳的檢測方法為分光光度法，但這兩種方法存在檢出限較高和程序繁瑣的問題。本文參考美國環保局TO-15方法，運用預濃縮和氣相色譜/質譜聯用的方法，使用Entech 7100預濃縮儀和Agilent 7890A /5975c氣相色譜/質譜進行有機硫惡臭污染物的測定。色譜條件：色譜柱為GS-GasPro (30m×0.32mm×2μm，柱長×直徑×涂層)；載氣為高純氦；流量為1.5mL /min; 升溫程序，初始溫度60℃，以40℃/min升至240℃，保持6 min；分流比為10:1。質譜條件：離子源電壓70 eV；離子源溫度230℃；全掃描( SCAN)。用此方法得到濃度為20ppbv標準氣體樣品的譜圖如圖1所示。從圖1可以看出，4種有機硫惡臭污染物二硫化碳、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫都得到很好的分離，沒有峰重疊。該方法的信噪比高，圖1中色譜圖的信噪比達6000~50000。

1—二硫化碳；2—甲硫醇；3—甲硫醚；4—二甲二硫

4 小結

有機硫惡臭污染物對人體健康和大氣環境質量會產生一定程度的不利影響，因此，有機硫惡臭污染物的有關研究也越來越受到關注。對于城市有機硫惡臭污染而言，應重點關注城市污水處理廠、垃圾中轉站和城市內河等有機硫惡臭污染和排放的問題。實驗表明，運用預濃縮和氣相色譜/質譜聯用的方法測定有機硫惡臭污染物，具有分離好、無峰重疊、信噪比高等特點。

[1] GB 14554-93, 惡臭污染物排放標準[S].

[2] Kesselmeier J, Hubert A. Exchange of reduced volatile sulfur compounds between leaf litter and the atmosphere[J]. Atmospheric Environment, 2002(36): 4679-4686.

[3] Muezzinoglu A. A study of volatile organic sulfur emissions causing urban odors[J]. Chemosphere, 2003(51): 245-252.

[4] Jaakkola J K. Archor of environmental headache. USA, 1999: 54254-54263.

[5] 盛彥清. 廣州市典型污染河道與城市污水處理廠中惡臭有機硫化物的初步研究[D]. 廣州: 中國科學院廣州地球化學研究所, 2007.

[6] 屠艷萍, 滕騰, 王如明, 等. 城市污水處理廠惡臭濃度分布規律及其防治措施[J]. 中國環境管理干部學院學報, 2010, 20(5): 36-39.

[7] 王建明, 袁武建, 陳剛, 等. 污水處理廠惡臭污染物控制技術的研究[J]. 安全與環境工程, 2005, 12(3): 33-34, 38.

[8] 呂永, 鄭曼英, 葉曉玫. 生活垃圾轉運站惡臭污染指標初探[J]. 中國環境監測, 2008, 14(4): 49-53.

福建省環保廳科技計劃項目（編號：2013R003）。