上海市典型垃圾箱房惡臭氣體排放特征研究*

王 川

(上海環境衛生工程設計院有限公司，上海市環境工程設計科學研究院有限公司，上海 200232)

惡臭氣體不僅會對人體產生感官不快，而且有些組分還會對人體健康造成危害，甚至有致癌風險[1-2]。惡臭氣體中的揮發性有機物(VOCs)在光照條件下還會與大氣中的氮氧化物(NOx)發生光化學反應而生成臭氧(O3)和二次有機氣溶膠(SOA)，對環境空氣質量產生影響[3-4]。

惡臭氣體對人體產生的感官影響是最直接的影響，已經成為現階段公眾對惡臭污染最關注的問題。生態環境部發布的《2018—2020年全國惡臭/異味污染投訴情況分析》指出，垃圾處理行業的惡臭投訴比例(11.3%)已上升至國內各行業首位，其中投訴最多的是關于垃圾收集和堆放等與居民最接近的環節。隨著生活垃圾全程分類體系的不斷完善，濕垃圾分出量的增多可能會帶來更多惡臭污染的問題[5]1804,[6-7]。目前，生活垃圾處理的惡臭污染研究主要聚焦在中轉收運和末端處置環節。徐穎杰等[8]在垃圾收運車中檢出了75 種惡臭物質，以乙醇為代表的含氧化合物濃度最高；LI等[9]研究發現，垃圾中轉站中乙酸乙酯和芳香烴含量非常高，且存在致癌風險；垃圾焚燒廠、填埋場、生化處理廠等生活垃圾末端處置設施的惡臭污染更是已有很多研究[10-12]。然而對于垃圾分類的源頭惡臭污染尚未引起足夠重視，特別是上海市要求濕垃圾破袋投放，很有可能產生垃圾分類的源頭惡臭污染，因此針對不同類型垃圾箱房的惡臭氣體排放特征研究非常有必要。

本研究對上海市的售后公房、高層公寓、商業酒店、別墅、辦公與公寓混合樓宇、高檔小區、菜場、農村、低密度小區等配套的垃圾箱房進行了實地監測調研，分析了典型垃圾箱房惡臭氣體的排放特征，并探究了影響因素，旨在為生活垃圾全程分類的精細化運營管理提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 垃圾箱房選取

本研究選取了上海市較為典型的11個垃圾箱房作為研究對象，涵蓋了市區和郊區的售后公房、商業酒店、辦公與公寓混合樓宇、高檔小區、高層公寓、別墅、菜場、農村和低密度小區等，其中高檔小區還根據垃圾箱房位于地上還是地下分成了高檔小區(地上)和高檔小區(地下)，別墅考察了有/無就地生化機兩類。本研究選取的垃圾箱房面積約為20 m2，基本上都配備了除臭設施，監測時間主要集中在環境溫度較高的夏秋季。11個垃圾箱房的基本信息見表1。

表1 11個垃圾箱房的基本信息Table 1 Basic information of 11 garbage houses

1.2 采樣與監測

所有垃圾箱房均開展了臭氣濃度及惡臭氣體組分離線采樣監測，除別墅和商業酒店外都開展了箱房內外的同步監測，并重點在辦公與公寓混合樓宇、高檔小區、菜場、農村和低密度小區的6個垃圾箱房內開展了日變化監測。垃圾箱房內的采樣位置在箱房中心，箱房外的采樣位置在箱房下風向3～5 m，采樣高度約1.5 m。

主要監測指標及測定方法如表2所示，其中含硫化合物測定了硫化氫、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫，VOCs涵蓋了烷烯烴、鹵代烴、芳香烴和含氧VOCs等。

表2 主要監測指標及測定方法Table 2 Main monitoring indexes and their determination methods

溫度和相對濕度利用AirOdor413P型惡臭污染氣體在線監測儀獲得的數據。

2 結果與討論

2.1 典型垃圾箱房的臭氣濃度

由圖1可見，垃圾箱房內外臭氣濃度接近，箱房內略高于箱房外，符合基本常識，因此下面以箱房內為主進行討論。本研究的典型垃圾箱房內臭氣濃度均超過了上海市的《惡臭(異味)污染物排放標準》(DB31/1025—2016)非工業區周界監控點臭氣濃度限值(10)，可見垃圾箱房內因垃圾投放和存儲帶來的異味問題不應忽視。其中別墅(有就地生化機)的垃圾箱房內臭氣濃度(127)尤高，比別墅(無就地生化機)的垃圾箱房臭氣濃度(13)高出了近10倍，這是因為就地生化機中微生物發酵會產生大量臭氣。畢珠潔等[13]也發現在小型生化機排放口臭味非常明顯，臭氣濃度特別高。然而對于同樣配備了就地生化機的低密度小區，其垃圾箱房內臭氣濃度僅為14，是因為低密度小區服務戶數很少。售后公房、高層公寓和農村等服務戶數在1 000及以上的垃圾箱房內臭氣濃度總體高于服務戶數低于500的別墅、商業酒店和辦公與公寓混合樓宇等，證明垃圾箱房內臭氣濃度與其服務人群數量存在一定的正相關性。從不同區域來看，位于市區的商業酒店、辦公與公寓混合樓宇、高檔小區等的垃圾箱房內臭氣濃度相對位于郊區的高層公寓、別墅、農村和低密度小區等低，主要是因為市區的垃圾箱房管理更為規范，除臭設施能充分發揮作用。

通過對重點監測的垃圾箱房內臭氣濃度進行日變化分析(見圖2)發現，不同垃圾箱房內臭氣濃度峰值出現時間存在較大差異，但與垃圾投放時間和收運時間有較大關系，特別是晚間無垃圾投放和收運作業時垃圾箱房內臭氣濃度相對較低，也可能與晚間溫度較低有一定關系，高檔小區(地下)的垃圾箱房內臭氣濃度在21：00—22：00出現高值，主要是因為該垃圾箱房的濕垃圾收運集中在該時段。

2.2 典型垃圾箱房內的惡臭氣體組分特征

通過圖3可以發現，含硫化合物在所有垃圾箱房中都有檢出，濃度較高，其中甲硫醇質量濃度在多數垃圾箱房內較高，平均達到4.23 μg/m3，高于方晶晶等[14]910在2011—2012年監測得到的某居民小區垃圾箱房內甲硫醇水平(2.00 μg/m3)，可能與當下垃圾分類后上海市采用濕垃圾破袋投放有關，但仍著低于餐廚垃圾處理廠(20.90～52.80 μg/m3)[15]和填埋場作業面(27.60～136.40 μg/m3)[5]1808等生活垃圾末端處理設施。部分配次氯酸或次氯酸鈉噴淋除臭設施的垃圾箱房內鹵代烴含量較高。氨的平均質量濃度達到4.18 μg/m3，其中別墅(有就地生化機)的垃圾箱房內最高，達到了13.50 μg/m3。此外，含氧VOCs在2個高檔小區的垃圾箱房內濃度較高，以乙醛為主要代表。芳香烴和烷烯烴濃度相對較低，與方晶晶等[14]912報道的結果較為一致。

由于硫化氫、氨和甲硫醇是極具惡臭性質的組分，因此又對這3種組分在重點垃圾箱房內的日變化進行了分析，結果與重點監測的垃圾箱房內臭氣濃度日變化基本吻合，不同垃圾箱房內這3種組分濃度峰值出現時間存在較大差異，但整體上與垃圾投放時間和收運時間一致，進一步表明垃圾投放和收運作業對箱房內惡臭氣體濃度影響較大。

通過氣味指數[16],[17]1040計算發現，多數垃圾箱房內甲硫醇氣味指數最高，因為其嗅閾值極低，只有約0.15 μg/m3，而且甲硫醇在其他惡臭污染源中早已被鑒定為主要嗅覺貢獻者[14]911,[17]1041，因此甲硫醇可能是未來垃圾箱房惡臭控制的首要關注污染物。

2.3 影響因素分析

環境條件對垃圾箱房內惡臭氣體的排放特征有重要影響。以往研究表明，溫度和相對濕度可能對惡臭氣體排放濃度有重要影響[18]。本研究監測時間主要集中在夏秋季，垃圾箱房內的溫度為27～37 ℃，相對濕度為50%～90%，相對濕度隨溫度呈降低趨勢，兩者有較好的線性負相關關系(相關系數為-0.707)。分析臭氣濃度和不同惡臭氣體組分與溫濕度的相關性發現，僅VOCs與溫度呈一定的相關性(相關系數為0.581)，其他組分與溫濕度幾乎無相關性(相關系數均小于0.2)，可能是因為本研究采樣時間比較集中，垃圾箱房內溫濕度波動相對較小。另外，甲硫醇與硫化氫的相關性較高(相關系數為0.506)，可以說明兩者具有同源性，可能都來自家庭濕垃圾。在餐廚垃圾兩相厭氧發酵工藝[19]和餐廚垃圾飼料化處理廠[20]都發現主要致臭物質為含硫化合物。

3 結論與建議

(1) 上海市典型垃圾箱房內外惡臭濃度接近，箱房內略高于箱房外；箱房內臭氣濃度均超過了DB31/1025—2016非工業區周界監控點臭氣濃度限值(10)；垃圾投放時間和收運時間對垃圾箱房內臭氣濃度及惡臭氣體組分日變化有重要影響。

(2) 含硫化合物在所有垃圾箱房內均有檢出，其中甲硫醇質量濃度較高，平均達到4.23 μg/m3，是未來垃圾箱房惡臭控制的首要關注污染物。

(3) 建議配備就地生化機的垃圾箱房要做好必要的除臭措施；建議進一步研究惡臭氣體排放與服務人群數量之間的定量關系；建議進一步研究不同季節時環境條件對垃圾箱房內惡臭氣體排放的影響；建議管理部門提高郊區的垃圾箱房管理水平。