恶臭动态稀释法在三点比较式臭袋法中的应用探讨

张旭东

(深圳市环境监测中心站，深圳　518049)



恶臭动态稀释法在三点比较式臭袋法中的应用探讨

张旭东

(深圳市环境监测中心站，深圳518049)

【摘要】三点比较式臭袋法分析恶臭气体样品全过程手工操作，步骤繁琐，效率低下，在实际测定过程中存在较大的局限性和不确定性，易出现误差，本文对国标方法规定的静态稀释配气法和欧美等国家采用的动态稀释配气法进行比较分析，探讨借鉴和引用动态稀释配气法完善国标方法，提高监测效率，保证监测结果的准确性和有效性。

【关键词】恶臭测定；动态稀释；应用探讨

1引言

近年来随着我国城市化进程的不断加快，恶臭污染与人居环境改善的矛盾日渐显现，恶臭扰民已成为一个突出的环境问题。与此同时，恶臭监测在环境管理、环境影响评价、环境纠纷处理和建设项目竣工环保验收中成为最基本的监测项目之一，各级环境监测机构承担的恶臭监测任务随之大幅增加。

目前我国恶臭监测采用的国家标准《空气质量 恶臭的测定 三点比较式臭袋法》(GB/T14675-93)已颁布实施20多年，该方法规定样品配气方法采用手工注射器注入样品的稀释方法[1](简称静态稀释法)，样品稀释配气全过程手工操作，步骤繁琐，操作精细，效率低下存在较大的局限性和不确定性，极易出现误差。因此，改进操作方法和步骤，逐步实现规范化、程序化和自动化，减少人工操作失误，提高样品的分析效率，加强分析过程的质量保证，确保数据的准确性和有效性，具有迫切的需求。

2三点比较式臭袋法的局限性

《空气质量 恶臭的测定 三点比较式臭袋法》(GB/T14675-93)自1993年颁布实施以来，我国大部分环境监测机构都已建立恶臭实验室，开展恶臭监测工作。结合多个实验室的经验和反馈，目前该分析方法在稀释配气和嗅辨等关健操作环节存在不确定性，影响监测结果的准确性。

2.1稀释配气全过程手工操作，不易进行有效的质量控制

在稀释配气过程所有操作依靠手工完成，从采样瓶换塞、取样、注入到封闭针孔等关键环节均取决于操作者的规范和熟练程度，每一步稍有不慎，均会对分析结果造成误差，难以实施规范有效的质量保证和质量控制措施。

2.2稀释配气过程操作繁琐，效率低下

在开展臭气样品分析时，至少需要2名配气员(判定员)同时操作，并提前30分钟以上进行稀释配气，分析1个厂界臭气样品就需稀释充入54～108个嗅辨气袋。在熟练操作的情况下，分析1个样品平均需20分钟以上，效率低下，耗时过长[2]，易引起嗅辨员因长时间工作而导致嗅觉疲劳，影响分析判断的准确性。

2.3嗅辨气袋易发生泄漏现象，误差较大

手工稀释配气过程中使用的注射器、嗅辨气袋易发生泄漏现象，误差较大，准确度不易把握。在实际测试中挑选了5分钟内无明显漏气的10个气袋充满并静置，20 分钟后气袋体积平均降至原有体积的85%～90%，40分钟后降至75%～80%。同时，实际稀释配气中由于频繁往气袋中注入气体，漏气现象会更加严重。特别是进行有组织排放臭气样品1000倍以上的稀释配气时，由于取样微量，注入嗅辨袋时对针孔和胶塞的密封度要求更高，稍有不慎就会造成漏气现象，影响稀释倍数的准确性。

2.4嗅辨袋胶塞残留异味，影响分析结果

不同厂家生产的胶塞材质不同，虽都称由无气味材质制成，但实际使用中发现部分胶塞仍带有微量异味，经加热蒸煮处理，但仍无法彻底去除，对嗅辨员的判断造成一定影响。

2.5一次性嗅辨袋使用量大，分析成本较高

依照标准规定，以分析厂界臭气样品为例，每分析1个样品就需108个嗅辨袋，虽可将部分无注入样品气体的嗅辨袋循环使用，但大部分再次使用会影响其气密性。嗅辨袋一般由进口无味材料制作，分析成本较高。

2.6分析结果手工记录和运算，易发生人为错误

目前，所有样品的分析结果的记录和运算均由手工完成，特别是结果统计和运算过程中易出现差错。

3恶臭动态稀释法的原理和特点

恶臭气体分析动态稀释法的运用迄今已有一百多年的历史。1886年，荷兰乌德勒支大学的教授Zwaardemaker发明了动态嗅觉测定仪用于测试环境中的恶臭气体[3]。我国的恶臭测定标准方法采用的是三点比较式臭袋法规定的静态稀释法，目前国际上除日本、韩国等国家和地区采用静态稀释法外，欧美、澳大利亚、新西兰等国家使用的是基于动态稀释法原理研制的动态稀释仪 (或称嗅觉计) 对恶臭样品进行测定[4]，并在此基础上测定评价恶臭样品的臭气浓度、臭气强度、愉悦度等。现代恶臭动态稀释仪的基本原理是由通过无油空压机产生的高压空气，经活性炭过滤器处理后制得无臭空白气体进入动态稀释系统，系统中的质量流量计和电磁阀等部件在计算机软件系统的控制下自动实现开启和关闭状态的切换，定量抽取样品气体和无臭气体按照程序预设的稀释倍数，进行精确配比稀释操作，稀释后的样品气体经其中一个嗅辨口排出，其余两个嗅辨口排出无臭气体，嗅辨员对三个嗅辨口排出的气体进行嗅辨判断得出结果。恶臭动态稀释仪主要有以下特点。

3.1分析方法模式多种多样

由计算机软件控制的分析方法模式，可根据需要可设定为国标方法《空气质量 恶臭的测定 三点比较式臭袋法》(GB/T14675-93)和愉悦度、描述法等欧美国家的恶臭分析方法，供用户灵活选择。

3.2分析操作自动化、程序化，效率高，节省时间

样品的取样、稀释和配气均由计算机软件控制，自动实现快速连续操作。同时，一般的动态稀释仪具备6个嗅辨工作台，6个嗅辨员可同进行嗅辨分析，通过触摸屏或按键选择嗅辨结果，通常完成一个样品的分析仅需5分钟左右。

3.3具备清洁净化装置

部分动态稀释仪具备管路的加热清洗功能，可有效清除残留在管路中的有机物等粘性物质，确保嗅辨口出气无异味。

3.4稀释倍数控制精确，嗅辨流量灵活调节

稀释倍数的精确度，直接关系到分析结果的准确性。配气系统的电子质量流量计由程序化智能控制，并可用电子流量计等仪器进行校准。同时嗅辨杯的出气流量可根据嗅辨员的习惯调节。

3.5自动统计和计算分析结果

通过动态稀释仪内置的计算程序软件，根据嗅辨员选择指令可快速完成嗅辨结果的统计和运算，避免人工计算错误。

4动态稀释法的与三点比较式臭袋法的比对验证

通过选取了当前群众恶臭污染投诉中较为典型的四个类企业进行两种稀释配气分析方法的比对实验。对每个类型的企业进行连续两天厂界臭气浓度监测，依照《空气质量 恶臭的测定 三点比较式臭袋法》(GB/T14675-93)中采样方法和步骤，每个企业每天同一时段同步采集2个样品，分别进行静态稀释法配气和动态稀释法配气分析实验，每天采样4次。对各企业同一时段采集的样品分别采用静态稀释配气法和动态稀释配气法稀释配气后，同一批嗅辨员进行嗅辨分析，分析结果见表1。

表1　静态稀释配气和动态稀释配气样品分析结果

对获得的分析结果进行数据处理，最后对分析数据进行置信区间估算，从而获得比对结论。将静态稀释配气法和动态稀释配气法所得的监测数据比对分析，假设Ho∶μ1=μ2，选定置信度95%，计算F和t检验，再查F检验和t检验的临界值Fα和tα表，得到F0.025(7，7)=4.99和t(0.05，7)=2.365，进行显著性差异检验，当Fα>F和tα>t时，可以判别静态稀释配气分析结果与动态稀释配气分析结果不存在显著差异。检验结果：F检验值为1.088～2.500，t检验值为0.740～1.936，见表2，说明四种类型的企业恶臭样品静态稀释配气分析结果与动态稀释配气分析结果均不存在显著差异，采用动态稀释配气法进行恶臭样品分析结果可靠。

5动态稀释仪的校准

样品稀释倍数是否准确直接影响样品的分析误差，《空气质量 恶臭的测定 三点比较式臭袋法》(GB/T14675-93)未对稀释配气过程中如何进行稀释倍数的精确控制出规定，而在实际操作过程中又难以避免操作误差。动态稀释仪可通过校准能较好地解决稀释误差大的问题。

表2　分析结果显著性差异统计

5.1流量计校准法

通过标准转子流量计或电子流量计测量动态稀释仪的样品吸气口和嗅辨杯出气口的气体流量可准确计算出样品气体的稀释倍数。当稀释倍数出现偏差时，调节动态稀释仪的质量流量计进行校准。

5.2标准气体校准法

用特定已知浓度的标准气体进行稀释倍数的校准。如将NO、NO2等低毒或无毒的瓶装标准气体在通风良好的条件下，接入样品吸气口，待目标稀释倍数稳定后，用校准过的烟气分析仪测量嗅辨口的NO、NO2浓度与进气口的标准气体浓度，可准确计算其稀释倍数。当稀释倍数出现偏差时，调节动态稀释仪的质量流量计进行校准。

6恶臭动态稀释法的应用展望

近年来，基于动态稀释法研制而成的恶臭动态稀释仪在我国的一些环境监测机构中得到逐步引进和应用，给恶臭样品的分析带来了新的思路与方法。但由于种种原因动态稀释法在实际样品分析中应用较少，尤其是在污染源监督执法、建设项目验收等政府行为中尚未得到推广应用，主要存在主要问题是：

(1)无相应的国家标准分析方法支持。《空气质量 恶臭的测定 三点比较式臭袋法》(GB/T14675-93)已颁布20多年，在实施过程中已显现出了较多的局限性，可在广泛征求意见的前提下进行修改和完善，并考虑引入动态稀释法相结合的操作性强的恶臭分析方法。

(2)恶臭动态稀释仪技术还需不断改进。如在进行分析环境空气样品时，因需在6个嗅辨口同时释放稀释气体，需要通常8～10升的样品气量，因此采样时需携带大号采样瓶采样，对采样人员带来了不便；嗅辨时间较为紧凑，每一次约为20～30秒，要求嗅辨员能熟练快速做出判断；稀释时空压机产气体总量较大，过滤器中的活性炭的使用周期变短。

(3)目前，国内的动态稀释仪技术还处在研发和试用阶段，成熟仪器设备一般为国外进口产品，价格较为昂贵。国产动态稀释仪应加快研发速度，争取早日推出成熟产品。

静态稀释法和动态稀释法的本质都是将臭气样品按特定的倍数稀释后由嗅辨员进行识别，其基本原理具有共性，经实际比对实验分析结果无显著差异。随着恶臭动态稀释仪技术的不断进步和成熟，我国恶臭监测标准体系的完善，恶臭分析中动态稀释法将会得到推广应用。

参考文献：

[1]GB/T14675-93，中华人民共和国国家标准—空气质量 恶臭的测定 三点比较式臭袋法[S].

[2]许建光，刘甜恬.三点比较式臭袋法与动态稀释嗅觉计测定臭气浓度的比较[J].三峡环境与生态，2010，186(3)：35-37.

[3]邹克华，李昌建，刘咏，耿静.恶臭测定动态稀释方法研究进展[J].仪器仪表学报，2008，29(4)：9 -12.

[4]赵东风，张继光，张庆冬.三点比较式臭袋法与动态嗅觉仪法关联性研究[J].环境科技，2009，22(3)：1-4.

[7]张旭东，夏旭彬.深圳市生活垃圾处理设施恶臭在线监测系统的建设与应用[J].环境与可持续发展，2015，40(6)：71-73.

[8]夏旭彬，康庆，张旭东，等.关于环境监测数据产品化的探讨[J].环境与可持续发展，2015，40(5)：69-70.

[9]张旭东，夏旭彬.应用环境监测综合管理信息系统加强质量保证和质量控制管理[J].环境与可持续发展，2015，40(4)：54-56.

[10]夏旭彬，康庆，张旭东，等.关于环境监测一体化管理平台构建研究[J].环境与可持续发展，2015，40(2)：78-80.

[11]张旭东.恶臭监测的质量保证和质量控制措施的探讨[J].环境与可持续发展，2014，39(6)：135-137.

作者简介：张旭东，硕士，高级工程师，长期从事环境监测工作

中图分类号：X21

文献标识码：A

文章编号：1673-288X(2016)04-0080-03

Discussion on the Application of Odor Dynamic Dilution MethodintheThreePointComparisonMethod

ZHANG Xudong

(Shenzhen Environmental Monitoring Centre Station，Shenzhen 518049)

Abstract：Three comparison odor bag method analysis malodorous gas samples of whole process of manual operation，tedious steps，efficiency is low，in the actual measurement limitations and uncertainties exist in the process，prone to error，comparison and analysis of the provisions of the national standard method for static dilution gas distribution law and Europe and the United States and other countries have adopted dynamic dilution gas distribution method，to learn from and reference to the dynamic dilution gas method to improve the national standard method，to improve the monitoring efficiency to ensure accuracy and effectiveness of the monitoring results.

Keywords：determination of odor；dynamic dilution；discussion on application

引用文献格式：张旭东.恶臭动态稀释法在三点比较式臭袋法中的应用探讨[J].环境与可持续发展，2016，41(4)：80-82.