上海市典型垃圾箱房恶臭气体排放特征研究*

王 川

(上海环境卫生工程设计院有限公司，上海市环境工程设计科学研究院有限公司，上海 200232)

恶臭气体不仅会对人体产生感官不快，而且有些组分还会对人体健康造成危害，甚至有致癌风险[1-2]。恶臭气体中的挥发性有机物(VOCs)在光照条件下还会与大气中的氮氧化物(NOx)发生光化学反应而生成臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)，对环境空气质量产生影响[3-4]。

恶臭气体对人体产生的感官影响是最直接的影响，已经成为现阶段公众对恶臭污染最关注的问题。生态环境部发布的《2018—2020年全国恶臭/异味污染投诉情况分析》指出，垃圾处理行业的恶臭投诉比例(11.3%)已上升至国内各行业首位，其中投诉最多的是关于垃圾收集和堆放等与居民最接近的环节。随着生活垃圾全程分类体系的不断完善，湿垃圾分出量的增多可能会带来更多恶臭污染的问题[5]1804,[6-7]。目前，生活垃圾处理的恶臭污染研究主要聚焦在中转收运和末端处置环节。徐颖杰等[8]在垃圾收运车中检出了75 种恶臭物质，以乙醇为代表的含氧化合物浓度最高；LI等[9]研究发现，垃圾中转站中乙酸乙酯和芳香烃含量非常高，且存在致癌风险；垃圾焚烧厂、填埋场、生化处理厂等生活垃圾末端处置设施的恶臭污染更是已有很多研究[10-12]。然而对于垃圾分类的源头恶臭污染尚未引起足够重视，特别是上海市要求湿垃圾破袋投放，很有可能产生垃圾分类的源头恶臭污染，因此针对不同类型垃圾箱房的恶臭气体排放特征研究非常有必要。

本研究对上海市的售后公房、高层公寓、商业酒店、别墅、办公与公寓混合楼宇、高档小区、菜场、农村、低密度小区等配套的垃圾箱房进行了实地监测调研，分析了典型垃圾箱房恶臭气体的排放特征，并探究了影响因素，旨在为生活垃圾全程分类的精细化运营管理提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 垃圾箱房选取

本研究选取了上海市较为典型的11个垃圾箱房作为研究对象，涵盖了市区和郊区的售后公房、商业酒店、办公与公寓混合楼宇、高档小区、高层公寓、别墅、菜场、农村和低密度小区等，其中高档小区还根据垃圾箱房位于地上还是地下分成了高档小区(地上)和高档小区(地下)，别墅考察了有/无就地生化机两类。本研究选取的垃圾箱房面积约为20 m2，基本上都配备了除臭设施，监测时间主要集中在环境温度较高的夏秋季。11个垃圾箱房的基本信息见表1。

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

1.2 采样与监测

所有垃圾箱房均开展了臭气浓度及恶臭气体组分离线采样监测，除别墅和商业酒店外都开展了箱房内外的同步监测，并重点在办公与公寓混合楼宇、高档小区、菜场、农村和低密度小区的6个垃圾箱房内开展了日变化监测。垃圾箱房内的采样位置在箱房中心，箱房外的采样位置在箱房下风向3～5 m，采样高度约1.5 m。

主要监测指标及测定方法如表2所示，其中含硫化合物测定了硫化氢、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫，VOCs涵盖了烷烯烃、卤代烃、芳香烃和含氧VOCs等。

表2 主要监测指标及测定方法Table 2 Main monitoring indexes and their determination methods

温度和相对湿度利用AirOdor413P型恶臭污染气体在线监测仪获得的数据。

2 结果与讨论

2.1 典型垃圾箱房的臭气浓度

由图1可见，垃圾箱房内外臭气浓度接近，箱房内略高于箱房外，符合基本常识，因此下面以箱房内为主进行讨论。本研究的典型垃圾箱房内臭气浓度均超过了上海市的《恶臭(异味)污染物排放标准》(DB31/1025—2016)非工业区周界监控点臭气浓度限值(10)，可见垃圾箱房内因垃圾投放和存储带来的异味问题不应忽视。其中别墅(有就地生化机)的垃圾箱房内臭气浓度(127)尤高，比别墅(无就地生化机)的垃圾箱房臭气浓度(13)高出了近10倍，这是因为就地生化机中微生物发酵会产生大量臭气。毕珠洁等[13]也发现在小型生化机排放口臭味非常明显，臭气浓度特别高。然而对于同样配备了就地生化机的低密度小区，其垃圾箱房内臭气浓度仅为14，是因为低密度小区服务户数很少。售后公房、高层公寓和农村等服务户数在1 000及以上的垃圾箱房内臭气浓度总体高于服务户数低于500的别墅、商业酒店和办公与公寓混合楼宇等，证明垃圾箱房内臭气浓度与其服务人群数量存在一定的正相关性。从不同区域来看，位于市区的商业酒店、办公与公寓混合楼宇、高档小区等的垃圾箱房内臭气浓度相对位于郊区的高层公寓、别墅、农村和低密度小区等低，主要是因为市区的垃圾箱房管理更为规范，除臭设施能充分发挥作用。

通过对重点监测的垃圾箱房内臭气浓度进行日变化分析(见图2)发现，不同垃圾箱房内臭气浓度峰值出现时间存在较大差异，但与垃圾投放时间和收运时间有较大关系，特别是晚间无垃圾投放和收运作业时垃圾箱房内臭气浓度相对较低，也可能与晚间温度较低有一定关系，高档小区(地下)的垃圾箱房内臭气浓度在21：00—22：00出现高值，主要是因为该垃圾箱房的湿垃圾收运集中在该时段。

2.2 典型垃圾箱房内的恶臭气体组分特征

通过图3可以发现，含硫化合物在所有垃圾箱房中都有检出，浓度较高，其中甲硫醇质量浓度在多数垃圾箱房内较高，平均达到4.23 μg/m3，高于方晶晶等[14]910在2011—2012年监测得到的某居民小区垃圾箱房内甲硫醇水平(2.00 μg/m3)，可能与当下垃圾分类后上海市采用湿垃圾破袋投放有关，但仍著低于餐厨垃圾处理厂(20.90～52.80 μg/m3)[15]和填埋场作业面(27.60～136.40 μg/m3)[5]1808等生活垃圾末端处理设施。部分配次氯酸或次氯酸钠喷淋除臭设施的垃圾箱房内卤代烃含量较高。氨的平均质量浓度达到4.18 μg/m3，其中别墅(有就地生化机)的垃圾箱房内最高，达到了13.50 μg/m3。此外，含氧VOCs在2个高档小区的垃圾箱房内浓度较高，以乙醛为主要代表。芳香烃和烷烯烃浓度相对较低，与方晶晶等[14]912报道的结果较为一致。

由于硫化氢、氨和甲硫醇是极具恶臭性质的组分，因此又对这3种组分在重点垃圾箱房内的日变化进行了分析，结果与重点监测的垃圾箱房内臭气浓度日变化基本吻合，不同垃圾箱房内这3种组分浓度峰值出现时间存在较大差异，但整体上与垃圾投放时间和收运时间一致，进一步表明垃圾投放和收运作业对箱房内恶臭气体浓度影响较大。

通过气味指数[16],[17]1040计算发现，多数垃圾箱房内甲硫醇气味指数最高，因为其嗅阈值极低，只有约0.15 μg/m3，而且甲硫醇在其他恶臭污染源中早已被鉴定为主要嗅觉贡献者[14]911,[17]1041，因此甲硫醇可能是未来垃圾箱房恶臭控制的首要关注污染物。

2.3 影响因素分析

环境条件对垃圾箱房内恶臭气体的排放特征有重要影响。以往研究表明，温度和相对湿度可能对恶臭气体排放浓度有重要影响[18]。本研究监测时间主要集中在夏秋季，垃圾箱房内的温度为27～37 ℃，相对湿度为50%～90%，相对湿度随温度呈降低趋势，两者有较好的线性负相关关系(相关系数为-0.707)。分析臭气浓度和不同恶臭气体组分与温湿度的相关性发现，仅VOCs与温度呈一定的相关性(相关系数为0.581)，其他组分与温湿度几乎无相关性(相关系数均小于0.2)，可能是因为本研究采样时间比较集中，垃圾箱房内温湿度波动相对较小。另外，甲硫醇与硫化氢的相关性较高(相关系数为0.506)，可以说明两者具有同源性，可能都来自家庭湿垃圾。在餐厨垃圾两相厌氧发酵工艺[19]和餐厨垃圾饲料化处理厂[20]都发现主要致臭物质为含硫化合物。

3 结论与建议

(1) 上海市典型垃圾箱房内外恶臭浓度接近，箱房内略高于箱房外；箱房内臭气浓度均超过了DB31/1025—2016非工业区周界监控点臭气浓度限值(10)；垃圾投放时间和收运时间对垃圾箱房内臭气浓度及恶臭气体组分日变化有重要影响。

(2) 含硫化合物在所有垃圾箱房内均有检出，其中甲硫醇质量浓度较高，平均达到4.23 μg/m3，是未来垃圾箱房恶臭控制的首要关注污染物。

(3) 建议配备就地生化机的垃圾箱房要做好必要的除臭措施；建议进一步研究恶臭气体排放与服务人群数量之间的定量关系；建议进一步研究不同季节时环境条件对垃圾箱房内恶臭气体排放的影响；建议管理部门提高郊区的垃圾箱房管理水平。