Monitoring and analysis methods for malodor generated during the collection, transportation, treatment and disposal of domestic waste

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-0748

Abstract

Abstract:

Malodor is of great concern during the collection, transportation and treatment of domestic waste. Therefore, the control of malodor has become one of the huge challenges that domestic waste management is facing. Thereby, the monitoring and analysis of malodor is the prerequisite for effective control of malodor for domestic waste management. In this article, methods for odorous gas sampling and sample analysis in various processing stages of domestic waste such as collection, transportation, treatment and disposal were summarized, from the perspective of sample collection, storage, pretreatment and instrument detection methods. Besides, problems relating to odorous compounds monitoring and analysis process were sorted out. Relevant suggestions were put forward.

Key words: domestic waste, malodor, pollution, gas sampling, pretreatment, analysis method

摘要：

恶臭是生活垃圾收运和处理处置过程中对居民生活影响最为显著的污染，因此恶臭控制成为目前生活垃圾管理所面临的巨大挑战之一。监测和分析恶臭基本特征是有效控制生活垃圾源恶臭的前提。本文从样品采集与保存、预处理及仪器检测方法3个方面，对生活垃圾从收运到处理处置各环节的恶臭监测取样及样品分析方法现状进行了综述，梳理了目前恶臭监测及分析过程中存在的问题，并提出了相关建议。

关键词: 生活垃圾, 恶臭, 污染, 气体采样, 预处理, 分析方法

CLC Number:

X512

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Figures/Tables 4

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释放源类型	设施类型（处理能力）	采样点位及采样高度	采样时间/平行样品个数	采样方式	参考文献
有组织释放源	转运站（设有排气筒）（3000t/d）	排气筒采样孔采样，采样管口放置在排气筒直径2/3处	2016年6月至2017年5月；每月选择1天；上午9—12点；每隔20min采集1次，共采4次	采样罐	[14]
无组织释放源
体源	垃圾箱房（0.3~1.2t/d）	紧靠垃圾桶上方	分别在2011年10月、2012年1月、2012年8月采样；采集2个平行样	Tedlar气袋、吸附管、衍生管	[19]
	转运码头（中转站）（100~3400t/d）	散装垃圾装卸点、集装箱垃圾装卸点，距离操作点1m处	分别在2011年10月、2012年1月、2012年8月采样；采集2个平行样	Tedlar气袋、吸附管、衍生管	[19]
	转运码头（中转站）（100~3400t/d）	垃圾倾倒及储存单元、转运车停靠点、转运站内边界及站外边界	未提及	Tedlar气袋、采样罐	[9,20]
	堆肥厂（200~2000t/d）	垃圾倾倒区、机械作业区、生物处理区、堆肥产品存储区、厂界及背景点；距离地面1.5m/静态箱在堆体表面采样	2016年3月23—25日；上午10—12点采集1个，下午13—15点采集1个（考虑作业人员暴露风险）	吸附管、聚酯袋	[8]
	堆肥厂（200~2000t/d）厌氧消化厂（200t/d）	垃圾倾倒区、机械作业区、生物处理区、堆肥产品存储区、厂界及背景点；距离地面1.5m/静态箱在堆体表面采样	2011年12月；工作时间8—14点	Tedlar气袋、检定管	[21]
		垃圾进口、厌氧发酵残余物传送带起始端、终端、残余物堆积仓	2013年7月10日上午9点、中午12点、下午17点	Tedlar气袋、检定管、吸附管	[22]
		垃圾进口、厌氧发酵残余物传送带起始端、终端、残余物堆积仓	2012年秋季采样；不同时段采样2次，每次采集2个平行样品	SOC-01采样系统	[23]
			2012年4月至2013年1月；每个季度选1天；上午9—12点采样，采集2个平行样品	吸附管、溶液吸收、 Tedlar气袋	[24]
	焚烧厂	垃圾储仓的下风向距离垃圾5m处；采样高度距地面1.2m	2h采1次，共4次，取最大值	采样罐	[25]
面源	垃圾填埋场（200~10⁴ t/d）	填埋作业面	2013年8月和11月；10点、14点、18点、22点、2点、6点采样	SOC-01采样系统	[9]
		填埋作业面	分别在2016年4月、2016年8月、2016年11月、2017年1月采样	静态箱	[26]
		填埋作业面	2016年9月、10月、11月；2017年2月、4月；选取其中1天；每隔1h采样1次，持续4h	静态箱	[27]
		填埋作业面	2014年5月至2015年1月采样	风洞系统	[28]
		填埋作业面	2018年7—9月，每个月采集2次，采集时间跨越8—18点	风洞系统	[29]
		上风向背景点、填埋作业面、填埋气排放口、平整压实区、覆膜覆土区、渗滤液收集处理区、办公区、厂界；距离作业面/功能区地面高1.5m处	2012年3月到2013年1月，每个季节选取1天；分别在10点、14点、18点、23点、3点采样	SOC-01采样系统	[30]
		填埋作业面	上午7点至下午19点，每1h采集1次；下午19点至第二天上午7点，每2h采集1次	SOC-01采样系统	[31]
		上风向背景点、平整压实区、覆土和覆膜完成区域、下风向	2013年7月10日上午9点、中午12点，下午17点	检定管、Tedlar气袋吸附管	[22]
		新鲜垃圾倾倒区、填埋区、填埋气排放口、下风向；采样高度为距离地面1.5m	2008年4月3日、7月22日；中午11—13点	SOC-01采样系统	[32]
		垃圾倾倒区、临时覆膜区、永久覆膜区、渗滤液收集池、办公区、填埋场边界	2013—2014年不同季节选取1天；工作时间采样，2个平行样品（考虑作业人员的暴露）	溶液吸收、 Tedlar气袋	[33]
		作业面、封场区域填埋气收集井、渗滤液存储池、渗滤液处理池、污泥排放区、污泥处置作业面、污泥晒干区、污泥填埋区；距离选定的功能区地面1.5m	2个平行样品	DNPH衍生管、检定管、SPME纤维	[34]
类点源	有机废物处理厂（730t/d）	结合风玫瑰图，在主导风向上分别距离处理设施300m、600m、900m布点采样	未提及	合成碳（硅胶747）吸附管、2,4-二硝基苯肼覆膜的硅胶管	[17]
类点源	天津市城区	网格布点法，在约173km²内布设26个采样点	2011—2012年4个季节分别采样	不锈钢采样罐	[18]

释放源类型	设施类型（处理能力）	采样点位及采样高度	采样时间/平行样品个数	采样方式	参考文献
有组织释放源	转运站（设有排气筒）（3000t/d）	排气筒采样孔采样，采样管口放置在排气筒直径2/3处	2016年6月至2017年5月；每月选择1天；上午9—12点；每隔20min采集1次，共采4次	采样罐	[14]
无组织释放源
体源	垃圾箱房（0.3~1.2t/d）	紧靠垃圾桶上方	分别在2011年10月、2012年1月、2012年8月采样；采集2个平行样	Tedlar气袋、吸附管、衍生管	[19]
	转运码头（中转站）（100~3400t/d）	散装垃圾装卸点、集装箱垃圾装卸点，距离操作点1m处	分别在2011年10月、2012年1月、2012年8月采样；采集2个平行样	Tedlar气袋、吸附管、衍生管	[19]
	转运码头（中转站）（100~3400t/d）	垃圾倾倒及储存单元、转运车停靠点、转运站内边界及站外边界	未提及	Tedlar气袋、采样罐	[9,20]
	堆肥厂（200~2000t/d）	垃圾倾倒区、机械作业区、生物处理区、堆肥产品存储区、厂界及背景点；距离地面1.5m/静态箱在堆体表面采样	2016年3月23—25日；上午10—12点采集1个，下午13—15点采集1个（考虑作业人员暴露风险）	吸附管、聚酯袋	[8]
	堆肥厂（200~2000t/d）厌氧消化厂（200t/d）	垃圾倾倒区、机械作业区、生物处理区、堆肥产品存储区、厂界及背景点；距离地面1.5m/静态箱在堆体表面采样	2011年12月；工作时间8—14点	Tedlar气袋、检定管	[21]
		垃圾进口、厌氧发酵残余物传送带起始端、终端、残余物堆积仓	2013年7月10日上午9点、中午12点、下午17点	Tedlar气袋、检定管、吸附管	[22]
		垃圾进口、厌氧发酵残余物传送带起始端、终端、残余物堆积仓	2012年秋季采样；不同时段采样2次，每次采集2个平行样品	SOC-01采样系统	[23]
			2012年4月至2013年1月；每个季度选1天；上午9—12点采样，采集2个平行样品	吸附管、溶液吸收、 Tedlar气袋	[24]
	焚烧厂	垃圾储仓的下风向距离垃圾5m处；采样高度距地面1.2m	2h采1次，共4次，取最大值	采样罐	[25]
面源	垃圾填埋场（200~10⁴ t/d）	填埋作业面	2013年8月和11月；10点、14点、18点、22点、2点、6点采样	SOC-01采样系统	[9]
		填埋作业面	分别在2016年4月、2016年8月、2016年11月、2017年1月采样	静态箱	[26]
		填埋作业面	2016年9月、10月、11月；2017年2月、4月；选取其中1天；每隔1h采样1次，持续4h	静态箱	[27]
		填埋作业面	2014年5月至2015年1月采样	风洞系统	[28]
		填埋作业面	2018年7—9月，每个月采集2次，采集时间跨越8—18点	风洞系统	[29]
		上风向背景点、填埋作业面、填埋气排放口、平整压实区、覆膜覆土区、渗滤液收集处理区、办公区、厂界；距离作业面/功能区地面高1.5m处	2012年3月到2013年1月，每个季节选取1天；分别在10点、14点、18点、23点、3点采样	SOC-01采样系统	[30]
		填埋作业面	上午7点至下午19点，每1h采集1次；下午19点至第二天上午7点，每2h采集1次	SOC-01采样系统	[31]
		上风向背景点、平整压实区、覆土和覆膜完成区域、下风向	2013年7月10日上午9点、中午12点，下午17点	检定管、Tedlar气袋吸附管	[22]
		新鲜垃圾倾倒区、填埋区、填埋气排放口、下风向；采样高度为距离地面1.5m	2008年4月3日、7月22日；中午11—13点	SOC-01采样系统	[32]
		垃圾倾倒区、临时覆膜区、永久覆膜区、渗滤液收集池、办公区、填埋场边界	2013—2014年不同季节选取1天；工作时间采样，2个平行样品（考虑作业人员的暴露）	溶液吸收、 Tedlar气袋	[33]
		作业面、封场区域填埋气收集井、渗滤液存储池、渗滤液处理池、污泥排放区、污泥处置作业面、污泥晒干区、污泥填埋区；距离选定的功能区地面1.5m	2个平行样品	DNPH衍生管、检定管、SPME纤维	[34]
类点源	有机废物处理厂（730t/d）	结合风玫瑰图，在主导风向上分别距离处理设施300m、600m、900m布点采样	未提及	合成碳（硅胶747）吸附管、2,4-二硝基苯肼覆膜的硅胶管	[17]
类点源	天津市城区	网格布点法，在约173km²内布设26个采样点	2011—2012年4个季节分别采样	不锈钢采样罐	[18]

气袋种类	膜材料种类	优缺点及适用情况	参考文献
含氟类
Tedlar（透明）	聚氟乙烯膜（PVF）、聚氟丙烯膜	本底会散发乙苯、苯酚、N,N-二甲基乙酰胺，不适用于浓度级别为ng/m³的物质分析，且采集小分子物质时样品不稳定	[37,41-42]
Tedlar（黑色）	内层为PVF，外层为含有炭黑的PVF	本底值较高，可用于采集对光线敏感的化合物	[43]
Teflon	氟化乙烯丙烯共聚物膜（FEP）	本底值最低，气袋材料的惰性最高气体稳定性比Tedlar和Nalophan高，推荐用于臭气浓度测定	[37,44]
Kynar	聚偏氟乙烯膜（PVDF）	浓度级别为μg/m³时，建议在1d内分析完毕不适合储存酮类、烃类物质	[45]
非含氟类
多层箔采样袋	铝箔、低密度聚乙烯、低密度聚丙烯	本底中低分子的杂质较多，本底值最高推荐用于小分子物质采样	[37]
Nalophan	聚对苯二甲酸乙二醇酯膜（PET）	背景值比Tedlar低，水分子扩散渗透能力较强，2h相对湿度可以下降60%	[41,46]

气袋种类	膜材料种类	优缺点及适用情况	参考文献
含氟类
Tedlar（透明）	聚氟乙烯膜（PVF）、聚氟丙烯膜	本底会散发乙苯、苯酚、N,N-二甲基乙酰胺，不适用于浓度级别为ng/m³的物质分析，且采集小分子物质时样品不稳定	[37,41-42]
Tedlar（黑色）	内层为PVF，外层为含有炭黑的PVF	本底值较高，可用于采集对光线敏感的化合物	[43]
Teflon	氟化乙烯丙烯共聚物膜（FEP）	本底值最低，气袋材料的惰性最高气体稳定性比Tedlar和Nalophan高，推荐用于臭气浓度测定	[37,44]
Kynar	聚偏氟乙烯膜（PVDF）	浓度级别为μg/m³时，建议在1d内分析完毕不适合储存酮类、烃类物质	[45]
非含氟类
多层箔采样袋	铝箔、低密度聚乙烯、低密度聚丙烯	本底中低分子的杂质较多，本底值最高推荐用于小分子物质采样	[37]
Nalophan	聚对苯二甲酸乙二醇酯膜（PET）	背景值比Tedlar低，水分子扩散渗透能力较强，2h相对湿度可以下降60%	[41,46]

仪器类型	检测器	分析原理	分析物质	预浓缩方法	气体体积、检出限/定量限	参考文献
气相色谱^[47]	氢火焰离子化检测器（FID）	氢火焰电离有机物产生微电流获得响应	含氮类：甲胺、二甲基酰胺、苯胺	SPME	检出限：0.01μg/m³	[34]
			VFAs类：乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、丙烯酸、异戊酸	SPME	进样体积：50~500mL 定量限：50~2000μg/m³	[21]
			醇类：甲醇、乙醇、2-丙醇、正丁醇、2-丁醇、异丁醇、2-戊醇、3-戊醇	三级冷肼
			酮类：丙酮、丁酮、3-戊酮	三级冷肼
			苯类：苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯	三级冷肼
	火焰/脉冲	化合物从激发态返回基态会发射特征光谱	含硫类：硫化氢、羰基硫、二氧化硫、	三级冷肼	进样体积：50~500mL	[21,24]
	火焰光度检测器（FPD/PFPD）		二硫化碳、甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、甲硫醚、乙硫醚、二甲基二硫醚、二乙基二硫醚、二甲基三硫醚		定量限：50~2000μg/m³检出限：0.2μg/m³
	火焰光度检测器（FPD/PFPD）		二硫化碳、甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、甲硫醚、乙硫醚、二甲基二硫醚、二乙基二硫醚、二甲基三硫醚
	MS	—	含硫类：甲硫醇、羰基硫、甲硫醚、二甲基二硫醚	三级冷肼	进样体积：400mL 检出限：0.2~2μg/m³ 定量限：0~160μg/m³	[7,24]
			含氮类：己内酰胺	SPME	检出限： 0.25~1.4μg/m³	[48]
			醇类：正己醇、正丁醇、正丙醇、仲丁醇、异戊醇、苯甲醇、异丙醇	SPME
			醛类：辛醛、异戊醛、庚醛、己醛、壬醛、癸醛、苯甲醛、二甲基正丁醛	SPME
			酯类：乙酸乙酯、2-甲基-2-丙烯酸甲酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、丁酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸丙酯、乙酸丁酯、己酸丁酯、己酸乙酯	三级冷肼、SPME	进样体积：400mL 检出限：0.1~2μg/m³	[7,48]
			含卤素：二氯甲烷、氯仿、氯甲烷/1,2-二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷	三级冷肼/吸附管	进样体积：400mL 检出限：0.2~2μg/m³ 气体采集体积：360L 检出限：0.5~5μg/m³	[7,17]
			烷烃：戊烷、己烷、3-甲基庚烷、甲基环戊烷	三级冷肼	进样体积：400mL 检出限：0.2~2μg/m³	[7]
			烯烃：丙烯、正丁烯、柠檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯/三氯乙烯、1,3-丁二烯、四氯乙烯/α-蒎烯、β-蒎烯、桧烯、β-月桂烯、Δ-3-蒈烯、水芹烯、萜品油烯	三级冷肼/吸附管/三级冷肼	进样体积：400mL 检出限：0.2~2μg/m³ 气体采集体积：360L 检出限：0.1~3μg/m³ 进样体积：250mL 检出限：20~80ng/m³	[7,17,49]
			苯类：苯、甲苯、间二甲苯	三级冷肼	进样体积：400mL 检出限：0.2~2μg/m³	[7]
液相色谱^[50]	紫外-可见光检测器（UVD）	样品在检测池中吸收紫外-可见光的能力大小	甲醛	DNPH 衍生管	气体采集体积：120L 检出限：0.5μg/m³	[17]
液相色谱^[50]	二极管阵列检测器（DAD）	复色光选择性吸收后进入单色器，二极管阵列装置将光强度转变为电信号	甲醛、乙醛、丙烯醛、丙醛、丁烯醛、丁醛、戊醛、异戊醛、己醛、苯甲醛、邻甲基苯甲醛	DNPH 衍生管	气体采集体积：30L 用5mL乙腈洗脱进样体积：25μL 检出限：50μg/m³	[21]
分光光度计	—	不同物质的吸收光谱不同	硫化氢、氨气	溶液吸收	—	[20]