環(huán)境在線監(jiān)測在綜合性環(huán)衛(wèi)設(shè)施污染源調(diào)查中的應(yīng)用

徐唯易

（上海市楊浦區(qū)資源利用和垃圾分類管理所，上海 200090）

生活垃圾成分復(fù)雜，容易產(chǎn)生惡臭氣體，影響居民生活質(zhì)量，故其妥善處置對(duì)我國環(huán)境保護(hù)有重要意義。上海作為我國首個(gè)進(jìn)行垃圾分類的試點(diǎn)城市，自2019年實(shí)施生活垃圾分類以來，收集、清運(yùn)、中轉(zhuǎn)和處置等流程發(fā)生變化，與之對(duì)應(yīng)的環(huán)衛(wèi)設(shè)施需要提升環(huán)保能效等級(jí)，并配套相應(yīng)的環(huán)保監(jiān)測設(shè)備，如何準(zhǔn)確有效地做好污染物監(jiān)測是當(dāng)前面臨的新課題。在線監(jiān)測相比傳統(tǒng)人工監(jiān)測，具有高靈敏度、多組分以及實(shí)時(shí)等優(yōu)勢[1]，但同時(shí)也有樣品失真[2]、日常運(yùn)維[3]等問題，因此必須研發(fā)與環(huán)衛(wèi)設(shè)施相匹配的在線監(jiān)測系統(tǒng)，提升其實(shí)用價(jià)值。

1 綜合性環(huán)衛(wèi)設(shè)施污染源調(diào)查

本文所涉及的綜合性環(huán)衛(wèi)設(shè)施地處上海市中心城區(qū)，考慮到用地效率及功能需求，改造后區(qū)域內(nèi)包括生活垃圾中轉(zhuǎn)站（1座）[4]、環(huán)衛(wèi)車輛停車場（2座）、集裝箱體轉(zhuǎn)運(yùn)停放點(diǎn)（1處）及配套的廢氣與污水處理設(shè)施。周邊環(huán)境敏感目標(biāo)為毗鄰的居民區(qū)，因此要對(duì)該設(shè)施的污染源類型、點(diǎn)位及排放情況進(jìn)行調(diào)查。依據(jù)權(quán)重可得，首要影響因素為廢氣，其次為噪聲、污水。

1.1 設(shè)施對(duì)周邊環(huán)境的影響

圍繞首要污染物，科學(xué)地評(píng)估惡臭氣體對(duì)周邊環(huán)境的影響，依據(jù)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 31/1025—2016），以控制排口及周界臭氣濃度限值作為項(xiàng)目改建的技術(shù)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）方法，模擬該環(huán)衛(wèi)設(shè)施及附近建筑周圍流場和污染氣體擴(kuò)散特征，選用最不利天氣條件（無熱力擴(kuò)散效應(yīng)），關(guān)注瞬間污染風(fēng)險(xiǎn)。該設(shè)施為西北—東南縱向坐落，敏感目標(biāo)位于設(shè)施西南方位。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，在設(shè)定風(fēng)場條件、考慮建筑群對(duì)來流產(chǎn)生阻力導(dǎo)致的風(fēng)速風(fēng)向變化、確定環(huán)衛(wèi)設(shè)施排口數(shù)量與排風(fēng)量、已知各類污染源的前提下，分別以西北、北偏西22.5°、正北等9個(gè)方向分析污染物擴(kuò)散分布，得出穩(wěn)態(tài)風(fēng)場（風(fēng)速1 m/s，持續(xù)風(fēng)吹，風(fēng)向北偏西22.5°和正北）及動(dòng)態(tài)風(fēng)場（平均風(fēng)速1 m/s，瞬時(shí)風(fēng)速在0.5～4.0 m/s波動(dòng)，風(fēng)向以正北方向?yàn)橹行木€，東西45°變化）的情況下有組織與無組織排放的惡臭濃度對(duì)環(huán)境空氣的影響，以此作為改造方案的數(shù)據(jù)支撐和設(shè)施運(yùn)行后環(huán)境監(jiān)測布點(diǎn)的理論依據(jù)。

1.2 設(shè)施功能及污染源調(diào)查

根據(jù)該綜合性環(huán)衛(wèi)設(shè)施的使用功能及污染物排放情況，以建（構(gòu)）筑物為單位，分別按面、線、點(diǎn)、體源進(jìn)行劃分，為環(huán)境在線監(jiān)測方案提供必要的布點(diǎn)參考。生活垃圾中轉(zhuǎn)站按1 200 t/d處理量實(shí)施技改，采用前端源頭除臭與重點(diǎn)區(qū)域多級(jí)除臭的工藝。配套污水處理間按最大處理量80 m3/d進(jìn)行設(shè)計(jì)，滲濾液站內(nèi)不排放，坡道加裝伸縮棚，減少散溢。按有組織點(diǎn)源計(jì)，該建筑涉及廢氣、噪聲、廢水三類污染物。

配套垃圾中轉(zhuǎn)的附屬設(shè)施包括三部分。一是集裝箱體轉(zhuǎn)運(yùn)存放點(diǎn)，用于存放備用箱體，避免生活垃圾運(yùn)輸過程發(fā)生空置等候；二是用于環(huán)衛(wèi)車輛清洗的洗車間；三是處理環(huán)衛(wèi)車清洗污水、場地沖洗水和初期雨水（收儲(chǔ)）的污水處理站。三處建（構(gòu)）筑物通過管道連接，共用一套除臭系統(tǒng)，按有組織點(diǎn)源計(jì)，其涉及廢氣、噪聲兩類污染物。此外，滿載環(huán)衛(wèi)車可識(shí)別為若干移動(dòng)源；清洗后停放場地的環(huán)衛(wèi)車可識(shí)別為若干線源；對(duì)于綜合性環(huán)衛(wèi)設(shè)施作業(yè)中可能發(fā)生的車輛跑冒滴漏問題，將場地識(shí)別為面源。從空間分布來看，該環(huán)衛(wèi)設(shè)施設(shè)有2個(gè)高空廢氣排口（距地面15 m），其分別位于中轉(zhuǎn)站與除臭系統(tǒng)設(shè)備間，其余均可認(rèn)作地面污染源。

2 在線監(jiān)測方案設(shè)計(jì)

圍繞首要污染物，從該綜合性環(huán)衛(wèi)設(shè)施的布局出發(fā)，依據(jù)生活垃圾中轉(zhuǎn)站項(xiàng)目與附屬設(shè)施項(xiàng)目環(huán)評(píng)，并參考CFD模擬得到的結(jié)論，以《大氣污染物無組織排放監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T 55—2000）、《惡臭污染環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 905—2017）等為藍(lán)本，設(shè)計(jì)符合該設(shè)施實(shí)際的廢氣在線監(jiān)測方案。

2.1 有組織廢氣監(jiān)測布點(diǎn)方案

根據(jù)該設(shè)施的排口數(shù)量，設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測點(diǎn)位，如圖1所示。

2.2 無組織廢氣監(jiān)測布點(diǎn)方案

該設(shè)施毗鄰的敏感目標(biāo)為居住區(qū)，考慮有組織廢氣排口的位置，根據(jù)1.1節(jié)所述情況（風(fēng)向以正北方向?yàn)橹行木€，東西45°變化），設(shè)置無組織監(jiān)測點(diǎn)位時(shí)將西南點(diǎn)位置于中轉(zhuǎn)站排口正南側(cè)，使排口、周界監(jiān)測點(diǎn)與敏感目標(biāo)處于同一直線，并將東北點(diǎn)位置于污水處理站、除臭設(shè)施所在區(qū)域，兼顧其對(duì)整體環(huán)境空氣的影響。另外，在東南、西北兩端停車場周界設(shè)置剩余2個(gè)無組織監(jiān)測點(diǎn)。對(duì)于無組織排放參照點(diǎn)，選取敏感目標(biāo)東北方的出入口位置，該點(diǎn)位距離場內(nèi)各類污染源較遠(yuǎn)，基本不受進(jìn)出中轉(zhuǎn)站車輛影響，如圖1所示。

3 監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)踐

3.1 檢測方法與儀器設(shè)備

惡臭在線監(jiān)測采用電化學(xué)傳感器[1]，使用冷杉LS-9100設(shè)備，采樣泵通過預(yù)處理系統(tǒng)抽取樣氣。預(yù)處理系統(tǒng)具備除塵、除水、降溫控制等功能，樣氣被引導(dǎo)至預(yù)處理系統(tǒng)，去除顆粒物、水分、腐蝕性氣體等，然后控制系統(tǒng)對(duì)樣氣進(jìn)行切換，分配樣氣經(jīng)疏水過濾器進(jìn)入氣體分析儀中進(jìn)行分析，相關(guān)參數(shù)如表1所示。

表1 惡臭在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

3.2 應(yīng)用實(shí)踐

經(jīng)環(huán)保提標(biāo)，該環(huán)衛(wèi)設(shè)施調(diào)試期間采用分步啟用、逐步增量的方針。首先恢復(fù)停車場功能，之后啟動(dòng)生活垃圾中轉(zhuǎn)站，隨著進(jìn)站垃圾量的遞增，陸續(xù)啟用相關(guān)附屬設(shè)施，因此與之配套的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)就能及時(shí)跟蹤整個(gè)區(qū)域內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量。在實(shí)際廢氣監(jiān)測中，按《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 31/1025—2016）控制要求，垃圾進(jìn)量高峰期存在排口惡臭達(dá)標(biāo)而周界惡臭超標(biāo)的情況，即風(fēng)向偏北的氣象條件下，呈現(xiàn)東南點(diǎn)位最高、西南點(diǎn)位其次、西北點(diǎn)位達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，如圖2所示。

圖2 惡臭在線監(jiān)測數(shù)據(jù)及干、濕垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量

針對(duì)該現(xiàn)象，綜合分析環(huán)衛(wèi)車輛進(jìn)場信息，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著垃圾進(jìn)站量日增，環(huán)衛(wèi)車輛存在集中進(jìn)站卸料的高峰，當(dāng)站內(nèi)周轉(zhuǎn)用箱儲(chǔ)備不足時(shí)，滿載環(huán)衛(wèi)車輛需要等候，由于建筑物對(duì)氣流的阻滯效應(yīng)，地面無組織移動(dòng)源所排放的惡臭在區(qū)域內(nèi)聚集。當(dāng)風(fēng)向偏北時(shí)，西南與東南點(diǎn)位處于下風(fēng)向，聚集的惡臭氣體被風(fēng)自相鄰建筑物的間隙帶出，并被西南、東南二處的周界監(jiān)測點(diǎn)位捕獲，同時(shí)也無法完全排除有組織排口隨風(fēng)向擴(kuò)散時(shí)對(duì)周界惡臭的疊加效應(yīng)。當(dāng)風(fēng)停息時(shí)，高峰期集中卸料后的環(huán)衛(wèi)車輛擁堵于洗車間外等待沖洗，形成若干線源，導(dǎo)致聚集的惡臭氣體經(jīng)自由擴(kuò)散被東北、東南二處的周界監(jiān)測點(diǎn)位捕獲。上述綜合因素對(duì)周界惡臭控制起負(fù)面作用，而位于西北處的周界監(jiān)測點(diǎn)位處于上風(fēng)向，距離停放的滿載環(huán)衛(wèi)車輛較遠(yuǎn)，故惡臭數(shù)值未超標(biāo)。

發(fā)現(xiàn)上述情況后，依托智慧化管理手段，錯(cuò)峰調(diào)度環(huán)衛(wèi)車輛分批次進(jìn)入中轉(zhuǎn)站作業(yè)，減少車輛等候排隊(duì)可能引起的周界惡臭超標(biāo)；預(yù)先調(diào)配足夠數(shù)量的空箱儲(chǔ)存于轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)，確保箱體周轉(zhuǎn)滿足實(shí)際卸料需求；加強(qiáng)作業(yè)場地管理，結(jié)合惡臭監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢，適時(shí)增加場地沖洗頻次；規(guī)范環(huán)衛(wèi)車輛管理，杜絕跑冒滴漏現(xiàn)象。以上措施的落實(shí)使該問題得到有效解決。

4 結(jié)論

綜合性環(huán)衛(wèi)設(shè)施的惡臭控制是一項(xiàng)復(fù)雜性系統(tǒng)工程，相比傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)判斷法，運(yùn)用CFD進(jìn)行污染源調(diào)查及周邊環(huán)境影響分析是一種積極嘗試，也為環(huán)衛(wèi)設(shè)施改建和設(shè)施運(yùn)行后環(huán)境監(jiān)測布點(diǎn)提供了數(shù)據(jù)支撐。綜合性環(huán)衛(wèi)設(shè)施共用除臭系統(tǒng)的設(shè)想具有可操作性，基于此所實(shí)施的環(huán)境在線監(jiān)測為惡臭控制提供了有益借鑒，也為環(huán)衛(wèi)日常精細(xì)化管理提供了科學(xué)指導(dǎo)。