【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 溫灼燒、分揀等多道工序碳化制得。 骨炭為難溶于水的白色塊狀，粒度大于 5mm，富含磷鈣等元素的物質(zhì)。可作為陶瓷、藥物、塑料等添加劑、也可作磨光劑、冶金脫模劑。我們?nèi)粘Ｉ钪谐５墓谴?，就含有較多的骨炭成分 [5]。 骨炭加工方法 與惡臭 特點(diǎn) 骨炭是由脫脂、脫膠的骨頭高溫灼燒或悶燒炭化制得。主要生 產(chǎn)設(shè)備為高溫灼燒法 （ 回轉(zhuǎn)窯 ,如圖 11） 、悶燒法 （ 立式窯 ，如圖 12） 。高溫灼燒法以煤、聚乙烯蒸餾油或柴油為燃料灼燒骨頭 , 使骨頭炭化 , 骨頭的可燃成分在高溫灼燒過程得到去除 。 悶燒法以煤為助燃劑 , 在骨頭中摻入一定比例的煤 , 通過煤的燃燒使骨頭中的可燃物燃燒或揮發(fā) , 以達(dá)到炭化的目的。炭化過程可燃物質(zhì)燃燒產(chǎn)物和揮發(fā)物質(zhì)是其主要的惡臭污染物 , 主要為硫化合物等惡臭物質(zhì)。 高溫灼燒法產(chǎn)生的惡臭廢氣 [6]具有煙氣量大 ,臭氣濃度較低 , 溫度高的特點(diǎn) 。悶燒法產(chǎn)生的惡臭廢氣具有煙氣較大 , 臭氣濃度較高 , 溫度高的特點(diǎn) 。廢氣中均含有一定量的煙塵。 圖 11 回轉(zhuǎn)窯 圖 12 立式窯 3 第 2章 惡臭氣體簡(jiǎn)述 惡臭的概念 惡臭 [7]指凡是能刺激人的嗅覺器官，普遍引起不愉快或厭惡、損害人體健康的氣味。惡臭污染是大氣、水、廢棄物等物質(zhì)中的異味通過空氣介質(zhì)，作用于人的嗅覺思維而感知的一種感知（嗅覺）污染，是一種日益引起全球重視的大氣污染公害。隨著人們對(duì)生活環(huán)境質(zhì)量要求的逐步提高，人們對(duì)各種異常氣味造成的不滿情緒和控告事件不斷增加。尤其在西方發(fā)達(dá)國(guó)家 ，關(guān)于惡臭的投訴案件已經(jīng)僅次于噪聲污染，居第二位。例如在美國(guó)，惡臭事件約占大氣污染事件的 60%；在日本， 1981 年的惡臭訴訟案占所有公害訴訟案的 %。 目前，對(duì)惡臭的研究、治理和評(píng)價(jià)，已受到世界各國(guó)廣泛重視，各國(guó)專家和學(xué)者均同意將惡臭污染從大氣污染中單獨(dú)分離出來，列為世界七大環(huán)境公害之一。在我國(guó)，惡臭污染問題也變得日益嚴(yán)重，惡臭擾民事件也已發(fā)生多次，因此關(guān)于惡臭的研究和治理已經(jīng)引起了市政各有關(guān)部門的注意 。 惡臭氣體的分類與產(chǎn)生 惡臭氣體的分類 臭味之所以能被人感知是由于其具有高揮發(fā)性及親水和親脂性。惡臭 物質(zhì)的致臭原因主要是由于含有特征發(fā)臭基團(tuán)。含發(fā)臭基團(tuán)的氣體分子與嗅覺細(xì)胞作用，經(jīng)嗅覺神經(jīng)向腦部神經(jīng)傳遞信息，從而完成對(duì)氣味的鑒別。瓦德麥克分類法依據(jù)氣味物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及人對(duì)氣味物質(zhì)的感覺特征將氣味物分為 9 類：醚類、芳香類、花類或香脂類、琥珀類、韭菜或大蒜類、焦臭、山羊臭、不快臭、催吐臭。地球上存在的 200 多萬種化合物中，1∕5具有氣味，約有 1 萬種為重要的惡臭物質(zhì)。按化學(xué)組成可分成以下 5 類 [8]。 ① 含硫的化合物，如硫化氫、二氧化硫、硫醇、硫醚類等； ② 含氮的化合物，如胺、氨、酸胺、吲哚類等； ③ 鹵素及衍生 物，如鹵代烴等； ④ 氧的有機(jī)物，如醇、酚、醛、酮、酸、酯等； ⑤ 烴類，如烷、烯、炔烴以及芳香烴等。 除硫化氫和氨外，惡臭物質(zhì)大都為有機(jī)物。這些有機(jī)物具有沸點(diǎn)低、揮發(fā)性強(qiáng)的特征，我們又稱其為揮發(fā)性有機(jī)化合物 [9]，簡(jiǎn)稱 VOCs（揮發(fā)性的有機(jī)化合物）。 VOCs 指碳?xì)浠衔锛捌溲苌?。有機(jī)化合物按其結(jié)構(gòu)可分為開鏈化合物（或脂肪族化合物，分子鏈?zhǔn)菑堥_的）、脂環(huán)化合物（分子鏈呈環(huán)狀）、芳香族化合物（單、雙鍵交替連接的六碳原子環(huán)狀結(jié)構(gòu)）及雜環(huán)化合物（環(huán)上原子除碳外，還有其他原子參加構(gòu)成）等四大類。目前估計(jì)在 100 萬 種以上，而且數(shù)量持續(xù)增加。 1992 年，在土耳其召開的關(guān)于工農(nóng)業(yè)廢棄物管理問題的國(guó)際研討會(huì)上，許多專家一致呼吁，對(duì)于惡臭不必說哪種有害、哪種無害，僅僅因其存在就構(gòu)成了公害。惡臭的來源相當(dāng)廣泛，主要可分為體泌污染源、生活污染源及工業(yè)污染源三類。體泌污染源主要指腳臭、腋臭、口臭等。生活污染源主要來自廁所、衛(wèi)生間、垃圾桶、下水道等地方。工業(yè)污染源是惡臭污染發(fā)生的最主要來源。污水處理廠、肉產(chǎn)品加工廠、造紙廠及石油化工企業(yè)都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重惡臭。 惡臭的發(fā)臭機(jī)制 惡臭物質(zhì)發(fā)臭和它的分子結(jié)構(gòu) [10]有關(guān)，如兩個(gè)烷基同硫 結(jié)合時(shí)，就會(huì)變成二甲基硫 [(CH3)2S]和甲基乙基硫 (CH3C 2H5S)等帶有異臭的硫醚。若再改變某些化合物分子結(jié)構(gòu)中 S 的位置，其臭味的性質(zhì)也會(huì)改變。例如 ,將有爛洋蔥臭味的乙基硫氰化物(C2H5SCN)中的 S 與 N 的位置對(duì)調(diào)，就會(huì)變成芥末臭味的硫代異氰酸酯 (C2H5NCS)。各 4 種化合物分子結(jié)構(gòu)中的硫 (=S)、巰基 (—SH)和硫氰基 (—SCN)， 是形成惡臭的原子團(tuán)，通稱為 “發(fā)臭團(tuán) ”。另有一些有機(jī)物如苯酚 (C6H5OH)、甲醛 (HCHO)、丙酮 (C2H6C=O)和酪酸 (C3H7COOH)等 ,其分子結(jié)構(gòu)雖 不含硫，但含有羥基、醛基、羰基和羧基，也散發(fā)各種臭味，起 “ 發(fā)臭團(tuán) ” 的作用。 惡臭氣體的來源 表 21 列出了常見的惡臭污染源 [11]。 從表 21 可看出，硫系惡臭物質(zhì)涉及的行業(yè)廣泛，在各種惡臭 物質(zhì)污染中影響是最大的。含硫化合物的主要致臭成分是硫化氫、 甲硫醇、甲硫醚及二甲基二硫化物，它們統(tǒng)稱為總還原硫化物 (TRS)。這些氣體嗅閾值極低，即使?jié)舛仁窃?109數(shù)量級(jí)，也會(huì)由呼吸器官明顯感覺出來，加之具有極大的毒性，是不容忽視的一類必須予以消除的惡臭污染物。 表 21 惡臭物質(zhì)的主要來源 物質(zhì)名稱 主要來源 硫化氫 牛皮紙漿、煉油、煉焦、天然氣、石油化工、煉焦化工、煤氣、糞便處理、二硫化碳的生產(chǎn)或加工 硫醇類 牛皮紙漿、煉油、煤氣、制藥、農(nóng)藥、合成樹脂、合成橡膠、合成纖維、橡膠加工 硫醚類 牛皮紙漿、煉油、農(nóng)藥、垃圾處理、生活污水下水道 氨 氮肥、硝酸、煉焦、糞便處理、肉類加工、禽畜飼養(yǎng) 胺類 水產(chǎn)加工、畜產(chǎn)加工、皮革、骨膠、石油化工、飼料 吲哚類 糞便處理、生活污水處理、煉焦、屠宰牲畜、糞便堆積發(fā)酵、肉類和其他蛋白質(zhì)腐爛 硝基化合物 燃料、炸藥 烴類 煉油、石油化工、煉焦、電石、化肥、內(nèi)燃機(jī)排氣、涂料、溶劑、油墨、印刷 醛類 煉油、石油化工、醫(yī)藥、內(nèi)燃機(jī)排氣、垃圾處理、鑄造 醚類 溶劑、醫(yī)藥、合成纖維、合成橡膠、炸藥、照相軟片 醇類 石油化工、林產(chǎn)化工、合成材料、釀造、制藥、合成洗滌劑、油脂加工、肥皂、皮革制造、合成香料 酚類 鋼鐵廠、焦化廠、染料、制藥、合成材料、合成香料、溶劑、涂料、油脂加工、照相軟片 脂類 合成纖維、合成樹脂、涂料、膠黏劑 脂肪酸類 石油化工、油脂加工、皮革制造、肥皂、合成洗滌劑、釀造、制藥、香料、食物腐爛、糞便處 理 有機(jī)鹵素衍生物 合成樹脂、合成橡膠、溶劑、滅火器材、制冷劑 5 惡臭氣體物的污染特征及危害 惡臭氣體物的 自身特性 惡臭氣體作為世界七大環(huán)境公害之一，從大氣污染中單獨(dú)分離出來，說明其具有自身的特點(diǎn) [12]。 ① 易揮發(fā)性 人通過嗅覺器官感覺到臭味物質(zhì)的存在，是由于氣味物分子或微粒運(yùn)動(dòng)到達(dá)嗅覺器官的結(jié)果。一般來說，蒸氣壓大的物質(zhì)具有更為強(qiáng)烈的氣味，但也有少數(shù)例外，如香貓酮和混合二甲苯麝香，在 101 ～ 102 Pa 蒸氣壓下也有強(qiáng)烈的氣味。 ② 易溶解性 一般氣味大的物質(zhì)是溶于水和脂肪的。因此這樣的 物質(zhì)能夠滲透嗅覺器官絨毛周圍的水性黏液，然后穿過多脂的絨毛本身而產(chǎn)生嗅覺作用。 ③ 吸收紅外線能力強(qiáng) 有氣味的物質(zhì)能強(qiáng)烈地吸收紅外線。氣味物質(zhì)對(duì)紅外線的吸收波段可以決定它的氣味。其原理與物質(zhì)對(duì)可見光譜的吸收波段決定該物質(zhì)的顏色類似，物質(zhì)對(duì)某波段光的吸收是由于物質(zhì)分子振動(dòng)與光振動(dòng)之間相互干擾的結(jié)果，氣味物質(zhì)對(duì)某紅外線波段的吸收，也說明了該物質(zhì)具有相同頻率分子內(nèi)部振動(dòng)。但是，還沒有充分理由說明為什么氣味物質(zhì)對(duì)紅外線吸收波段的吸收比對(duì)紫外光和可見光吸收波段的吸收更為明顯。石蠟油及二硫化碳例外，它們有氣味，但對(duì)紅外 線基本不吸收。 ④ 丁鐸爾 (Tyndoll)效應(yīng) 氣味物質(zhì)，例如丁香酚 (C10H12O2)、黃樟腦 (C10H10O2)等，當(dāng)測(cè)定它們?cè)诟视?、石蠟油或水中的溶解度時(shí)，發(fā)現(xiàn)在曝光以后，顯示出丁鐸爾效應(yīng)，也就是當(dāng)一束紫外光通過溶液時(shí)，由于被溶質(zhì)微粒散射，呈現(xiàn)出乳白色。 ⑤ 拉曼 (Raman)效應(yīng) 當(dāng)一單色光（例如從汞蒸氣燈發(fā)出的綠色光）被一種純物質(zhì)散射時(shí)，散射光的波長(zhǎng)總是大于或小于原來單色光的波長(zhǎng)，這種效應(yīng)稱拉曼 (Raman)效應(yīng)，其波長(zhǎng)變化的量稱為拉曼位移。拉曼位移是物質(zhì)分子振動(dòng)的一種度量。而人們通常認(rèn)為物 質(zhì)的氣味取決于分子內(nèi)部的振動(dòng)。故拉曼位移與氣味間應(yīng)存在某種關(guān)系。比較甲基硫醇、乙基硫醇、丙基硫醇及戊基硫醇的光譜，可以發(fā)現(xiàn)它們都有 2567～ 2580cm1的拉曼位移，它們都有類似的強(qiáng)烈臭味。其他不具有該數(shù)值拉曼位移的物質(zhì)，沒有硫醇的特殊臭味。 惡臭氣體的污染特征 ① 污染范圍廣 惡臭物質(zhì)排放到大氣中，可在大氣環(huán)流作用下迅速蔓延，造成大范圍污染。 ② 測(cè)定困難 惡臭污染以心理影響為主要特征，極低的濃度就可使人產(chǎn)生不快，這使其測(cè)定非常困難。目前還難以找到一個(gè)可全面評(píng)述惡臭的可檢測(cè)性、強(qiáng)度、厭惡度及性質(zhì) 的簡(jiǎn)單測(cè)定方法。因此，惡臭的有效測(cè)定方法是大氣污染控制的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。 ③ 評(píng)價(jià)困難 惡臭污染源多為常見的、局部的無組織排放源，污染又多為短時(shí)間、突發(fā)性的，因而難以捕捉，加之惡臭擴(kuò)散方式復(fù)雜，故迄今世界上還沒有一種公認(rèn)的惡臭評(píng)價(jià)方法，因此目前這方面的研究也相當(dāng)活躍。 ④ 治理困難 通常有害氣體對(duì)人產(chǎn)生的生理影響與其濃度成 正比，而惡臭給人的感覺量 （惡臭強(qiáng)度）與對(duì)人的刺激量 （惡臭物質(zhì)濃度）的對(duì)數(shù)成正比。韋伯 — 費(fèi)希納 （ Weber—Fechner）公式很好 地反映了這種關(guān)系： Y=klgX (21) 式 (21)中 Y—— 惡臭強(qiáng)度； X—— 惡臭物質(zhì)含量， 1106。 從式 (21)推算出，即使將惡臭物質(zhì)去除 90%，人的感覺認(rèn) 為只去除了 50%。通常把正常人勉強(qiáng)可以感覺到氣味的含量，即惡臭的最低嗅覺含量稱為嗅覺閾值。一般情況 6 下，人的嗅覺對(duì)多數(shù)惡臭物質(zhì)的嗅覺閾值都在 109以下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了分析儀器對(duì)惡臭物質(zhì)的最低檢出含量 （儀器的最低檢出含量在 106～ 109范圍內(nèi)）。 惡臭氣體 對(duì)人體 的危害 迄今為止，有 4000 多種惡臭物質(zhì)僅憑人的嗅覺即能 感覺到。其中對(duì)人體健康危害較大 [13]的有氨、硫化氫、硫醇類、二甲基硫、三甲胺、甲醛、苯乙烯、正丁酸（酪酸）和酚類等有機(jī)污染物。有些惡臭物質(zhì)隨廢水、廢渣進(jìn)入水體后，不僅使水散發(fā)出臭味，而且使魚類等水生生物也發(fā)出惡臭而不能食用。有些惡臭物質(zhì)還與環(huán)境中的化合物結(jié)合造成嚴(yán)重的二次污染。惡臭物質(zhì)分布廣、影響大，它除了刺激人的嗅覺器官使人覺得不愉快外，還對(duì)人的呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和精神產(chǎn)生不利影響，高濃度情況下會(huì)導(dǎo)致急性中毒甚至死亡。這表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 ① 危害呼吸系統(tǒng) 人們聞到惡臭，對(duì)呼吸產(chǎn) 生反射性抑制，甚至憋氣，妨礙正常呼吸功能。 ② 危害循環(huán)系統(tǒng) 隨呼吸變化，會(huì)出現(xiàn)脈搏和血壓變化。如氨會(huì)使血壓出現(xiàn)先下降后上升現(xiàn)象。 ③ 危害消化系統(tǒng) 人經(jīng)常接觸惡臭，會(huì)使人產(chǎn)生厭食、惡心，甚至嘔吐，進(jìn)而發(fā)展到消化功能減退。 ④ 危害內(nèi)分泌系統(tǒng) 經(jīng)常受惡臭刺激，會(huì)使人的內(nèi)分泌系統(tǒng)功能紊亂，影響機(jī)體代謝。 ⑤ 危害神經(jīng)系統(tǒng) 惡臭的刺激，會(huì)使嗅覺疲勞甚至喪失。 “ 久聞不知其臭 ” 最后會(huì)導(dǎo)致大腦皮層興奮和抑制的調(diào)節(jié)功能失調(diào)。 ⑥ 影響精神狀態(tài) 惡臭使人煩躁不安，思想不集中，工作效率降低，判斷力和記憶力下降，影響大腦的思 維活動(dòng)。 ⑦ 有機(jī)惡臭物質(zhì)的危害 易引起各類中毒。大多數(shù)中毒癥狀表現(xiàn)為呼吸道疾病，多為積累性。在高濃度污染物突然作用下，有時(shí)可能造成急性中毒，甚至死亡。一些有機(jī)物接觸皮膚，可引起皮膚病，有些有機(jī)污染 物具有致癌性，如氯乙烯、聚氯乙烯，尤其是一些稠環(huán)化合物，如苯并芘 等。 惡臭對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響 在社會(huì)影響方面 [14]，惡臭污染造成居住環(huán)境惡化，引發(fā)居民對(duì)排污單位的不滿情緒，在惡臭污染較嚴(yán)重時(shí)，頻繁的投訴和上訪事件導(dǎo)致社會(huì)的不安定。此外，惡臭污染導(dǎo)致排污企業(yè)周邊防護(hù)距離增加，土地利用率下降，造成土地資源的浪費(fèi)。嚴(yán) 重的惡臭污染會(huì)對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境造成破壞。 在經(jīng)濟(jì)的影響方面，由于惡臭物質(zhì)的影響使部分行業(yè)從業(yè)人員減少，工作效率降低，從而導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下降；內(nèi)外資向該地區(qū)投資將減少，使地域性經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到抑制。在商業(yè)區(qū)，惡臭的存在會(huì)影響人流量和購(gòu)買力，導(dǎo)致銷售額降低；旅游區(qū)則由于旅游環(huán)境被惡臭污染，地域形象受到損害，最終導(dǎo)致旅游人數(shù)下降，經(jīng)濟(jì)收益受到影響。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，惡臭污染亦日益嚴(yán)重，而國(guó)內(nèi)許多行業(yè)產(chǎn)生的惡臭氣體幾乎未經(jīng)處理就直接排放到大氣中。隨著人們環(huán)保意識(shí)及對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，迫切需要對(duì)惡臭污染予 以堅(jiān)決治理。 7 第 3章 惡臭氣體的 排放 與評(píng)測(cè) 標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)外對(duì)惡臭的污染防治的有關(guān)法規(guī) 由于西方發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)生惡臭污染的時(shí)期較早，且西方國(guó)家民眾對(duì)生活質(zhì)量要求較高，一些國(guó)家較早地就開始了這方面的研