惡臭氣體的各種特征

惡臭氣體的分類

臭味能被人感知是由于其具有高揮發(fā)性及親水親脂性。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，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：

(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。

惡臭的來源

惡臭物質(zhì)的來源相當(dāng)廣泛，主要可分為動(dòng)植物體泌污染源、生活污染源及工業(yè)污染源三類。動(dòng)植物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。

↓ 圖示為惡臭物質(zhì)的主要來源：

從表中可看出，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)舛仁窃跀?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。

惡臭氣體的物理特征

惡臭氣體作為世界七類環(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)。

（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(10-1~10-2)Pa(相當(dāng)于1ppM~0.1ppM)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，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、黃樟腦等，當(dāng)測定它們?cè)诟视汀⑹炗突蛩械娜芙舛葧r(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)，散射光的波長總是大于或小于原來單色光的波長，這種效應(yīng)稱拉曼(Raman)效應(yīng)，其波長變化的量稱為拉曼位移。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2567~2580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)述惡臭的可檢測性、強(qiáng)度、厭惡度及性質(zhì)的簡單測定方法。因此惡臭的有效測定方法是大氣污染控制的一個(gè)重要研究內(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

Y——惡臭強(qiáng)度；

x——惡臭物質(zhì)含量，1×10-6

因此即使將惡臭物質(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。一般情況下，人的嗅覺對(duì)多數(shù)惡臭物質(zhì)的嗅覺閾值都在10-9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10-6~10-9)范圍內(nèi))。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。

惡臭氣體的危害

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）危害血液循環(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） 引起各類中毒：大多數(shù)中毒癥狀表現(xiàn)為呼吸道疾病，且多為積累性。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。

（8） 遺傳性中毒：一些有機(jī)物，如二噁英還會(huì)遺傳等。

（9） 造成雌性動(dòng)物子宮癌變畸形等。

（10） 造成兒童的免疫能力、智力和運(yùn)動(dòng)能力的永久性障礙，比如多動(dòng)癥、癡呆、免疫功能低下等。

（11） 雌性化中毒：如二噁英中毒會(huì)使雄性動(dòng)物雌性化，喪失生殖功能，精子數(shù)減少、精子質(zhì)量下降、睪丸發(fā)育中斷、永久性性功能障礙、性別的自我認(rèn)知障礙等。

（12）造成胎兒致畸、致癌、致突變，引起發(fā)育初期胎兒的死亡、器官結(jié)構(gòu)的破壞以及對(duì)器官的永久性傷害，或發(fā)育遲緩、生殖缺陷。

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。

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