惡臭氣體的各種特征

2022-12-09 16:15

1529

工業除臭百科

惡臭氣體的分類

臭味能被人感知是由于其具有高揮發性及親水親脂性。惡臭物質的致臭原因主要是由于含有特征發臭基團。含發臭基團的氣體分子與嗅覺細胞作用，經嗅覺神經向腦部神經傳遞信息，從而完成對氣味的鑒別。

瓦德麥克分類法依據氣味物質的結構及人對氣味物質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。

按化學組成可分成以下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，惡臭物質大都為有機物。這些有機物具有沸點低、揮發性強的特征，我們又稱其為揮發性有機化合物。

惡臭的來源

惡臭物質的來源相當廣泛，主要可分為動植物體泌污染源、生活污染源及工業污染源三類。動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、衛生間、垃圾桶、下水道等地方。工業污染源是惡臭污染發生的最主要來源。污水處理廠、肉產品加工廠、造紙廠及石油化工企業都會產生嚴重惡臭。

↓ 圖示為惡臭物質的主要來源：

從表中可看出，硫系惡臭物質涉及的行業廣泛，在各種惡臭物質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，它們統稱為總還原硫化物(TRS)。這些氣體嗅閾值極低，即使濃度是在數量級，也會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境公害之一，從大氣污染中單獨分離出來，說明其具有自身的特點。

（1）易揮發性：人通過嗅覺器官感覺到臭味物質的存在，是由于氣味物分子或微粒運動到達嗅覺器官的結果。一般來說，蒸氣壓大的物質具有更為強烈的氣味，但也有少數例外，如香貓酮和混合二甲苯麝香，在(10-1~10-2)Pa(相當于1ppM~0.1ppM)蒸氣壓下也有強烈的氣味。

（2）易溶解性：一般氣味大的物質是溶于水和脂肪，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生嗅覺作用。

（3）吸收紅外線能力強：有氣味物質能強烈地吸收紅外線。氣味物質對紅外線的吸收波段可以決定它的氣味。其原理與物質對可見光譜的吸收波段決定該物質的顏色類似，物質對某波段光的吸收是由于物質分子振動與光振動之間相互干擾的結果，氣味物質對某紅外線波段的吸收，也說明了該物質具有相同頻率分子內部振動。但是還沒有充分理由說明為什么氣味物質對紅外線吸收波段的吸收比對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，但對紅外線基本不吸收。

（4）丁鐸爾(Tyndoll)效應：氣味物質，例如丁香酚、黃樟腦等，當測定它們在甘油、石蠟油或水中的溶解度時，發現在曝光以后，顯示出丁鐸爾效應，也就是當一束紫外光通過溶液時，由于被溶質微粒散射，呈現出乳白色。

（5）拉曼(Raman)效應：當一單色光(例如從汞蒸氣燈發出的綠色光)被一種純物質散射時，散射光的波長總是大于或小于原來單色光的波長，這種效應稱拉曼(Raman)效應，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，可以發現它們都有2567~2580的拉曼位移，它們都有類似的強烈臭味。其他不具有該數值拉曼位移的物質，沒有硫醇的特殊臭味。

惡臭氣體的污染特征

（1）污染范圍廣：惡臭物質排放到大氣中，可在大氣環流作用下迅速蔓延，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生不快，這使其測定非常困難。目前還難以找到一個可全面評述惡臭的可檢測性、強度、厭惡度及性質的簡單測定方法。因此惡臭的有效測定方法是大氣污染控制的一個重要研究內容。

（3）評價困難：惡臭污染源多為常見的、局部的無組織排放源，污染又多為短時間、突發性的，因而難以捕捉，加之惡臭擴散方式復雜，故迄今世界上還沒有一種公認的惡臭評價方法，因此目前這方面的研究也相當活躍。

（4）治理困難：通常有害氣體對人產生的生理影響與其濃度成正比，而惡臭給人的感覺量(惡臭強度)與對人的刺激量(惡臭物質濃度)的對數成正比。韋伯-費希納(Weber-Fechner)公式很好地反映了這種關系：Y＝klgx

Y——惡臭強度；

x——惡臭物質含量，1×10-6

因此即使將惡臭物質去除90%，人的感覺認為只去除了50%。通常把正常人勉強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，人的嗅覺對多數惡臭物質的嗅覺閾值都在10-9以下，遠遠超過了分析儀器對惡臭物質的最低檢出含量(儀器的最低檢出含量在10-6~10-9)范圍內)。迄今為止，有4000多種惡臭物質僅憑人的嗅覺即能感覺到。其中對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)和酚類等有機污染物。

惡臭氣體的危害

有些惡臭物質隨廢水、廢渣進入水體后，不僅使水散發出臭味，而且使魚類等水生生物也發出惡臭而不能食用。有些惡臭物質還與環境中的化合物結合造成嚴重的二次污染。惡臭物質分布廣、影響大，它除了刺激人的嗅覺器官使人覺得不愉快外，還對人的呼吸系統、消化系統、內分泌系統、神經系統和精神產生不利影響，高濃度情況下會導致急性中毒甚至死亡。這表現在以下幾個方面。

（1）危害呼吸系統：人們聞到惡臭，對呼吸產生反射性抑制，甚至憋氣，妨礙正常呼吸功能。

（2）危害血液循環系統：隨呼吸變化，會出現脈搏和血壓變化。如氨會使血壓出現先下降后上升現象。

（3）危害消化系統：人經常接觸惡臭，會使人產生厭食、惡心，甚至嘔吐，進而發展到消化功能減退。

（4）危害內分泌系統：經常受惡臭刺激，會使人的內分泌系統功能紊亂，影響機體代謝。

（5）危害神經系統：惡臭的刺激，會使嗅覺疲勞甚至喪失。“久聞不知其臭”最后會導致大腦皮層興奮和抑制的調節功能失調。

（6）影響精神狀態：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。

（7）引起各類中毒：大多數中毒癥狀表現為呼吸道疾病，且多為積累性。在高濃度污染物突然作用下，有時可能造成急性中毒，甚至死亡。一些有機物接觸皮膚，可引起皮膚病，有些有機污染物具有致癌性，如氯乙烯、聚氯乙烯，尤其是一些稠環化合物，如苯并芘等。

（8）遺傳性中毒：一些有機物，如二噁英還會遺傳等。

（9）造成雌性動物子宮癌變畸形等。

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

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

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