一种农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置及评价方法与流程

本发明涉及一种挥发性异味物质的采样评价装置及评价方法，尤其涉及一种农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置及评价方法。
背景技术：
：恶臭或异味污染是与人民群众生活环境密切相关的扰民污染，属于重要的民生问题。根据全国环保举报管理平台统计，2017年全国恶臭/异味投诉约占所有环境问题投诉的18％。异味扰民不仅影响了人民的正常生活，降低了人民的生活环境质量，而且容易成为社会舆论的焦点，是当前迫切需要解决的重要生态环境问题之一。近年来，由于城镇化的快速发展和城市范围的扩容，以前的工矿企业用地逐步变成了城镇建设用地，但工矿企业遗留的场地污染亟待治理，土壤修复产业逐渐兴起，污染场地修复成为环保行业的焦点。尤其是农药行业，由于农药种类多，农药生产工艺路线较长、化学反应种类多。化学农药原药生产需要几步到十几步反应，通常为过量反应，产品收率较低，平均不到50％，其他原料、中间体及副产物都以“三废”形式排出。农药行业场地污染尤为复杂，修复难度较高。另一方面农药生产用到的原辅料和溶剂，很多都有挥发性。部分异味物质的嗅阈值非常低，农药行业场地修复过程极易产生异味。原天津农药厂、原杭州农药厂、原武汉农药厂、原江山农化等地块土壤修复工程均因异味扰民被叫停，一度成为社会关注的焦点。因此，农药行业污染场地修复过程的二次污染是公众关注的主要环境问题。如何监测与评价异味，成为我国土壤修复行业异味管理与控制的首要任务之一。随着我国环境法律法规的不断完善，先后出台了系列相关标准及技术规范。《土壤环境监测技术规范》(hj166-2004)规定了土壤环境监测的布点采样、分析方法、质量评价等技术内容。适用于全国区域土壤背景、农田土壤、土壤污染事故等类型的监测。对于污染土壤采样，要求根据污染物的颜色、印渍和气味等因素初步界定土壤污染范围，采样点不少于5个。在具体内容上，并未对样品采集进行详细规定。《恶臭污染物排放标准》(gb14554-1993)及其征求意见稿，规定了固定污染源恶臭污染物排放限值，适用于生产经营活动中产生恶臭气体的企业事业单位和其他生产经营者的恶臭污染物排放管理。对于自排气筒(或其主体建筑构造)所在的地平面至排气筒出口计的排气筒高度、恶臭污染物排放限值进行了规定。以硫化氢为例，排气筒高度20米时，硫化氢最高允许排放速率不得大于0.10kg/h。并提出了周界恶臭污染物浓度限值。以硫化氢为例，周界恶臭污染物浓度不得大于0.02mg/m3。但是该标准并未明确周界恶臭污染物浓度监测点位的设置要求。《大气环境质量标准》(gb3095-2012)适用于环境空气质量评价与管理，并未涉及臭气浓度，以及气体采样点位设置。《恶臭污染环境监测技术规范》(hj905-2017)指出有关恶臭的采样点位和采样位置，按照gb/t16157中气态污染物采样方法的相关要求进行。《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(gb/t16157-1996)适用于固定污染源排气中颗粒物的测定和气态污染物的采样。采样孔距离采样平台约1.2-1.3m。对于气态污染物，其采样位置不受规定限制，但应避开涡流区。《环境空气挥发性有机物的测定罐采样气相色谱-质谱法》(hj759-2015)适用于环境空气中丙烯等67种挥发性有机物的测定。要求样品采集可采用瞬时采样和恒定流量采样两种方式，并未对环境空气的采样点位进行要求和细化。《环境空气半挥发性有机物采样技术导则》(hj691-2014)适用于规范环境空气中半挥发性有机物采样方法的制定和样品的采集。对于环境空气的监测，采样点位的设置应满足hj664的要求。对于无组织排放的监测，采样点位的设置应满足hj/t55的要求。采样评价装置进气口距地面的高度应根据被测物的不同目的选择1.5-15m。低流量采集时，采样管应放置在离地面1-2米高的位置。《环境空气质量监测点位布设技术规范(试行)》(hj664-2013)要求，对于手工采样，其采样孔距离地面的高度在1.5-15米；对于自动监测，其采样孔距离地面高度在3-20米。若所选监测点位周围半径300-500米范围内建筑物平均高度在25米以上，其采样孔高度可以在20-30米范围内选取。《大气污染物无组织排放监测技术导则》(hj/t55-2000)适用于大气污染物无组织排放进行的监测，要求监控点位距离地面1.5m处或1.5-15m。《环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附气相色谱-质谱法》(hj644-2013)适用于环境空气中35种挥发性有机物的测定。对于环境空气样品的采集参照hj/t194的相关要求执行。《环境空气质量手工监测技术规范》(hj194-2017)规定了环境空气质量手工监测的点位布设、样品采集等技术要求，适用于采用手工方法对环境空气质量进行监测的活动。规定了监测点位上用溶液吸收、吸附管、滤膜等，通过直接采样或被动采样装置，采集一定时段的环境空气样品在实验室进行分析处理和监测。要求采样孔距离地面高度1.5-15m范围内，距支撑物1m以上。《空气质量恶臭的测定三点比较式臭袋法》(gbt14675-1993)要求采样时打开采样瓶塞，使样品气体充入采样瓶内至常压后盖好瓶塞，避光运回实验室测定，并未对具体的采样点位进行描述。《土壤质量土壤气体采样指南》(gbt36198-2018)给出了有关土壤气体的采样指南，不适用于进入大气的土壤气体测定。对于异味物质，我国不同标准及规范对采样点位高度不尽相同、弹性较大。不同的采样高度异味物质扩散衰减差异较大，造成异味物质浓度变化较大，并容易受到风向、风力等气候条件的扰动，直接影响环境空气质量的评价结果。技术实现要素：发明目的：本发明的第一目的是提供一种农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置。本发明的第二目的是提供一种使用所述的农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置进行挥发性异味物质评价的方法。本发明的第三目的是提供一种使用所述的农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置进行挥发性异味物质覆盖封闭效果评价的方法。技术方案：本发明提供了一种农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置，包括箱体、采样孔、密封塞、风扇和供电装置，所述箱体底部敞开，上表面密封；所述采样孔位于箱体上表面，使箱体内部与外界连通；所述密封塞位于采样孔内用于密封采样孔，所述风扇位于箱体内部，所述供电装置与风扇电性连接。优选地，上述农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置还包括保温层，所述保温层包裹于箱体外层。优选地，上述农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置还包括温度湿度传感器和显示器，所述温度湿度传感器位于箱体内部，所述显示器位于箱体上表面；所述温度湿度传感器和显示器均与所述供电装置电性连接。进一步地，上述农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置还包括防雨淋装置，所述防雨淋装置为倒斗型，设置在箱体顶部。优选地，上述风扇为低转速风扇。优选地，上述风扇为微动力低转速风扇，目的为将箱体内样品空气混合均匀，保证箱体内气体的均匀性。优选地，上述农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置还包括沙袋，用于在使用该装置时，密封采样评价装置的底部。进一步地，所述箱体由不锈钢材料制成；所述保温层为30mm塑料泡沫板；所述密封塞为聚四氟乙烯密封塞；所述与风扇、温度湿度传感器和显示器电性相连的供电装置为锂电池。进一步地，所述供电装置放置在箱体上表面。进一步地，所述农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置为中空的多面或球形密封体，与地面接触的一面为敞开结构，所述农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置不限于任何大小和形状，优选为长方体或圆柱体结构；进一步地，优选为圆柱体结构。一种使用所述的农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置进行挥发性异味物质评价的方法，包括如下步骤：打开风扇，静置后打开密封塞，使用气袋在采样孔处收集箱体内气体，检测异味物质气体浓度。优选地，上述静置的时间为1～6小时。进一步地，上述检测气体浓度后还包括如下步骤：再次打开风扇，静置后打开密封塞，使用气袋在采样孔处收集箱体内气体，检测气体浓度；按照如下公式计算气体的平均排放通量f；其中，f为待测气体的排放通量，ρ为标准状态下气体的密度，h为箱体高度，t为箱体气温，dc/dt为箱体内两次取样气体浓度差值与时间差的比值，p为采样时气压，p0为标准大气压。其中，上述待测气体的排放通量的单位为g·m-2·h-1；标准状态下气体的密度的单位为g·l-1；箱体高度的单位为m；箱体气温的单位为℃；箱体内两次取样气体浓度差值与时间差的比值单位为μg·l-1·h-1；采样时气压p的单位是mm·hg；标准大气压p0的单位为mm·hg，p/p0≈1。优选地，再次打开风扇后的静置时间为1小时。一种使用上述的农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置进行挥发性异味物质覆盖封闭效果评价的方法，包括如下步骤：(1)选择相邻两处位点，一处采用挥发性异味物质覆盖封闭进行处理，一处作为空白对照不采取任何处理措施；(2)将两个所述农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置分别放置步骤(1)中所述的2处位点；(3)将步骤(2)中的两个采样评价装置同时打开风扇，静置后打开密封塞，使用气袋在采样孔处收集箱体内气体，检测气体浓度并按照如下公式计算覆盖封闭率r：r＝(cb-ca)÷cb×100％其中，cb为步骤(1)中所述空白对照不采取任何处理措施的位点上测得的气体浓度；ca为步骤(2)中所述采用挥发性异味物质覆盖封闭进行处理的位点上测得的气体浓度。其中，上述检测气体浓度均可以参照《环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附气相色谱-质谱法》进行检测。其中，上述气袋均为常规收集待测气体时使用的工具。优选地，上述农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置进行挥发性异味物质覆盖封闭效果评价的方法，步骤(3)所述静置的时间为1～6小时。进一步地，上述农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置，使用所述的农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置进行挥发性异味物质评价的方法，以及使用所述的农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置挥发性异味物质覆盖封闭效果评价的方法，同样可用于化工、医药等行业污染场地。有益效果：(1)箱体结构排除了风力、风向等气候条件的干扰；通过箱体内微动力风扇的物理混匀，保证了气体的代表性。(2)固定了采样孔与地面的距离，保证了挥发性异味物质散发气体条件的统一性。(3)根据箱体的高度和采样时间，可以得到异味物质的排放通量，推算出单位时间内每平方米土壤异味物质的排放量，实现了定量化。(4)可以用于定量评价农药行业场地采取铺设薄膜、喷洒泡沫抑制剂等异味覆盖封闭措施的工程效果。(5)通过同步获取箱体内温度和湿度的数据，便于分析异味的影响因素。附图说明图1为圆柱体农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置的结构示意图；图2为圆柱体农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置的底部剖面图；图3为长方体农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置的结构示意图；图4为长方体农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置的底部剖面图。具体实施方式下面对本发明的技术方案作详细的说明。实施例1在某农药行业场地进行挥发性异味物质采集，箱体1长宽高为50cm×50cm×150cm方形设计。箱体1内温度24.2℃，相对湿度为86.7％，防雨淋装置9用于放置在箱体采样孔2上方以防止采样时，降雨淋湿供电装置5。打开风扇4开关，1小时后旋开采样评价装置采样孔2的密封塞3，用气袋采集箱体1内的气体，参照《环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附气相色谱-质谱法》(hj644-2013)进行检测，得到苯的浓度为468.7μg/m3。作为对照，在采样评价装置外1.5米高度同步采样，采样方法同实施例1，检测得到苯的浓度为239.5μg/m3。主要误差来自于采样评价装置外采样时风力和风速的影响。在采样评价装置内和采样评价装置外同时采集三份气体样品，分别依次标注为1、2、3组，重复三次进行影响因素验证，分析方法同上；箱体1内外三次检测的挥发性的苯的气体浓度检测数据如表1所示。表1箱体内外三次检测的挥发性的苯的气体浓度样品编号箱体内(μg/m3)箱体外(μg/m3)1481.3241.72483.6185.83485.2136.4三次平均值483.37187.97上述数据可以看出，本发明所述的农药行业场地挥发性异味物质的采样评价装置受外界影响较小，测得气体浓度较为稳定。可以准确的反映挥发性异味物质的浓度。实施例2在某农药行业场地进行挥发性异味物质采集，箱体1长宽高为50cm×50cm×100cm方形设计。箱体1内温度25.1℃，相对湿度为90.5％。打开风扇4开关，6小时后旋开采样评价装置采样孔2的密封塞3，用气袋采集箱体1内的气体，参照《环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附气相色谱-质谱法》(hj644-2013)进行检测，三次得到挥发性的苯的气体浓度分别为687.3、685.4、686.1μg/m3。实施例3在某农药行业场地进行挥发性异味物质采集，箱体1为直径50cm、高150cm的圆柱形设计。箱体1内温度28.6℃，相对湿度为80％。打开风扇开关，分别于2小时和3小时后用气袋采集采样评价装置内气体，参照《环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附气相色谱-质谱法》(hj644-2013)进行检测，得到乙苯的浓度分别为137.8μg/m3和185.0μg/m3。根据气体浓度随时间的变化速率，可以计算得到乙苯由2小时到3小时内的平均排放通量(f)为64.09μg·m-2·h-1。式中：ρ为标准状态下气体的密度，即4.74g·l-1；h为箱体1高度，即1.5m；t为箱体1内气温，即28.6℃；dc/dt为箱体1内两次取样气体浓度差值与时间差的比值，即47.2μg·m-3·h-1；p为采样时气压，单位为mm·hg；p0为标准大气压单位为mm·hg；p/p0≈1。实施例4在某农药行业场地进行挥发性异味物质采集，箱体1为直径50cm、高150cm的圆柱形设计。箱体1内温度26.3℃，相对湿度为91％。分别用2个采样评价装置采集同一场地相邻的两个点位，一个采样评价装置，编号a放置在铺设有hdpe膜的土壤表层；另一个采样评价装置，编号b放置在不采取任何措施的土壤表层作为空白对照。打开风扇开关，6小时后，同时采集上述两个采样评价装置内的气体进行检测，具体分析方法同实施例1。得到氯乙烯的浓度分别为0和44.7μg/m3。计算可知铺设hdpe膜对氯乙烯的覆盖封闭率r为100％。即说明hdpe膜作为氯乙烯的挥发性异味物质覆盖材料，效果很好，在现有行业标准和工程实践中已经得到验证。其中，覆盖封闭率(r)为：r＝(cb-ca)÷cb×100％式中：cb＝44.7μg/m3，ca＝＝0。实施例5在某农药行业场地进行挥发性异味物质采集，箱体1长宽高为50cm×50cm×150cm方形设计，箱体1内温度30.7℃，相对湿度为85.1％。分别用2个采样评价装置采集同一场地相邻的两个点位，一个采样评价装置，编号a放置在经喷洒泡沫抑制剂处理的土壤表层；另一个采样评价装置，编号b放置在不采取任何措施的土壤表层作为空白对照。打开风扇开关，4小时后，同时采集上述两个采样评价装置内的气体进行检测，具体分析方法同实施例1。得到乙苯的浓度分别为39.5μg/m3和158.2μg/m3。计算可知喷洒泡沫抑制剂处理对乙苯的覆盖封闭率为75.03％。即说明喷洒泡沫抑制剂作为乙苯的挥发性异味物质覆盖材料，效果较好，在现有工程实践中已经得到验证。实施例6在某农药行业场地进行挥发性异味物质采集，箱体1为直径50cm、高150cm的圆柱形设计。箱体1内温度28.1℃，相对湿度为86.3％。分别用2个采样评价装置采集同一场地相邻的两个点位，一个采样评价装置，编号a放置在经喷洒泡沫抑制剂处理的土壤表层；另一个采样评价装置，编号b放置在不采取任何措施的土壤表层作为空白对照。打开风扇开关，1小时后，同时采集上述两个采样评价装置内的气体进行检测，具体分析方法同实施例1。得到乙苯的浓度分别为24.7μg/m3和106.5μg/m3。计算可知喷洒泡沫抑制剂处理对乙苯的覆盖封闭率为74.4％。即说明喷洒泡沫抑制剂作为乙苯的挥发性异味物质覆盖材料，效果较好，在现有工程实践中已经得到验证。当前第1页12