厨余垃圾处理场恶臭气体的大气扩散规律分析

於 静，陈 啸

(1．台州市生态环境局椒江分局，浙江 台州 318000；2．台州聚橙环保科技有限公司，浙江 台州 318000)

1 引言

近年来，随着我国厨余垃圾收集、处置方式的变化，各地相继建设了不少的厨余垃圾处理站，在厨余垃圾处理过程中，其产生的恶臭气体造成的环境影响也日益突出。厨余垃圾一般包括蔬菜水果残体、果壳、剩饭剩菜和变质食品等，其本身具有含水率高、含盐量高、含油量高和易腐烂等特点，通常具有丰富的蛋白质、脂肪和淀粉等有机物，若不及时对其进行无害化处理，则易产生恶臭气体，同时会滋生病原体微生物[1～4]。餐厨垃圾在堆肥处理过程中，在好氧或厌氧条件下，通过新陈代谢，容易产生刺激性气体氨、硫化氢、硫醇类等以及含氮的化合物如胺类、酰胺类等臭气，且由于餐厨垃圾来源和成分差异，以及处理方式的不同，导致不同垃圾组分和不同处理条件对恶臭物质的发生量均有较大影响[5～7]。

餐厨垃圾产生的硫化氢和氨等恶臭气体对人体具有明显的毒害作用，其中硫化氢作为一种易挥发、无色有恶臭性气味的气体，容易引起眼部和上呼吸道等疾病；若长期处于硫化氢浓度超标的生活环境，容易导致人体质变弱、抵抗力下降，并发肠炎、心脏衰弱、神经紊乱等疾病。氨作为一种无色有刺激性气味的气体，可强烈刺激人体上呼吸道，餐厨垃圾在处理过程中产生的胺类、酰胺类和硫醇类等其它臭气，易被人体吸入，从而导致精神恍惚、困倦等临床现象，若吸入过量会引起呕吐恶心，面色苍白，甚至肌肉痉挛等症状[9～12]。因此，在餐厨垃圾处理过程中，通过利用大气污染预测模型尽可能准确预测处理过程中排放的恶臭气体的扩散规律及对周围大气环境质量的影响程度，有一定的科学意义。国内学者大多集中于垃圾填埋废气产生的额速率和机理研究，较少关注恶臭气体的扩散规律。在国外相关研究中，Macleod等曾利用AERMOD预测模型分析某厨余垃圾处理场释放的恶臭气体在大气中的扩散规律，并分析对周边大气环境质量的影响[13]。

2 AERMOD模型系统

AERMOD预测模型是由美国气象学会联合美国环境保护局组建法规模型改善委员会共同开发的。该预测模型主要包括地形数据预处理器(AERMAP)和气象数据预处理器(AERMET)两个预处理模块。该预测模型属稳定状态烟羽模型，其假定系统在稳定边界层、垂直方向和水平方向上的污染物浓度分布均可认为高斯分布, 适用于评价半径范围 50 km 的大气污染物分布预测评价。相关研究表明，该模型预测得到的大气污染物浓度分布可较好地反映污染源分布和气象变化对污染物迁移和扩散的影响[14,15]。

3 案例研究

3.1 预测模型和基本参数设定

(1)预测模型。该处理场周边3km范围内无海、湖等大型水体，不考虑岸边熏烟，根据《环境影响评价技术导则 大气环境》(HJ2.2-2018)有关规定，采用AERMOD模型进行预测分析。预测网格采用紧密疏远法布设计算点，采用100 m精度网格，不考虑建筑物下洗和污染物的化学转化、干湿沉降。

(2)预测因子。该处理场所SO2+NOx年排放量小于500 t，因此不需考虑二次污染因子，预测因子确定为颗粒物(PM10)、H2S、NH3。

(3)预测范围。根据估算模式计算结果，预测范围应覆盖评价范围，即以该处理场所为中心，边长为5 km的矩形区域。

(4)预测气象。预测气象采用当地近20年统计气象资料，具体如表1。

表1 处理场所所在地近20年气象统计资料

4.2 废气污染源强

根据污染源强分析，处理场所共计1个有组织排气筒，项目实施后正常工况下有组织废气达标排放情况详见表2～表4。

表2 本项目点源参数

表3 本项目面源参数

表4 非正常排放参数

3.3 预测结果分析

3.3.1 正常工况主要污染物贡献浓度预测结果

该处理场大气污染物贡献质量浓度预测结果见表5。

表5 大气污染物贡献质量浓度预测结果

由预测结果可知，正常工况下项目各污染物在主要大气环境保护目标及区域最大落地浓度网格点处的短期浓度、长期浓度均可达到相应环境空气质量标准(图1)。

图1 污染物浓度分布

3.3.2 非正常工况主要污染物贡献浓度预测结果

根据上述预测结果可知，非正常工况下，各敏感点处主要污染物贡献浓度占标率升高，需要加强废气处理设施的管理和维护工作，确保废气处理设施正常运行，杜绝废气非正常排放(表6)。

表6 大气污染物非正常排放对各敏感点的影响程度

3.4 项目恶臭废气影响分析

该处理场所恶臭废气产生点主要来源于餐厨垃圾预处理、厌氧发酵及深加工以及渗滤液废水处理过程，经有效处理后，通过大气模型预测，预测结果表明新增污染源正常排放下污染物短期浓度贡献值的最大浓度占标率为28.86%(厂界外网格点)，小于100%；新增污染源正常排放下污染物年均浓度贡献值的最大浓度占标率小于30%。由于该处理场所周边存在较多排放同类型恶臭污染物的企业，若叠加背景值后，污染物短期浓度占标率可能较高，因此需加强该区域的大气治理工作，改善区域大气环境质量。

4 结论

本文以浙江某厨余垃圾处理场为例，利用AERMOD空气扩散模大气预测模型输出厨余垃圾处理场周边敏感区域各网格点的大气污染物浓度预测结果，并且通过Surfer软件绘制浓度等值线图，从而得到恶臭其它在大气中的扩散规律及对周边环境的影响。根据模拟结果、浓度等值线图得到最不利气象条件下各网格点及敏感目标区域的PM10、硫化氢和氨的质量浓度分布情况，分析其对周边大气环境质量的影响，希望本文为AERMOD模型的使用以及厨余垃圾处理行业的大气环境影响预测分析提供一定的参考价值。