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揭开鼻尖上的秘密环保闻臭师挑战检测仪器

2018-11-26 10:02:29

自1994年国家制定了《恶臭污染物排放标准》,嗅辨员就成为了环保系统里一项不可或缺的兼职岗位。据了解,嗅辨员的主要职责是对从工厂、垃圾填埋场、污水处理厂等地采集回来的气体样本进行嗅辨,判定这些地点周边的污染状况。

揭开鼻尖上的秘密 环保“闻臭师”挑战检测仪器

从理论上说,人的眼睛可以通过光的波长和强度分辨出几百万种颜色,耳朵可以通过声音的响度和频率分辨出大约50万种不同的音调。而人的鼻子究竟是怎样分辨不同的气味、又能分辨出多少种,至今是一个没有完全解开的谜。

2014年3月,美国《科学》杂志刊登的研究曾指出,人类的鼻子至少能区分出1万亿种不同的气味,远远高于多年来科学界公认的1万种。但事实上,无论是1万种还是1万亿种,没有人用得上这么多:为了调制香水,一名专业的闻香师也只需要分辨并记忆400多种气味,熟悉大约3000种气味。如果说这需要一些超乎常人的天赋,作为普通人的你,只要能够分辨5种气味,就有可能成为一名“闻臭师”——检测环境中恶臭气体是否超标的嗅辨员。

普通的鼻子

北京市环境保护监测中心是全国早开始进行恶臭检测的机构之一,从上世纪70年代成立之初就有了“嗅辨员”这一岗位的雏形。现在在职的“嗅辨员”约有40人,高级工程师陈圆圆正是其中之一。

作为一个近几年才逐渐为人所知的新鲜职业,嗅辨员的主要职责是对从工厂、垃圾填埋场、污水处理厂等地采集回来的气体样本进行嗅辨,判定这些地点周边的污染状况。从进入环境保护监测中心至今,陈圆圆已经做了10年的嗅辨工作。

和她的同事们一样,嗅辨员并非专职。平日里她主要负责实验室技术质量管理工作,只有接到嗅辨任务时才到实验室“帮忙”。

自1994年国家制定了《恶臭污染物排放标准》,嗅辨员就成为了环保系统里一项不可或缺的兼职岗位。后来,国家开始对嗅辨员进行资格考试并颁发上岗证,统一编号管理,这一工作也变得更加严格、规范。由于是兼职,为了保证每次在接到任务时都有充足的人手,“每年新入职的同事,无论哪个岗位的,我们都会推荐他们先去参加嗅辨员的资格考试。”陈圆圆表示。

与要求闻香师具备比常人更敏锐的嗅觉不同,选拔嗅辨员看中的是一个“普通的鼻子”。换句话说,如果鼻子太灵,不能代表普通人的感受,也可能会影响判断。

据监测中心分析实验室的工程师陈维介绍,嗅辨员的考核标准并不复杂。任何人只要年龄在18~45岁之间,不吸烟、不喝酒、无嗅觉器官疾病,经考试合格后,如无特殊情况,都可以连续3年承担嗅辨员的工作。3年后如想继续,则要重新进行考核。

嗅辨员的考试主要分为两部分。首先,考生需要进行理论学习,掌握恶臭气体的测定方法和国家标准等基本知识。笔试合格后,还要进行嗅觉测试。测试前不能吸烟、饮酒、化妆,不能使用香水,“要从标准臭液中分辨出花香、汗臭味、粪臭味等5种气体的味道。1个出错都不能通过。”陈维说。

“闻臭”的学问

往简单了说,嗅辨员的工作不过是闻闻采回来的气体臭不臭,这个过程看似容易,其实挺有技术含量。在一定程度上,嗅辨员的判定结果直接影响着环保、执法部门对违规排放单位的处理,责任重大,因而嗅辨实验从气体采样到嗅辨检测,各个环节都马虎不得。

一般来说,嗅辨员需要判定环境和污染源两类恶臭样品。按照操作规定,对于环境样品,专门的采样人员要根据采样现场的风向和风速,在工厂厂界下风向或有臭气的厂界上选定监测点。每个现场选定4个监测点,每个监测点至少采集3个环境样品,每间隔2小时采1次,污染源样品共采集4次。从臭气进入大气的排气口中采集,每2小时或4小时采集一次。

由于采集的样品保质期只有24小时,这些恶臭气体将被直接送往嗅辨实验室。陈维说,通常情况下他们都是完成一个地点的嗅辨检测再去采集另一个地点。考虑到人的嗅觉疲劳程度,一天顶多安排1-2个污染源的嗅辨,“时间长了鼻子会钝化,老处在一个环境里,就闻不出来了。”

进行嗅辨实验,每次需要6名嗅辨员、1名配气员和1名判定师共同完成。

首先,配气员要将3只臭袋注满通过活性炭过滤得到的洁净空气,用石蜡密封。进行编号后,用针筒从恶臭样本中抽取部分气体注入其中一只臭袋。抽取的气体量根据稀释浓度的不同进行选择。配气员一共需配置6组共18个这样的臭袋。

随后,各组臭袋被送入嗅辨间,由6名嗅辨员分别嗅辨,判断哪个袋子中含有臭气。为了保证准确性,同一组样品需要打乱顺序嗅辨3次。根据鉴别结果,配气员会逐次增加对臭气浓度的稀释倍数,再重复嗅辨过程,直到统计数据达到嗅辨员的嗅觉阈值——也就是说,当他们的判断准确性低于标准规定的目标预期,对于一个样品的嗅辨检测才告结束。判定师会对数据结果进行统计,通过严密的计算公式和统计模型,就能判断出采集到的恶臭样品是否超标。

据陈圆圆介绍,这与欧美国家检测时通过动态稀释仪稀释,从浓度小的气味开始闻不同,这套“三点比较式臭袋法”是根据日本多年的检测经验设计的。她解释说,实验表明,两种测定方法的准确性并没有太大区别。

除了采样时位置和采样装置的不同,环境样品和污染源样品的嗅辨过程也不尽相同。“环境样品的稀释倍数是以10为单位,次10倍、第二次100倍,第三次1000倍;而污染源是以3为倍数,30,100,300倍̷̷”陈圆圆说。在判定污染源样品时,每轮臭气嗅辨完成后,判断错误的嗅辨员就将被“淘汰”,判断正确的则继续闻,直到6人中有5人都闻不出臭气为止。

臭气很难仪器检测

北京市环境保护监测中心主要负责全市范围内大气、水、噪声、土壤、生态等环境要素的环境质量监测、各类污染源监督性监测以及突发污染事故的应急监测,具备9大类共186项检测能力。虽然恶臭检测只是其中非常小的一部分,但也和居民的生活息息相关,在这里,陈圆圆他们每年至少要测定上百个样品。

所谓恶臭,指的是一切刺激嗅觉器官,引起人们不愉快且损坏生活环境的气体物质。这样的气体未必全都有毒有害,但会给人们的正常生活带来极大困扰。现在,监测中心每年会对全市范围内的垃圾填埋场、垃圾焚烧厂以及有恶臭污染物排放的企业进行监测。

恶臭闻多了,嗅辨员也渐渐有了经验,闻闻气体样本的味道就大概知道是来自哪里的气味了。“比如垃圾填埋场,就是家里垃圾、水果几天没有倒掉的那种酸味、馊味,木材厂有种木头的焦糊味。”陈维说。

在许多人看来,靠鼻子来检测污染物的排放太原始,也太不靠谱了,但事实上,在现阶段,鼻子的嗅辨结果更能直观的反映出恶臭污染的状况。

“现在一些企业安装了‘电子鼻’进行在线及预警监测,但总体而言机器还属于试验阶段,在国外也不是很普及。目前只有氨和硫化氢有专门的传感器,通过对‘电子鼻’进行‘特种训练’基本可以达到人的嗅觉水平,但现阶段的投入产出比并不高。而且,机器受环境因素影响太大了,温度湿度都会影响传感器的灵敏度的。”陈圆圆说,人的鼻子相当于一个广谱的传感器,尽管机器替代嗅辨是未来的发展方向,但鉴于目前的科技水平、成本等因素,机器还无法替代鼻子的作用。

根据《恶臭污染物排放标准》,恶臭污染物控制指标除了恶臭浓度外还有氨、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚等8种化合物。这8种物质危害较大,可以通过高科技仪器测定给出污染物浓度,从而有效判断污染程度。

通常情况下,环保监测中心会在头一年就制定好下一年的环境监测计划,除了固定的嗅辨任务,有时也会根据群众举报临时安排检测。陈圆圆至今对几年前的一次突发任务记忆犹新。那是2006年,一次,有群众通过12369环保举报热线投诉北京的一家药厂偷排臭气。接到任务后,陈圆圆和同事们一起前往现场采样,但白天采到的样本丝毫没有问题。在得知工厂常常在夜间偷排后,晚上10点他们再次前去蹲守,终于在夜里1点等到了企业开始偷排气体。监测人员立即采样,连夜运回实验室,夜里3点开始召集嗅辨员对样品进行分析,第二天一早就将这家企业违规偷排的“证据”上报给了有关部门。

不过,近年来,这样的任务已经越来越少了。“监测计划是跟着需求来走的。这两年好像需求没有那么多了。而且区县监测站标准化达标建设,恶臭监测都是必备项目,也分担了一下我们的压力。”陈圆圆说,相比以前,现在有资格做恶臭监测的实验室多了,各区县站的环境监测站也都开始定期对各自辖区内的垃圾处理设施、工厂进行恶臭监测,分到他们这里的嗅辨任务少了许多。而且,随着北京治理大气污染的力度不断加大,“我们感觉超标的频次降低了”。

在她看来,嗅辨员这个工作并不神秘。因为只影响小范围内的人们,大家的注意力更多地放在了雾霾上。“PM2.5是眼睛看见的,我们(测恶臭)是闻出来的。”她笑着说。

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