污水处理厂恶臭气体健康风险评估论文
摘要： 2011年和2012年夏季在天津市纪庄子污水处理厂进行恶臭气体监测，经过GCMS剖析恶臭气体的浓度及恶臭指数，一起选择24名（男11名，女13名）被试者佩带HOLTER进行急性露出试验，评估其健康风险。试验共检查出67种恶臭物质，格栅处恶臭气体浓度最高，以硫化物和含氧化合物为主；格栅处的急性露出试验成果显现被试者血压反响正常，最快心率显着偏高，且多呈现于现场测验时段，HRV参数值均违背正常规模，标明受恶臭气体影响被试者交感神经活动增强；对污泥脱水间恶臭气体进行致癌和非致癌风险评估可知，二氯甲烷和苯存在潜在致癌风险，恶臭非致癌损害指数HI小于1，其非致癌健康风险在可接受规模内。
关键字：污水处理厂；恶臭；心率变异性；健康风险
污水处理厂作为环保工程，缓解了污水直接排放对地表水的污染，但污水处理厂的恶臭疑问对周边环境造成了二次污染，引发了大家不断增加的关注，恶臭气体影响对人体健康具有较大的潜在影响，比如损害呼吸系统、循环系统、消化系统、内分泌系统、神经系统等，一起也影响人的精神状况[1]。Aatamila等[2]经过对废物处理基地邻近区域的恶臭气体评估发现恶臭气体对居民的健康表现（如呼吸短促、双眼不适、声音沙哑、发烧以及肌肉痛苦等）有较大影响，OR均在1.4～1.7之间；一起有研讨标明工厂邻近VOCs露出量高，增加了大家患喘鸣和上呼吸道疾病的风险[3]；清洁查询成果显现工作人群露出于苯会致使中枢神经系统失调，乃至神经功能障碍或逝世[4]。
恶臭首要是由含硫化合物、醛、丁酸类物质导致的，唐小东等[58]研讨了广州一个典型城市污水处理厂挥发性恶臭有机物的构成和含量，苯系物、2丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯和甲硫醚等是该污水处理厂首要的分子标志物，污水进水区、污泥处理区是污水处理厂恶臭气体的首要污染源。Cheng等[9]对费城东北污水处理厂恶臭中有机硫化物进行检查标明二甲基硫醚为首要物质，其均匀浓度为419 μg/L；Lasaridi等[10]探讨了希腊污水处理厂的恶臭疑问，共监测了硫化氢、氨、苯、甲苯等10种物质，其间硫化氢为首要构成（0.01～200 mg/m3），与Cooper等[11]在佛罗里达州的研讨成果附近；Lehtinen等[5]监测了污水处理厂非甲烷类VOCs和厂内工作人员单个露出量，成果显现TVOCs浓度为149.8～7 719.0 μg/L，工作人员的单个露出量不会导致首要的健康疑问，但会引发厌恶、过敏等表现。笔者选择天津市纪庄子污水处理厂进行研讨，实地监测各构筑物及厂界处恶臭气体的浓度，剖析恶臭气体排放特征，并经过急性露出试验探求恶臭气体对人体心脏自主神经活动的影响，一起进行致癌与非致癌风险评估。
1试验办法
1.1纪庄子污水处理厂简介
天津市纪庄子污水处理厂总规模为54万m3/d，污水处理选用了脱氮AO技能、脱氮除磷AAO技能以及除磷AO技能，污泥处理选用浓缩中温厌氧消化机械脱水处理技能[12]。
1.2样品收集与剖析办法
依照纪庄子污水处理厂的技能流程顺次在不一样的处理单元设置采样点，设置次序为：格栅、初沉池、曝气池、二次沉淀池、污泥浓缩池、污泥脱水间及厂界，在采样的一起监测风速、风向。使用8 L聚四氟乙烯采样袋对源进行采样，采样袋在采样前先用现场气体清洁袋子2～3次，再收集样气，采样时刻约60 s，密封进气口，带回试验室剖析。采样点选择在各处理单元下风向边界线上，采样头高度为1.5 m，即人体呼吸带高度。将采样袋中的气体写入GCMS自动进样剖析仪，剖析样品中气体成分及浓度。
研讨中试验人员还进行了恶臭强度查询，别离在每个构筑物下风向处进行臭味嗅辨，并将成果进行核算。一起选择24名测验人员（身体健康）佩带HOLTER，进行急性露出试验，佩带人员在休息室静休15 min后，丈量血压，记载其5 min心电信号后；在格栅前记载4～5 min的心电信号；回休息室丈量血压，静休0.5 h，调查推迟反响。
2成果与评论
2.1构成特征剖析
对污水处理厂恶臭气体进行剖析，共检查出67种恶臭气体，其间烷烃21种、烯烃5种、芳香烃15种、卤代烃14种、含氧化合物7种、含硫化合物5种，不一样处理单元恶臭气体中各物种的浓度（取自然对数值）如图1所示。
图1各监测点不一样恶臭物种的浓度自然对数值
从图1所示各监测点恶臭气体浓度值能够判别各处理单元恶臭气体以硫化物和含氧化合物为主。各监测点恶臭气体浓度巨细为：格栅（2 775.43 μg/m3）>污泥浓缩（814.73 μg/m3）>污泥脱水间（574.04 μg/m3）>初沉池（565.30 μg/m3）>厂界处（521.97 μg/m3）>二沉池（513.07 μg/m3）>曝气池（436.99 μg/m3），格栅处恶臭气体总浓度最大，其间硫化氢的含量为2 286.74 μg/m3，占该处恶臭气体总量的82%，是其嗅阈值的5.6倍。依据乡镇污水处理厂污染物排放规范[13]，厂界废气排放最高允许浓度二级规范硫化氢为0.06 mg/m3，试验监测得厂界处硫化氢浓度为0.1 mg/m3，是规范值的近1.7倍。
2.2污水处理厂恶臭指数评估
恶臭混合气体中，选用阈稀释倍数作为衡量物种对臭气强度奉献目标，阈稀释倍数核算公式为
Mi=Ci/ui （1）
式中：Mi为物种i的阈稀释倍数；Ci为物种i的物质浓度，ui为物种i的嗅阈值。恶臭物质的阈稀释倍数越高，该物质在臭气中的奉献值越大。依照总和模型法，混合物的臭气浓度等于各成分阈稀释倍数的总和[14]。
依据式（1）核算可知格栅处的恶臭气体浓度远远高出其它点位，恶臭气体整体阈稀释倍数为5 737 141，恶臭气体整体嗅阈值为0.000 484，与硫化氢附近，硫化物对总恶臭强度的奉献率为997%。厂界处的臭气浓度为258 067.62，参考乡镇污水处理厂污染物排放规范[13]，厂界废气排放最高允许浓度二级规范恶臭浓度为20，标明该厂厂界处远远超出规范值。格栅、厂界处各物种的阈稀释倍数如表1所示。
2.3健康风险评估
2.3.1恶臭气体对心脏自主神经活动的影响对于心脏自主神经活动状况通常选用心率变异性（Heart rate variability，HRV）表征。心率变异性HRV的发生首要是因为心脏窦房结自律活动时交感神经和副交感神经不断受中枢神经及压力、化学感受器传入的心血管反射等要素调理[1517]。
以HRV作为研讨目标，选择24名18～30岁大学生（男11名，女13名），进行HOLTER急性露出试验，测定的参数包含血压、心率、HRV时域目标（SDNN、rMSSD）、HRV频域目标（LF、HF、LF/HF）。图2是19名被试者现场测验前后的血压值，其间SBP1、SBP2别离代表现场测验前、后被试者的收缩压，DBP1、DBP2别离代表现场测验前、后被试者的舒张压。
图2显现，被试者在现场测验前、后的血压值（SBP/DBP）无显着性差异，比照SBP、DBP，除了单个试验者略超出正常规模外，别的均在正常规模内，由此可知污水处理厂格栅处的恶臭影响对被试者的血压值未发生显着影响，即受恶臭影响人体血压目标反映正常。
由十二导全息动态心电图成果显现了24名被试者在室内安静时刻段—现场测验—回到室内安静时刻段全部进程的心率改变状况，其最快心率、最慢心率值如图3所示。
正常成人安静时的心率在70 b/min摆布，试验中被试者心率均匀值在正常规模内，最慢心率均呈如今室内安静时段，最快心率多呈如今现场测验时段，由图3可知，最快心率显着偏高，阐明在现场测验期间被试者受恶臭气体影响心率改变较大。
由HOLTER测验所得的心率变异性（HRV）各参数值与参数正常值[18]的`比照，如图4、5所示。
HRV时域指数是以RR间期的变异为根底，SDNN、rMSSD参数反映了心脏自主神经系统总的调控状况，即窦性心律不齐的程度，男、女组SDNN均匀值只为正常值的50%，受恶臭气体影响，rMSSD显着集中于正常规模的均匀值以下。HRV频域指数中，高频带（HF，0.15～0.40 Hz）成分由迷走神经的张力所决议，首要代表呼吸变异，低频带（LF，0.04～0.15 Hz）成分受交感神经和副交感神经一起影响，其间交感神经占优势，LF/HF比值代表交感迷走神经张力的平衡状况[1920]。男生组LF值为正常值的7倍摆布，而女人组LF值是正常值的近10倍；男、女人组HF均匀值均低于正常规模均匀值，标明迷走神经活动削弱；男生组LF/HF均匀比值高出正常值2.8倍，女人组LF/HF均匀比值高出正常值7.3倍，阐明被试者交感神经活动增强，也许下降心室活动阈值，严重者将诱发致命性室性心律失常。此外，比照图4、5中女人和男性的试验成果可知，一起遭到恶臭污染的影响，女人比男性心脏自主神经活动所发生的反响更为显着。
2.3.2致癌与非致癌风险评估致癌风险评估，通常用终生致癌风险（Lifetime Cancer Risk， LCR）为衡量目标。用缓慢摄入量（Chronic Daily Intake， CDI）作为潜在剂量评估工作缓慢露出，公式为：
由表2可知，二氯甲烷和苯的终身致癌风险值（LCR）均介于10-6～10-4之间，标明其存在潜在致癌风险；污水处理厂污泥脱水间非致癌损害指数HI为0.11，其值小于1，标明非致癌健康风险在可接受规模内。
3定论
1）各监测点恶臭气体浓度由大到小的次序顺次为格栅、污泥浓缩、污泥脱水、初沉池、厂界处、二次沉淀池、曝气池，恶臭气体以硫化物和含氧化合物为主。影响污水处理厂恶臭指数的首要物种为硫化物、芳香烃类。
2）急性露出试验成果标明：被试者血压反响正常；最快心率多呈如今现场测验时段，且受恶臭气体影响在现场测验期间心率显着偏高。HRV时域指数中，男、女组SDNN均匀值只为正常值的50%，rMSSD显着低于正常值；HRV频域指数中，HF值均低于正常值，LF、LF/HF值远远高出正常值，阐明被试者交感神经活动增强，也许下降心室活动阈值，严重者将诱发致命性室性心律失常。比照男、女人组的试验成果可知，一起受恶臭污染的影响，女人组比男生组心脏自主神经活动所发生的反响更为显着。
3）经过对污泥脱水间恶臭气体进行健康风险评估可知，二氯甲烷和苯存在潜在致癌风险。污水处理厂污泥脱水间非致癌损害指数HI小于1，其非致癌健康风险在可接受规模内。
参考文献：
[1]杨晶. 恶臭污染及防治对策[J].环境监测办理与技能，1995，7（1）：1820.
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