吴传东等：气味污染评价技术及典型垃圾处理工艺污染特征研究进展 *1611· 味相互作用7侧.实际环境散发的混合气味污染物 2.5气味相互作用研究 中，组分间复杂的气味相互作用是影响气味活度值加 尽管气味活度值、气味活度值加和模型、总气味强 和模型预测准确度的重要原因之一 度模型和当量气味浓度模型等一直广泛应用于气味污 2.3总气味强度模型 染评价和气味浓度预测，但这些方法和模型使用的前 总气味强度模型是由Kim和Park3-0提出.与以 提是忽略混合物中组分间的气味相互作用B.57.例.事 往气味浓度预测模型不同的是，总气味强度模型不仅 实上，实际环境散发的混合气味污染物中，组分间存在 考虑了混合物中各组分气味阈值差异的影响，还利用 复杂的协同、累加、拮抗等气味相互作用，对混合物中 了韦伯一费希纳定律(Weber-Fechner law)实现化学浓 组分的实际气味活度值有重要影响，是影响气味浓度 度向气味强度的转化 预测模型准确度的重要原因3 OI =k lgC:+d, (3) Saison等7a通过测定二元和三元气味物质在混合 S0I=lg∑10"， (4) 后与混合前气味阈值的比值(TH of mixture),分析混 合物中的气味相互作用类型.TH of mixture>100%表 01=0.5 Co0=10a, (5) 明混合物中的二元或三元组分间发生了拮抗作用，TH 式中，0L为各组分的气味强度，S0I为总气味强度， of mixture=100%表明相互作用类型是独立作用，即混 C为总气味强度模型预测的气味浓度，C:为各组分 合物中各组分相不影响.TH of mixture<50%表明混 的化学浓度，k,、k分别为混合物中各组分和参比物质 合物的组分间发生了协同作用.实际测定结果表明， 的韦伯一费希纳斜率，d:为各组分的韦伯一费希纳 乙酰基呋喃和5甲基糠醛混合时产生了强烈的拮抗作 截距. 用，而异戊醛与3-乙基丁酸甲酯混合时发生了较强的 总气味强度模型首先利用韦伯一费希纳定律将混 协同作用.采用类似的方法研究香草醛和醛酮化合物 合物中各组分的化学浓度转化为气味强度，然后将各 混合时的气味相互作用，结果表明香草醛与香草乙酮 组分的气味强度值的幂指数加和，取其对数作为混合 混合后受到拮抗作用(TH of mixture=130%),而与水 物的总气味强度值，最后再参考韦伯一费希纳定律将 杨醛混合后则表现出强烈的协同作用(THo 混合物的总气味强度转化为总气味浓度，实现对混合 mixture =15%)mn 物气味浓度的预测，在近年气味污染评价研究中得到 Herrmann等7网报道了(E)2-(Z)6-壬二烯醛和 了应用5.网 (E)2-壬烯醛等物质在组成二元混合物后气味阈值降 2.4当量气味浓度模型 低的现象.(E)2-(Z)6壬二烯醛和(E)2壬烯醛在 当量气味浓度模型是由Wu等5网基于混合物中 以10：1的比例混合后，二者的气味阈值分别降低了 各组分的气味阈值和嗅觉灵敏度差异提出。当量气味 19.7和17.5倍，2甲基丁醛和3甲基丁醛在以2.2：1 浓度模型是通过韦伯一费希纳斜率，将混合物中各组 的比例混合后，二者的气味阈值分别从156、56ugL 分的气味活度值转化为以某一种组分为参比物质的当 下降到30μgL和14μgL,表明这四种物质间存 量气味浓度，各组分当量气味浓度加和为混合物的当 在一定程度的累加作用或协同作用，导致其在混合物 量气味浓度 中气味阈值降低，更易被嗅觉识别. OI;=k;lgOAV:+d, (6) Wu等50在测定物质混合前后气味活度值随气味 B0Ca=∑104o4y 强度变化规律（韦伯一费希纳参数）的基础上，提出气 (7) 味活度值系数方法定量分析二元混合物中组分间的气 式中，OL为各组分的气味强度，E0C为当量气味浓 味相互作用类型和程度.将组分在混合前、混合后达 度，OAV:为混合物中各组分的气味活度值，k、k分别 到相同气味强度值时所需气味活度值的比值定义为气 为混合物中各组分和参比物质的韦伯一费希纳斜率，d: 味活度值系数，测定结果表明，苯酚的气味活度值系数 为各组分的韦伯一费希纳截距. 随混合物的气味强度增加而从0.56降低至0.15，表明 韦伯一费希纳斜率表示某物质的气味强度随气味 在混合物中需要1.78~6.70倍的苯酚才能产生与其 活度值变化的灵敏程度，即该物质的嗅觉灵敏度.对 单独存在时相同的嗅觉刺激程度，也即混合物对苯酚 苯、甲苯、二甲苯等七种物质组成的系列二元和七元混 存在1.78~6.70倍的拮抗作用.三甲胺的气味活度 合物，当量气味浓度模型和总气味强度模型对气味浓 值系数从5.57增加至17.64，表明混合物中三甲胺与 度的预测准确度远优于总化学浓度模型和气味活度值 硫化氢之间表现出强烈的协同作用，且程度随气味强 加和模型网，表明同时考虑混合物中各组分的气味阀 度增大而从5.57倍上升至17.64倍.将气味活度值系 值和嗅觉灵敏度差异能够显著提升气味浓度预测的准 数应用于修正混合物中组分的气味活度值，可实现在 确度 考虑主要二元相互作用的基础上准确预测混合物的气吴传东等: 气味污染评价技术及典型垃圾处理工艺污染特征研究进展 味相互作用［3，57，69］． 实际环境散发的混合气味污染物 中，组分间复杂的气味相互作用是影响气味活度值加 和模型预测准确度的重要原因之一． 2. 3 总气味强度模型 总气味强度模型是由 Kim 和 Park［73--74］提出． 与以 往气味浓度预测模型不同的是，总气味强度模型不仅 考虑了混合物中各组分气味阈值差异的影响，还利用 了韦伯--费希纳定律( Weber-Fechner law) 实现化学浓 度向气味强度的转化． OIi = ki lgCi + di， ( 3) SOI = lg ∑ 10OIi ， ( 4) CSOI OD = 10SOI － 0. 5 kref ． ( 5) 式中，OIi 为各组分的气味强度，SOI 为总气味强度， CSOI OD 为总气味强度模型预测的气味浓度，Ci 为各组分 的化学浓度，ki、kref分别为混合物中各组分和参比物质 的韦伯--费 希 纳 斜 率，di 为 各 组 分 的 韦 伯--费 希 纳 截距． 总气味强度模型首先利用韦伯--费希纳定律将混 合物中各组分的化学浓度转化为气味强度，然后将各 组分的气味强度值的幂指数加和，取其对数作为混合 物的总气味强度值，最后再参考韦伯--费希纳定律将 混合物的总气味强度转化为总气味浓度，实现对混合 物气味浓度的预测，在近年气味污染评价研究中得到 了应用［53，75］． 2. 4 当量气味浓度模型 当量气味浓度模型是由 Wu 等［52］基于混合物中 各组分的气味阈值和嗅觉灵敏度差异提出． 当量气味 浓度模型是通过韦伯--费希纳斜率，将混合物中各组 分的气味活度值转化为以某一种组分为参比物质的当 量气味浓度，各组分当量气味浓度加和为混合物的当 量气味浓度． OIi = ki lgOAVi + di， ( 6) EOCref = ∑ 10 ki kref × lg OAVi ． ( 7) 式中，OIi 为各组分的气味强度，EOCref 为当量气味浓 度，OAVi 为混合物中各组分的气味活度值，ki、kref分别 为混合物中各组分和参比物质的韦伯--费希纳斜率，di 为各组分的韦伯--费希纳截距． 韦伯--费希纳斜率表示某物质的气味强度随气味 活度值变化的灵敏程度，即该物质的嗅觉灵敏度． 对 苯、甲苯、二甲苯等七种物质组成的系列二元和七元混 合物，当量气味浓度模型和总气味强度模型对气味浓 度的预测准确度远优于总化学浓度模型和气味活度值 加和模型［52］，表明同时考虑混合物中各组分的气味阈 值和嗅觉灵敏度差异能够显著提升气味浓度预测的准 确度［38］． 2. 5 气味相互作用研究 尽管气味活度值、气味活度值加和模型、总气味强 度模型和当量气味浓度模型等一直广泛应用于气味污 染评价和气味浓度预测，但这些方法和模型使用的前 提是忽略混合物中组分间的气味相互作用［3，57，69］． 事 实上，实际环境散发的混合气味污染物中，组分间存在 复杂的协同、累加、拮抗等气味相互作用，对混合物中 组分的实际气味活度值有重要影响，是影响气味浓度 预测模型准确度的重要原因［53，74］． Saison 等［76］通过测定二元和三元气味物质在混合 后与混合前气味阈值的比值( TH of mixture) ，分析混 合物中的气味相互作用类型． TH of mixture ＞ 100% 表 明混合物中的二元或三元组分间发生了拮抗作用，TH of mixture = 100% 表明相互作用类型是独立作用，即混 合物中各组分相不影响． TH of mixture ＜ 50% 表明混 合物的组分间发生了协同作用． 实际测定结果表明， 乙酰基呋喃和5-甲基糠醛混合时产生了强烈的拮抗作 用，而异戊醛与 3-乙基丁酸甲酯混合时发生了较强的 协同作用． 采用类似的方法研究香草醛和醛酮化合物 混合时的气味相互作用，结果表明香草醛与香草乙酮 混合后受到拮抗作用( TH of mixture = 130% ) ，而与水 杨醛 混 合 后 则 表 现 出 强 烈 的 协 同 作 用 ( TH of mixture = 15% ) ［77］． Herrmann 等［78］ 报道了( E) -2-( Z) -6-壬二烯醛和 ( E) -2-壬烯醛等物质在组成二元混合物后气味阈值降 低的现象． ( E) -2-( Z) -6-壬二烯醛和( E) -2-壬烯醛在 以 10∶ 1的比例混合后，二者的气味阈值分别降低了 19. 7 和 17. 5 倍，2-甲基丁醛和 3-甲基丁醛在以 2. 2∶ 1 的比例混合后，二者的气味阈值分别从 156、56 μg·L － 1 下降到 30 μg·L － 1和 14 μg·L － 1，表明这四种物质间存 在一定程度的累加作用或协同作用，导致其在混合物 中气味阈值降低，更易被嗅觉识别． Wu 等［51］在测定物质混合前后气味活度值随气味 强度变化规律( 韦伯--费希纳参数) 的基础上，提出气 味活度值系数方法定量分析二元混合物中组分间的气 味相互作用类型和程度． 将组分在混合前、混合后达 到相同气味强度值时所需气味活度值的比值定义为气 味活度值系数，测定结果表明，苯酚的气味活度值系数 随混合物的气味强度增加而从 0. 56 降低至0. 15，表明 在混合物中需要 1. 78 ～ 6. 70 倍的苯酚才能产生与其 单独存在时相同的嗅觉刺激程度，也即混合物对苯酚 存在 1. 78 ～ 6. 70 倍的拮抗作用． 三甲胺的气味活度 值系数从 5. 57 增加至 17. 64，表明混合物中三甲胺与 硫化氢之间表现出强烈的协同作用，且程度随气味强 度增大而从5. 57 倍上升至17. 64 倍． 将气味活度值系 数应用于修正混合物中组分的气味活度值，可实现在 考虑主要二元相互作用的基础上准确预测混合物的气 · 1161 ·