1源发形成
源发形成主要是指原辅材料在运输、生产及贮存过程中的扩散、阀门管线的跑冒滴漏及企业内部污水处理设施表面挥发等原因造成的恶臭污染现象。工业园区内企业以注塑、喷涂及印刷类为主，所使用的原料涉及油漆、稀释剂、蚀刻液等。油漆及稀释剂主要含有苯、甲苯、二甲苯、丙烯酸树脂、邻苯二甲酸酯类增塑剂;其他有机溶剂含有苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚、氯代烃溶剂、溴代烃溶剂及丙酮等。这些原材料中的苯系物、烃、酯、醛、醇、酚等具有刺激性气味，在使用过程中挥发至大气造成恶臭污染。人们长时间处于此环境容易引起头晕、精神恍惚、困倦及呕吐、恶心等症状，会对人体神经系统造成损害。污水表面散发情况主要是指有污水处理设施的企业，恶臭污染主要发生在污水及污泥处理设施表面，恶臭污染物主要有H2S、NH3、硫醇类、胺类和有机酸类化合物［4］。曝气沉砂池和污泥浓缩池的恶臭浓度在夏秋季节时高而冬春季节低，具有明显的季节特征。
2二次形成
二次形成的原因主要是原辅材料扩散至空气中后，与空气中的物质或恶臭物质之间发生化学反应生成其他中间产物，这些中间产物也具有一定的恶臭性质。二次形成的方式有微生物分解、高温反应、厌氧发酵及光照等。
2.1微生物分解
苏州工业园区内某小区附近有CNC机台加工的企业，在磨削时使用的油性切削液可以起到清洗和防锈的作用，并提高刀具耐用度和加工质量［5］。生产过程中由于喷射冲击、高温、磨削时产生大量油雾，其中的活性硫、氯、亚硝酸等成分会挥发出来，对环境空气造成一定影响，但是真正的恶臭问题还是切削油变质造成的。在切削过程会有润滑油和杂物的混入，导致一些好氧菌和厌氧菌的异常繁殖，这些微生物以切削油中的脂肪、磷、硫、矿物油、腐蚀抑制剂及乳化剂等成分为营养源，使切削液分解、变酸、释放恶臭气体，甚至导致切削液失效。当细菌数超过105个/ml时，便会引起切削液腐败，同时产生令人不愉快的副产品———酸味。其中，最严重的味道是由一种叫硫化还原剂的细菌产生的，它们生长在氧含量低的不活泼切削液中，当细菌数量＞106个/ml时，切削液就会变臭。切削液变质进程见图1。
2.2高温反应
由于国家对食品行业气味并未出台相关条例要求整治食品异味，因此对于食品厂排出的香味仅仅在简单收集后便直排入大气，长期处于浓度过高的食品香味环境中也会引起身体不适。烘烤食品产生的香味主要是原材料在高温下发生的化学反应，香味的重要组成成分是吡嗪、蛋白质和核酸的水解产物。对于生产饼干的企业，在烘烤时，当温度升至300℃时，面粉及其他主要原料会产生呋喃衍生物、酮类和芳族烃类等香味物质。具体反应为原料中的氨基酸、肽、蛋白质等氨基化合物和还原糖类之间会发生羰氨反应，即美拉德反应。该反应是加热和焙烤食品特征香气的主要来源之一，美拉德反应通常分为两个阶段:初级美拉德反应和高级美拉德反应［6］。初级美拉德反应包括羰基与氨基酸或蛋白质中的游离氨基进行缩合，再经环化形成相对应的N－取代的葡基胺，然后又经阿马多利(Amadori)分子重排转变成1－氨基－1－1脱氧－2－酮糖，该产物是极为重要的不挥发香味的前驱物。高级美拉德反应是初级反应后生成的中间产物经过二条反应线分别生成乙醛、丙酮醛、丁二酮、醋酸、醛类等风味成分，这两条路线生成的产物及以后发生的反应是相当复杂的，如醇醛缩合、醛－氨基聚合以及生成诸如吡嗪、吡啶、吡咯等氮杂环化合物。食品加热所具有的烤香、烘焙香大多与这类氮杂环化合物有关。食物香味物质的主要生成途径见图2。正常工况下，温度可以起到加速化学反应的作用，使恶臭物质释放速率增加。在食品加热及焙烤中，温度高，美拉德反应完全，释放的香味物质较多。另外，温度不同时所散发的恶臭物质种类也不同。比如，葡萄糖和缬氨酸在温度为100～150℃时是黑麦面包香，而温度升至180℃时却是沁鼻的巧克力香味。脯氨酸和等量葡萄糖混合物在100℃时产生谷样香，在180℃时产生烘烤香;苯丙氨酸和等量葡萄糖混合物在100℃时产生樱花香味，在180℃时产生堇菜花气味［7］。
2.3厌氧发酵
在苏州工业园区内，另一个恶臭投诉高发的区域是某啤酒厂附近。这些恶臭物质主要是酵母厌氧代谢的副产物，如高级醇、酸、醛、酯和酮的羰基化合物及含硫化合物，来自于啤酒发酵过程［8］。高级醇的形成过程为:氨基酸被转氨为α－酮酸，酮酸脱羧后失去1个碳原子成醛，醛还原为醇。这些高级醇类以异戊醇含量最高，约占高级醇含量的50%以上，其次为活性戊醇(2－甲基丁醇)、异丁醇和正丙醇等。乙酸乙醛是啤酒发酵过程中产生的主要醛类，由丙酮醛经过不可逆的脱羧而形成，是发酵的中间代谢产物，啤酒中所含的其他醛类也是相应高级醇类的正常前驱物质，含量不多，随着啤酒成熟含量逐步降低。麦汁本身含有一部分脂肪酸，但更多的脂肪酸来自酵母的糖代谢作用，乙酰辅酶A是此代谢过程中的关键性中间产物，由此形成偶数脂肪酸，奇数脂肪酸则由丙基同系物衍生而来。啤酒中含有C1～C18的游离脂肪酸，其中主要成分是乙酸。乙酸是啤酒的正常发酵成分，由乙酰氧化而来。啤酒中主要的有机酸包括乳酸、琥珀酸、柠檬酸、苹果酸、异柠檬酸和有关的酮酸。啤酒中的硫化物部分来自原料，在麦芽制造和麦汁制备过程中可能会形成部分挥发性硫化物［9］，但大多产生于发酵过程。主要挥发性硫化物为硫化氢，大部分硫化氢来自酵母对半胱氨酸、硫酸盐和亚硫酸盐的同化作用及酵母合成受抑制时的中间产物，部分二甲基硫来自于酵母的代谢产物。
2.4光照
当太阳能通过大气层时，被大气中的热层、中间层、平流层、对流层气体吸收。对流层波长大于290nm。大气污染物质中的SO2、O2、O3、氮氧化物等主要分布在对流层，它们在290nm波长紫外光照射下会产生各种自由基与活性物质，可以与大气中绝大多数恶臭物质或各种天然化合物发生化学反应，构成对流层的大气化学。醛类、酮类等物质都能吸收一定波长光能后变成激发态。部分恶臭物质可以被分解为无毒无害的CO2、H2O及其他中间产物。因此光照在一定程度上可以减轻恶臭污染现象。
3结语
苏州工业园区恶臭污染成因复杂，涉及的化学反应众多，恶臭之间生成的产物也是多种多样。一般情况下，人们对恶臭污染的感觉量与恶臭的浓度之间存在复杂的关系，当恶臭物质去除量达到90%时，人的感觉量却只有50%，即大部分恶臭物质去除时，人的感觉量却没有相应的减轻或者减少［10］。因此恶臭污染的治理就面临很多困难，针对目前的恶臭污染问题，找到根本原因才能有效治理。这需要从恶臭的形成原因方面着手，从源头或者形成过程方面彻底减轻或者消除恶臭污染。另外，还需要加强企业管理，减少人为因素造成的恶臭污染事件。
作者：王学华 杜娜 单位：苏州科技学院环境科学与工程学院 苏州科太环境技术有限公司
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