1、材料與方法

1.1、實驗項目

北京某電子有限公司生產(chǎn)車間的不同廢氣總排口進(jìn)口處及出口處排放（涂

裝、噴涂、電鍍）的工業(yè)廢氣惡臭強(qiáng)度，廠界內(nèi)（頂樓排氣界限）、廠界外（工

廠與馬路的交界西面、北面、南面廠界處）不同地點(diǎn)的環(huán)境惡臭污染程度實驗檢

測。

1.2、實驗時間：2011 年 1 月 24 日-27 日

1.3、相關(guān)實驗人員： 北京某電子有限公司

（李揚(yáng)、周傳儒） 北京盈盛恒泰科技有限責(zé)任公司

1.4、實驗儀器設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

電子鼻系統(tǒng)，PEN3，德國 AIRSENSE 公司。該電子鼻含有 10 個不同的金

屬氧化物傳感器，組成傳感器陣列。

檢測主要是依據(jù) GB/T14675-1993《空氣質(zhì)量 惡臭的測定 三點(diǎn)比較式嗅

袋法》排污標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為指紋模板評價，即 GB14554-1993《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

三級標(biāo)準(zhǔn)。實時檢測數(shù)據(jù)與國標(biāo)指紋模板對比，直接得出檢測惡臭強(qiáng)度（OU）

值，利用 LDA、PCA方法識別分析出排污總體狀況。

1.5、實驗方法

直接頂空吸氣法

直接將進(jìn)樣針頭插入采集廢氣或者環(huán)境空氣密封袋中，用德國 PEN3 便攜式

電子鼻氣味分析儀進(jìn)行測定。電子鼻測定條件：采樣時間間隔為 1 秒/組；傳感

器自清洗時間為 100 秒；傳感器歸零時間為 10 秒；樣品準(zhǔn)備時間為 3 秒；進(jìn)

樣流量為 300 ml/min；試驗分析測試時間為 60 秒。

1.6、數(shù)據(jù)處理

本實驗在對每個樣品的數(shù)據(jù)采集過程中，通過查看每個傳感器響應(yīng)信號的變

化曲線、每個時間點(diǎn)的信號值及星型雷達(dá)圖或柱狀指紋圖，可以清晰考察各個傳

感器在實驗分析過程中的響應(yīng)情況。并通過傳感器選擇設(shè)置可以查看在不同數(shù)量

的傳感器情況下的響應(yīng)情況。由于每個傳感器對某一類特征氣體響應(yīng)劇烈，可以

確定樣品分析過程中樣品主要揮發(fā)出了哪一類特征氣體。

對于樣品區(qū)分分析，本實驗提取 10 個傳感器的特征值，然后采用主成分分

析法(PCA)，線性判別法(LDA)和傳感器區(qū)別貢獻(xiàn)率分析法(Loadings)作為主要區(qū)

別分析方法。在用 PCA進(jìn)行分析時，可以查看在每個主成分下樣品區(qū)分的狀況，

并可以分析樣品之間主要是由哪一類組分起主要區(qū)分作用；LDA是 DFA(識別因

子法)的步，LDA分析注重類別的分類以及各種組之間的距離分析；Loadings

分析法與PCA是相關(guān)的，它們都基于同一種算法，但不同的是，本實驗中Loadings

算法主要是對傳感器進(jìn)行研究，利用該方法可以確認(rèn)特定實驗樣品下各傳感器對

樣品區(qū)分的貢獻(xiàn)率大小，從而可以考察在這個樣品區(qū)分過程中哪一類氣體起了主

要區(qū)分作用。

通過區(qū)別判定 DFA、歐氏距離 EUCLID、馬氏距離 MAHALANOBIS 和相關(guān)

性分析 CORRELATION 等方法，有效判定未知樣歸屬于哪一類，達(dá)到一個用電

子鼻驗證未知樣的實驗結(jié)果。并通過 PLS 偏小二乘法進(jìn)行 OU 值的定量預(yù)測。

2、結(jié)果分析與討論

2.1 電子鼻對總排口廢氣的特征響應(yīng)圖 

由圖 19 到圖 32 可以看出應(yīng)用 PLS 偏小二乘法計算的惡臭的實時測定曲

線圖和 OU值數(shù)據(jù)。測定的結(jié)果和實際的效果保持一致。

從以上數(shù)據(jù)中可以看出該廠的總排氣口、廠界內(nèi)外周邊環(huán)境均出現(xiàn)不同程度

的惡臭污染超標(biāo)情況甚至可以說超標(biāo)情況相當(dāng)嚴(yán)重。

2.6、 小結(jié)：

廢氣總排口和環(huán)境空氣通過電子鼻分析，樣品信號采集穩(wěn)定，結(jié)果明顯； 每

個樣品傳感器走勢接近，并且可以清晰的進(jìn)行區(qū)分；2、4、7、9 號傳感器為此

次分析的關(guān)鍵傳感器，對氣體響應(yīng)明顯，對區(qū)分貢獻(xiàn)率大。如果想要詳細(xì)的進(jìn)

行分析，還需要大量的試驗數(shù)據(jù)。

3、結(jié)論

德國 AIRSENSE 公司的 PEN3 型電子鼻在這次的環(huán)境惡臭氣體的分析檢測

中，可以說達(dá)到了很好的試驗效果。并且通過參照和建立國家標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的模板

文件，可對總排口及周邊環(huán)境空氣進(jìn)行監(jiān)測，能夠直接測定出其惡臭強(qiáng)度 OU 值。

具體歸納如下：

（1）整體惡臭強(qiáng)度相當(dāng)惡劣，擴(kuò)散影響甚遠(yuǎn)。

（2）和電鍍及噴涂的總排口相比，涂裝二區(qū)的惡臭程度高，容易超標(biāo)。

（3）臭氣強(qiáng)度高的基本出現(xiàn)在下風(fēng)向。

（4）惡臭擴(kuò)散方向強(qiáng)度和涂裝二區(qū)排口方位及風(fēng)向有一定關(guān)系。

（5）濕度大、無風(fēng)天氣的惡臭更加明顯。

此次試驗數(shù)據(jù)清晰直觀，具有很強(qiáng)的可靠性、穩(wěn)定性和重復(fù)性。