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PEN3 电子鼻与嗅觉检测法在环境恶臭污染评价中的对比试验

2019-07-17

     摘要:利用德国 AIRSENSE 生产的 PEN3 电子鼻和嗅觉员测试法对不同的臭气源进行了多组试验,并对两种方法测定的结果进行了线性相关性分析,结果证明电子鼻与嗅觉测试法之间有很好的相关性,这种相关性有望开发出对恶臭污染进行分析和评价的新的仪器检测方法。

   关键字:恶臭污染 恶臭污染评价 嗅觉测试法 嗅觉员 生物滤池

   作者:Daniela Jakobs 德国亚琛工业大学环境工程系 

    恶臭污染作为世界七大环境公害之一,在全球范围内已受到各国的广泛重视。因为恶臭污染问题是个非常复杂的问题,找到一个合适的恶臭污染控制技术也很不容易,但无论如何首先面对的都是恶臭污染评价的问题。许多情况下,排放的有臭味气体包含几百种化合物,其中只有几种是有臭味的,而主要的臭味物质的浓度和嗅阈值极低,因此需要特别的、灵敏的分析检测方法。直到现在,评价臭味对人们影响的标准检测方法仍是嗅觉测定法和化学法,这种传统方法的缺陷是显而易见的。
    现在一种新型的感觉分析技术“电子鼻”诞生了,电子鼻既具有化学方法快速、明确、客观的优点,又避免化学方法无法检测到的混合臭味物质的协同效应的难题,而且不需要将具有臭味的物质从吸附物中分离出来。除了费用低外,还具有快速、重现性高的优点,并且可以用于分析低浓度的臭气,甚至是对人体健康有毒有害的臭气。一旦臭气源的嗅味被记忆,现代的电子鼻便能够预测未知样品的臭气浓度等级。德国AIRSENSE的PEN系列电子鼻是最早的商业化电子鼻,是目前wei一的便携式常态气味分析仪器。

 1. 试验方法
方案:利用电子鼻和嗅觉测试法,分别对相同臭气源进行多次测试,然后在同一坐标轴上建立两种测试方法的相关性。嗅觉测试法采用臭袋法。

臭气源:从一个基于生物滤池的污水处理厂的三个区域的不同过滤阶段采集臭气作为试验样品。

实验仪器:德国AIRSENSE公司生产的PEN3型电子鼻,该仪器含有10个不同金属氧化物传感器;六名合格的嗅觉员;臭袋。

分析方法:电子鼻自带的Winmuster软件,利用欧式距离、玛式距离、PCA主成分分析、PLS定量分析的方法。

2. 结果分析
用两种方法对一个污水处理厂的P、R、A三个区域的各个处理阶段的臭气进行了检测,电子鼻的PCA主成分分析结果属下(图1)

    可以看出,嗅觉测试法和PEN3 的检测结果有很好的相关性。而且可以看出,对于过滤后的臭味气体,直线的斜率偏小,证明电子鼻的灵敏度要比嗅觉测定法高。

3 结论
1) PEN3 便携式电子鼻可以用来评价污水处理厂的恶臭气体。
2) 电子鼻可以区分不同区域的恶臭污染
3) 电子鼻的响应信号强度与嗅觉员的恶臭浓度测试结果有很好的相关性

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