惡臭監(jiān)測(cè)至關(guān)重要，它能及時(shí)掌握工業(yè)生產(chǎn)中涂裝、噴涂、電鍍等環(huán)節(jié)廢氣總排口及廠界內(nèi)外的惡臭污染程度，明確污染源頭和擴(kuò)散規(guī)律。通過監(jiān)測(cè)可得知不同區(qū)域的惡臭強(qiáng)度差異，像涂裝二區(qū)惡臭強(qiáng)度較高，且臭氣強(qiáng)度在下風(fēng)向更明顯，這為針對(duì)性治理提供依據(jù)，避免惡臭超標(biāo)對(duì)周邊環(huán)境和人群造成持續(xù)影響，同時(shí)也能與環(huán)保部門測(cè)評(píng)結(jié)果相互印證，確保污染治理工作科學(xué)有效。
1試驗(yàn)材料與方法
One實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

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(shí)驗(yàn)檢測(cè)。

Two檢測(cè)儀器
AIRSENSE 電子鼻采用了先進(jìn)的 MOS 傳感器陣列技術(shù) 。以其經(jīng)典的 PEN3 型電子鼻為例，它配備了 10 個(gè)不同的金屬氧化物傳感器，這些傳感器如同人類嗅覺系統(tǒng)中的不同嗅覺受體，各自對(duì)特定種類或范圍的氣體具有敏感性 。當(dāng)氣體分子接觸到傳感器表面時(shí)，會(huì)發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致傳感器的電學(xué)性能（如電阻、電容等）發(fā)生變化 。傳感器將這種變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，不同氣體引發(fā)的不同傳感器響應(yīng)模式，就構(gòu)成了該氣體的 “氣味指紋” 。通過模式識(shí)別算法和數(shù)學(xué)分析方法，電子鼻能夠?qū)@些 “氣味指紋” 進(jìn)行解析和比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的定性判斷和定量預(yù)測(cè) 。

Three標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
檢測(cè)主要是依據(jù) GB/T14675-1993《空氣質(zhì)量 惡臭的測(cè)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(píng)價(jià)，即 GB14554-1993《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)與國(guó)標(biāo)指紋模板對(duì)比，直接得出檢測(cè)惡臭強(qiáng)度（OU）值，利用 LDA、PCA方法識(shí)別分析出排污總體狀況。
Four實(shí)驗(yàn)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(guó) PEN3 便攜式電子鼻氣味分析儀進(jìn)行測(cè)定。電子鼻測(cè)定條件：采樣時(shí)間間隔為 1 秒/組；傳感器自清洗時(shí)間為 100 秒；傳感器歸零時(shí)間為 10 秒；樣品準(zhǔn)備時(shí)間為 3秒；進(jìn)樣流量為 300 ml/min；試驗(yàn)分析測(cè)試時(shí)間為 60 秒。

Five數(shù)據(jù)處理
本實(shí)驗(yàn)在對(duì)每個(gè)樣品的數(shù)據(jù)采集過程中，通過查看每個(gè)傳感器響應(yīng)信號(hào)的變化曲線、每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的信號(hào)值及星型雷達(dá)圖或柱狀指紋圖，可以清晰考察各個(gè)傳感器在實(shí)驗(yàn)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(gè)傳感器對(duì)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(duì)于樣品區(qū)分分析，本實(shí)驗(yàn)提取 10 個(gè)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(shí)，可以查看在每個(gè)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(shí)別因子法)的第一步，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(shí)驗(yàn)中Loadings算法主要是對(duì)傳感器進(jìn)行研究，利用該方法可以確認(rèn)特定實(shí)驗(yàn)樣品下各傳感器對(duì)樣品區(qū)分的貢獻(xiàn)率大小，從而可以考察在這個(gè)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(gè)用電子鼻驗(yàn)證未知樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。并通過 PLS 偏最小二乘法進(jìn)行 OU 值的定量預(yù)測(cè)。
2結(jié)果分析與討論
電子鼻對(duì)總排口廢氣的特征響應(yīng)圖
圖 1 ~ 圖 14 分別是廢氣總排口和廠界內(nèi)外環(huán)境空氣的特征雷達(dá)圖，10 個(gè)傳感器對(duì)廢氣和環(huán)境空氣的響應(yīng)曲線圖，各個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)的G/G0（或 G0/G）值。從以上 14 個(gè)圖我們可以清楚的看出，10 個(gè)傳感器的比值差異明顯。對(duì)于廢氣總排口和廠界環(huán)境空氣，10 個(gè)傳感器均有明顯的響應(yīng)，尤其是 2、4、5、7、9號(hào)傳感器。其中 7 號(hào)和 9 號(hào)傳感器是針對(duì)惡臭氣體響應(yīng)明顯的，這種氣體例如含硫的成分及化學(xué)成分比較接近的惡臭氣體。

PCA分析（主成分分析）

三個(gè)廢氣總排口的 PCA分析結(jié)果如圖 15 和圖 16 所示，在 CORRELATION相關(guān)性矩陣模式下：第一主份區(qū)分貢獻(xiàn)率為 99.974%，第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為0.02%，兩個(gè)主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率和為 100%，大于 90%，所以這兩個(gè)主成分已經(jīng)基本代表了樣品的主要信息特征。由以上兩圖可以看出，在第一主成分上，三個(gè)廢氣總排口廢氣均區(qū)分明顯，并且區(qū)分度達(dá)到了驚人的 0.998，說明，三個(gè)廢氣總排口被區(qū)分開來。
LDA分析（線性判別分析）

LDA分析圖如圖 17 所示。從圖中我們可以清晰直觀的看出，涂裝二區(qū)的廢氣惡臭強(qiáng)度最大，噴涂次之，電鍍較前二者比較弱。噴涂和涂裝二區(qū)的惡臭強(qiáng)度明顯要強(qiáng)于電鍍。這和環(huán)保部門的測(cè)評(píng)結(jié)果也是吻合的。
LOADING 分析（傳感器區(qū)分貢獻(xiàn)率分析）
LOADING 分析 PCA 在 CORRELATION 相關(guān)性矩陣模式圖：2 號(hào)和 7 號(hào)傳感器對(duì)惡臭氣體分析貢獻(xiàn)率較大。8 號(hào)和 9 號(hào)傳感器次之。
PLS定量預(yù)測(cè)分析（偏最小二乘法）
由圖 19 到圖 23 可以看出應(yīng)用 PLS 偏最小二乘法計(jì)算的惡臭的實(shí)時(shí)測(cè)定曲線圖和 OU值數(shù)據(jù)。測(cè)定的結(jié)果和實(shí)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。
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(hào)采集穩(wěn)定，結(jié)果明顯； 每個(gè)樣品傳感器走勢(shì)接近，并且可以清晰的進(jìn)行區(qū)分；2、4、7、9 號(hào)傳感器為此次分析的關(guān)鍵傳感器，對(duì)氣體響應(yīng)明顯，對(duì)區(qū)分貢獻(xiàn)率最大。如果想要詳細(xì)的進(jìn)行分析，還需要大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3結(jié)論

德國(guó) 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(cè)中，可以說達(dá)到了很好的試驗(yàn)效果。并且通過參照和建立國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的模板文件，可對(duì)總排口及周邊環(huán)境空氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠直接測(cè)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)的惡臭程度最高，最容易超標(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(yàn)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。