北京某電子有限公司-德國PEN3電子鼻分析環境廢氣惡臭的試驗報告

1、材料與(yu) 方法

1.1、實驗項目

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

裝、噴塗、電鍍）的工業(ye) 廢氣惡臭強度，廠界內(nei) （頂樓排氣界限）、廠界外（工

廠與(yu) 馬路的交界西麵、北麵、南麵廠界處）不同地點的環境惡臭汙染程度實驗檢

測。

1.2、實驗時間：2011 年 1 月 24 日-27 日

1.3、相關(guan) 實驗人員： 北京某電子有限公司

（李揚、周傳(chuan) 儒） 北京盈盛恒泰科技有限責任公司

1.4、實驗儀(yi) 器設備與(yu) 標準依據

電子鼻係統，PEN3，德國 AIRSENSE 公司。該電子鼻含有 10 個(ge) 不同的金

屬氧化物傳(chuan) 感器，組成傳(chuan) 感器陣列。

檢測主要是依據 GB/T14675-1993《空氣質量 惡臭的測定 三點比較式嗅

袋法》排汙標準數據為(wei) 指紋模板評價(jia) ，即 GB14554-1993《惡臭汙染物排放標準》

三級標準。實時檢測數據與(yu) 國標指紋模板對比，直接得出檢測惡臭強度（OU）

值，利用 LDA、PCA方法識別分析出排汙總體(ti) 狀況。

1.5、實驗方法

直接頂空吸氣法

直接將進樣針頭插入采集廢氣或者環境空氣密封袋中，用德國 PEN3 便攜式

電子鼻氣味分析儀(yi) 進行測定。電子鼻測定條件：采樣時間間隔為(wei) 1 秒/組；傳(chuan) 感

器自清洗時間為(wei) 100 秒；傳(chuan) 感器歸零時間為(wei) 10 秒；樣品準備時間為(wei) 3 秒；進

樣流量為(wei) 300 ml/min；試驗分析測試時間為(wei) 60 秒。

1.6、數據處理

本實驗在對每個(ge) 樣品的數據采集過程中，通過查看每個(ge) 傳(chuan) 感器響應信號的變

化曲線、每個(ge) 時間點的信號值及星型雷達圖或柱狀指紋圖，可以清晰考察各個(ge) 傳(chuan)

感器在實驗分析過程中的響應情況。並通過傳(chuan) 感器選擇設置可以查看在不同數量

的傳(chuan) 感器情況下的響應情況。由於(yu) 每個(ge) 傳(chuan) 感器對某一類特征氣體(ti) 響應劇烈，可以

確定樣品分析過程中樣品主要揮發出了哪一類特征氣體(ti) 。

對於(yu) 樣品區分分析，本實驗提取 10 個(ge) 傳(chuan) 感器的特征值，然後采用主成分分

析法(PCA)，線性判別法(LDA)和傳(chuan) 感器區別貢獻率分析法(Loadings)作為(wei) 主要區

別分析方法。在用 PCA進行分析時，可以查看在每個(ge) 主成分下樣品區分的狀況，

並可以分析樣品之間主要是由哪一類組分起主要區分作用；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(yu) PCA是相關(guan) 的，它們(men) 都基於(yu) 同一種算法，但不同的是，本實驗中Loadings

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

樣品區分的貢獻率大小，從(cong) 而可以考察在這個(ge) 樣品區分過程中哪一類氣體(ti) 起了主

要區分作用。

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

性分析 CORRELATION 等方法，有效判定未知樣歸屬於(yu) 哪一類，達到一個(ge) 用電

子鼻驗證未知樣的實驗結果。並通過 PLS 偏小二乘法進行 OU 值的定量預測。

2、結果分析與(yu) 討論

2.1 電子鼻對總排口廢氣的特征響應圖 

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

線圖和 OU值數據。測定的結果和實際的效果保持一致。

從(cong) 以上數據中可以看出該廠的總排氣口、廠界內(nei) 外周邊環境均出現不同程度

的惡臭汙染超標情況甚至可以說超標情況相當嚴(yan) 重。

2.6、 小結：

廢氣總排口和環境空氣通過電子鼻分析，樣品信號采集穩定，結果明顯； 每

個(ge) 樣品傳(chuan) 感器走勢接近，並且可以清晰的進行區分；2、4、7、9 號傳(chuan) 感器為(wei) 此

次分析的關(guan) 鍵傳(chuan) 感器，對氣體(ti) 響應明顯，對區分貢獻率大。如果想要詳細的進

行分析，還需要大量的試驗數據。

3、結論

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

中，可以說達到了很好的試驗效果。並且通過參照和建立國家標準相對應的模板

文件，可對總排口及周邊環境空氣進行監測，能夠直接測定出其惡臭強度 OU 值。

具體(ti) 歸納如下：

（1）整體(ti) 惡臭強度相當惡劣，擴散影響甚遠。

（2）和電鍍及噴塗的總排口相比，塗裝二區的惡臭程度高，容易超標。

（3）臭氣強度高的基本出現在下風向。

（4）惡臭擴散方向強度和塗裝二區排口方位及風向有一定關(guan) 係。

（5）濕度大、無風天氣的惡臭更加明顯。

此次試驗數據清晰直觀，具有很強的可靠性、穩定性和重複性。