本實驗利用PEN3電子鼻惡臭檢測儀,對北京亦莊的一個電子工廠的噴涂、電鍍、涂裝等加工工序的廢氣總排氣口和廠界的惡臭、種類以及風向等測試點和下風線路檢查分析,分析了該工廠排放的廢氣的惡臭強度值,獲得了排放圖示及其雷達圖等全面的監(jiān)測數(shù)據(jù),可幫助工廠采取有效的控制排放措施。
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口處及出口處排放(涂裝、噴涂、電鍍)的工業(yè)廢氣惡臭強度,廠界內(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)不同地點的環(huán)境惡臭污染程度實驗檢測。
實驗儀器設備:
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。
標準依據(jù):
檢測主要是依據(jù)GB/T14675-1993《空氣質量惡臭的測定 三點比較式嗅袋法》排污標準數(shù)據(jù)為指紋模板評價,即GB14554-1993《惡臭污染物排放標準》三級標準。實時檢測數(shù)據(jù)與國標指紋模板對比,直接得出檢測惡臭強度(OU)值,利用LDA、PCA 方法識別分析出排污總體狀況。
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(huán)境空氣密封袋中,用德國PEN3 便攜式電子鼻氣味分析儀進行測定。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;樣品準備時間為3 秒;進樣流量為300 mL/min;試驗分析測試時間為60 秒。
實驗結果及討論:
由于每個傳感器對某一類特征氣體響應劇烈,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)別貢獻率分析法(Loadings)作為主要區(qū)別分析方法。在用PCA 進行分析時,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行研究,利用該方法可以確認特定實驗樣品下各傳感器對樣品區(qū)分的貢獻率大小,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)和相關性分析(CORRELATION)等方法,有效判定未知樣歸屬于哪一類,達到一個用電子鼻驗證未知樣的實驗結果。并通過PLS 偏小二乘法進行OU 值的定量預測。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,結果明顯; 每個樣品傳感器走勢接近,并且可以清晰地進行區(qū)分;2、4、7、9 號傳感器為此次分析的關鍵傳感器,對氣體響應明顯,對區(qū)分貢獻率大。如果想要詳細地進行分析,還需要大量的試驗數(shù)據(jù)。
結論:
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,可以說達到了很好的試驗效果。并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(huán)境空氣進行監(jiān)測,能夠直接測定出其惡臭強度OU 值。具體歸納如下:
(1)整體惡臭強度相當惡劣,擴散影響甚遠。
(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。
(3)臭氣強度高的基本出現(xiàn)在下風向。
(4)惡臭擴散方向強度和涂裝二區(qū)排口方位及風向有一定關系。
(5)濕度大、無風天氣的惡臭更加明顯。
此次試驗數(shù)據(jù)清晰直觀,具有很強的可靠性、穩(wěn)定性和重復性。