石油炼制是恶臭污染的重点行业之一，特别是随着国内原油中稠油比例增大及进口原油中中东高硫原油量的增加，恶臭带来的环境污染已成为炼油企业急待解决的环保难题之一。因此，为了缓解环境和社会压力，解决恶臭扰民的问题，监测厂界和居民区周边的恶臭强度通常是解决问题的第一步。
德国 AIRSENSE 公司 PEN3.5 电子鼻以三点臭袋法为理论依据，用气敏元件（即传感器）技术代替人鼻子进行感官测定，直接得出恶臭强度 OU 值，由于它具有便捷、快速、高效、成本低、可操作性强、对不同的样品有多种进样方式加以选择、可在线连续进样等特点，被广泛用于工业生产的各个部门，如石油化工、环保监测等。德国 PEN3.5 电子鼻有很大的优势，而且做了大量的跟三点比较式臭袋法对比的实验测试，结果具有很强的相关性和一致性。
Part 01
不同路段的环境大气分析
通过建立针对特定区域的模板文件，可直接得出恶臭强度 OU 值。监测各路段恶臭强度的变化，有利于掌控污染程度，从而有效应对相关投诉。
Part 02
不同地点的环境恶臭污染程度分析
利用PEN3.5电子鼻可以检测厂界内任意位置的环境状况，此处选择了厂界的上风和下风口，特征值和十个传感器的响应柱状图见图3。对某厂三个厂区中恶臭污染情况进行分析，利用主成分分析法（PCA）得到的结果。
见图4和图5。从中可以清晰地看出，三个厂区的污染程度各不相同。与侧重于样品区分状况的 PCA 相比，线性判别法(LDA) 更注重类别的分类以及各种组之间的距离分析，对三个厂区做 LDA 结果见图6。从图中我们可以清晰直观的看出，厂区-1的废气恶臭强度最大，厂区-2次之，厂区-3最小。
此外，通过区别判定 DFA、欧氏距离 EUCLID、马氏距离 MAHALANOBIS 和相关性分析 CORRELATION 等方法，可以有效判定未知样归属于哪一类，达到一个用电子鼻验证未知样的实验结果。如果能建立合适的模板文件，利用偏最小二乘法（ PLS）可以实现对未知样品 OU 值的定量预测，预测曲线见图 7。
Part 03
电子鼻检测结果准确性实验
目前，检测恶臭强度的标准方法是三点比较式臭袋法，也是各个领域内使用最多、认可度最多的方法。PEN3.5电子鼻将仪器曲线与以三点臭袋法为依据的嗅辨员数据结合，通过偏最小二乘回归法（PLS）建立适用性强、稳定性好的模板文件，可以对未知样的恶臭强度进行有效地预测。
本实验选用样品 5#和 13#，电子鼻检测的恶臭强度预测值分别为 631.5903 和 239.0117，嗅辨员的评价结果分别为 628 和 238，二者的拟合曲线见图 11，拟合度 R2 为 1 ，达到了完美的预测效果。证明 PEN3.5 电子鼻在预测未知样品恶臭强度 OU 值上准确性极高，有很好的实用价值。
结论：划定污染界限、实现污染物排放的在线监测、监测突发状况是我们解决恶臭扰民的第一步，德国 PEN3.5电子鼻在此过程中发挥了巨大的作用，利用这个有力的工具，完成石化区恶臭污染的评估并建立相应的标准是亟待实施的必要项目。它不仅可以为无端的恶臭污染投诉事件提供有力的证据，也为石化工业园区的炼油区、化工区、装置区、存储区和污水处理厂等主要部分的污染防治提供参考，可以极大地缩小治理成本、提高治理效率。本研究旨在推动石化工业园区实现经济与环境的协调发展，同时为其石化园区恶臭监测方面提供参考。
- 文章来源 -
“中石化上海高桥分公司环境监测科”