惡臭電子鼻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

惡臭電子鼻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1項(xiàng)目背景

惡臭是指難聞的臭味。迄今憑人的嗅覺就能感覺到的惡臭物質(zhì)就有4000多種，其中對(duì)人體健康危害較大的有幾十種。有的散發(fā)出腐敗的臭魚味，如胺類;有的刺鼻，如氨類和醛類;有的放出臭雞蛋味，如硫化氫;有的類似爛洋蔥或爛洋白菜味等等。惡臭物質(zhì)使人呼吸不暢，惡心嘔吐，煩躁不安，頭暈?zāi)X脹，甚至把人熏倒，濃度高時(shí)，還會(huì)使人窒息而死。惡臭物質(zhì)分布很廣，影響范圍大，已成為一些國(guó)家的公害。惡臭物質(zhì)多來(lái)源于化學(xué)、制藥、制紙、制革、肥料、食品、鑄造等工業(yè)。惡臭對(duì)人的呼吸系統(tǒng) 、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)都有不同程度的損害。惡臭還會(huì)使人煩躁不安，工作效率減低，判斷力和記憶力下降。高濃度惡臭物質(zhì)突然襲擊，有時(shí)會(huì)把人當(dāng)場(chǎng)熏倒，造成事故。

傳統(tǒng)的惡臭的監(jiān)測(cè)方法主要有嗅覺測(cè)定法和儀器測(cè)定法。嗅覺測(cè)定法是根據(jù)人的嗅覺來(lái)評(píng)價(jià)氣味強(qiáng)度和適與不適的方法。這種方法需要用真空瓶或氣袋采樣，然后由專業(yè)的嗅辨師來(lái)判定臭氣濃度。儀器測(cè)定法是用氣象色譜儀或分光光度計(jì)等進(jìn)行惡臭物質(zhì)測(cè)定。這兩種種方法由于操作環(huán)節(jié)眾多，各個(gè)環(huán)節(jié)要求的人工比較多，時(shí)效性差、人工成本高等一系列問(wèn)題，無(wú)法滿足日益增加的惡臭監(jiān)測(cè)的需求。

惡臭電子鼻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是模擬人的嗅覺系統(tǒng)，通過(guò)陣列式氣體傳感器對(duì)未知樣品的響應(yīng)，利用專業(yè)算法對(duì)樣品揮發(fā)的氣體進(jìn)行檢測(cè)分析。具有連續(xù)性，時(shí)效性強(qiáng)，一致性好等優(yōu)勢(shì)。越來(lái)越多的被廣大用戶使用。

2.編制依據(jù)

?《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》

?《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國(guó)發(fā)[2013]37號(hào)）

?《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》（國(guó)發(fā)[2018]22號(hào)）

? 《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝驗(yàn)收

技術(shù)規(guī)范》（HJ 193-2013）

? 《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）

? 《大氣污染物無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T55-2000）

? 《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/664-2013）

? 《環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物氣相色譜連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》

（HJ 1010-2018）

? 《2018年重點(diǎn)地區(qū)環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方案》

3建設(shè)目標(biāo)

惡臭電子鼻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，以高靈敏度，高穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)儀器為基礎(chǔ)，根據(jù)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和氣象條件，可進(jìn)行污染源排放溯源分析，快速定位重點(diǎn)排放源，實(shí)現(xiàn)污染物擴(kuò)散趨勢(shì)推算及微觀尺度的預(yù)報(bào)預(yù)警，以支持環(huán)境精細(xì)化管理的工作要求。

?第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，使群眾投訴在第一時(shí)間得到解決，矛盾在第一時(shí)間

得到化解，群眾滿意度得到提升。

?通過(guò)對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定區(qū)域空氣污染的主要成因和來(lái)源，為相關(guān)管理部門提供針對(duì)性的減排策略、管控措施建議等，實(shí)現(xiàn)“靶向治理”。

? 由被動(dòng)監(jiān)管向主動(dòng)監(jiān)管，由人工監(jiān)管向自動(dòng)監(jiān)管、由盲目性監(jiān)管向精細(xì)

化監(jiān)管轉(zhuǎn)變，提升監(jiān)管效率，降低監(jiān)管成本。

? 震懾和預(yù)防企業(yè)違法排污行為。

4 總體架構(gòu)

惡臭電子鼻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一是根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的污染特征及生產(chǎn)工藝過(guò)程，選取敏感點(diǎn)位來(lái)布點(diǎn)，一是將目標(biāo)區(qū)域分為網(wǎng)格進(jìn)行布點(diǎn)，對(duì)網(wǎng)格中的污染物濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)污染過(guò)程動(dòng)態(tài)跟蹤、反演，全面、及時(shí)、準(zhǔn)確地反映污染發(fā)展趨勢(shì)，了解網(wǎng)格內(nèi)的空氣質(zhì)量及實(shí)時(shí)變化，分清污染來(lái)源，為各級(jí)部門實(shí)施環(huán)境監(jiān)管提供決策依據(jù)。

總體架構(gòu)由感知層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成感知層：在監(jiān)測(cè)區(qū)域選取監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行組合布點(diǎn)，氨、三甲胺、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯、臭氣濃度。

數(shù)據(jù)層：通過(guò)多種傳輸方式接收感知設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括惡臭數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等，通過(guò)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)控平臺(tái)，采用先進(jìn)的云計(jì)算處理技術(shù)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)分析，為環(huán)境管理部門有效監(jiān)管及科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

應(yīng)用層：通過(guò)微型站、惡臭電子鼻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)控平臺(tái)，最終實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境網(wǎng)格化監(jiān)管、預(yù)警預(yù)報(bào)、污染源追溯、移動(dòng)監(jiān)管及數(shù)據(jù)服務(wù)。

5點(diǎn)位布設(shè)要求

? 污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)原則上應(yīng)設(shè)在熱點(diǎn)網(wǎng)格內(nèi)對(duì)大氣質(zhì)量產(chǎn)生明顯影響的固定污染源周邊，如生產(chǎn)工藝車間周邊，傳輸管道周邊。

? 主導(dǎo)風(fēng)向比較明顯的情況下，應(yīng)在污染源的下風(fēng)向布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以捕捉到最大污染恃征為原則進(jìn)行布設(shè)。上風(fēng)口可酌情布設(shè)點(diǎn)位作為對(duì)照。

? 對(duì)固定污染源較多且集中的工業(yè)園區(qū)等，污染源監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向的工業(yè)園區(qū)邊界，兼顧排放強(qiáng)度大的污染源及污染的最大落地濃度。

? 各布設(shè)點(diǎn)的設(shè)置條件要盡可能一致，使得獲得的大氣污染數(shù)據(jù)具有可比性。

6儀器介紹

惡臭電子鼻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用陣列式氣體傳感器技術(shù)及算法，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)城市垃圾填埋場(chǎng)、垃圾處理站、垃圾發(fā)電廠、垃圾焚燒場(chǎng)地、化工園區(qū)，醫(yī)藥企業(yè)、養(yǎng)殖場(chǎng)，污水處理廠等地引發(fā)惡臭的物質(zhì)及有害物質(zhì)。

儀器外觀及監(jiān)測(cè)原理：

用電化學(xué)和氣敏半導(dǎo)體分析技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)惡臭氣體監(jiān)測(cè)。

儀器原理圖：

7技術(shù)參數(shù)

（1）氨氣監(jiān)測(cè)模塊

技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量原理：電化學(xué)

量程范圍：0～20/100PPM（可定制量程和單位）

分辨率：0.1PPM

零點(diǎn)漂移：±1ppb/24h

響應(yīng)時(shí)間：≤30s

（2）硫化氫監(jiān)測(cè)模塊

技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量原理：電化學(xué)

量程范圍：0～10/50PPM（可定制量程和單位）

分辨率：0.1PPM

零點(diǎn)漂移：±1ppb/24h

響應(yīng)時(shí)間：≤30s

（3）臭氣監(jiān)測(cè)模塊

技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量原理：電化學(xué)

量程范圍：0～100/1000（可定制量程）

分辨率：0.1無(wú)量綱

響應(yīng)時(shí)間：≤30s

（4）甲硫醇監(jiān)測(cè)模塊

技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量原理：電化學(xué)

量程范圍：0～10/20PPM（可定制量程和單位）

分辨率：0.1PPM

響應(yīng)時(shí)間：≤30s

（5）甲硫醚監(jiān)測(cè)模塊

技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量原理：電化學(xué)

量程范圍：0～50PPM（可定制量程和單位）

分辨率：0.1PPM

響應(yīng)時(shí)間：≤30s輸出：RS485接口，4-20mA，0-1V/2V/5V/10V，具有2個(gè)

（6）二甲二硫醚監(jiān)測(cè)模塊

技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量原理：電化學(xué)

量程范圍： 0～50PPM（可定制量程和單位）

分辨率： 0.1PPM

響應(yīng)時(shí)間： ≤30s

（7）二硫化碳監(jiān)測(cè)模塊

技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量原理：PID光離子原理

量程范圍：0～50/100PPM（可定制量程和單位）

分辨率： 0.01PPM

響應(yīng)時(shí)間： ≤30s

（8）苯乙烯監(jiān)測(cè)模塊

技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量原理：電化學(xué)

量程范圍：0～20PPM（可定制量程和單位）

分辨率： 0.1PPM

響應(yīng)時(shí)間： ≤30s

（9）三甲胺監(jiān)測(cè)模塊

技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量原理：電化學(xué)

量程范圍：0～10/20PPM（可定制量程和單位）

分辨率： 0.1PPM

響應(yīng)時(shí)間： ≤10s

8質(zhì)控方案

（1）標(biāo)氣校準(zhǔn)

在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，采用不同濃度的標(biāo)氣設(shè)備進(jìn)行標(biāo)物校準(zhǔn)。

（2）馴化校準(zhǔn)

在不同環(huán)境條件下（氣象、污染濃度等），將惡臭電子鼻在線監(jiān)測(cè)儀器與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行深度機(jī)器學(xué)習(xí)，形成每臺(tái)儀器獨(dú)有的馴化參數(shù)。

（3）環(huán)境校準(zhǔn)

在實(shí)際大氣環(huán)境中，將惡臭電子鼻在線監(jiān)測(cè)儀器與國(guó)標(biāo)方法設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格比對(duì)測(cè)試，根據(jù)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)。

9功能特點(diǎn)

?采用泵吸式的采樣方式，流量計(jì)精準(zhǔn)控制流量，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定與準(zhǔn)確。

?在傳感器的選型上，根據(jù)參數(shù)選擇，每一個(gè)參數(shù)都選擇對(duì)應(yīng)的國(guó)際知名品牌傳感器，保證了檢測(cè)精度與穩(wěn)定性。

?智能檢測(cè)模塊自動(dòng)識(shí)別傳感器，常規(guī)配置為四參數(shù)，可根據(jù)需要增加或減少傳感器，

?4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)，HJ-212協(xié)議聯(lián)網(wǎng)參數(shù)在屏幕上可配置，極大的方便了與各平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)；

?7寸顯示屏，電容觸摸IPS屏幕，分辨率為1024*600，全視角高清顯示。

?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)秒級(jí)更新，能實(shí)現(xiàn)一年以上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可本機(jī)查看歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可通過(guò)USB口導(dǎo)出。

?外觀設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單大方，安裝方式多樣，可選壁掛式、立桿安裝；

10其他定制參數(shù)可參考下表（量程可選擇）：

檢測(cè)對(duì)象	監(jiān)測(cè)量程	分辨率	精度	響應(yīng)時(shí)間	檢出限	原理
惡臭濃度	0-1000 OU	0.1 OU	±5%FS	≤30s	1 OU	MOS
氨氣(NH3)	0~100ppm	1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
硫化氫(H2S)	0~50ppm	0.05ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
氯氣(CL2)	0~20ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
氯化氫(HCL)	0~20ppm	0.2ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
氟化氫(HF)	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
二甲基甲酰胺(DMF)	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
苯甲醛	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
醋酸	0-1000ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
二甲胺	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
二硫化碳	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
甲苯	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
甲醇	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	50ppb	催化燃燒
四氫呋喃	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
二甲苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
非甲烷總烴	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
甲醛	0~10ppm	0.001ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
酚類	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
丙酮	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
煙塵	0-30mg/m3	0.1mg/m3	±10%	≤60s	100 ug	激光光散射
苯乙烯	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
苯并芘	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
一氧化氮	0~10ppm	0.001ppm	±5%FS	≤30s	20ppb	電化學(xué)
二氯甲烷	0-500PPM	0.1PPM	±5%FS	≤10s	1PPM	PID
HBr	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
間甲酚	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
吡啶	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙醇	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
乙酸	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙酸乙酯	0~100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
粉塵	0-30mg/m3	0.1mg/m3	±10%	≤60s	100 ug	激光光散射
硝基苯類	0-20PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙烯	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	復(fù)合傳感器
正丁烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
甲烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
乙炔	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
1,3-丁二烯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
丙烯	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
甲硫醇	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
乙基苯	0-10ppm	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,2-二甲基苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID

1,3-二甲基苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,2,4-三甲基苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,3,5-三甲基苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
庚烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
正辛烷	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
環(huán)己烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
氯苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙酸異丁酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,4-二氯苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,3-二氯苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,2-二氯苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
2-丁酮	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
2-己酮	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
甲基環(huán)己烷	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,2,4-三氯苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙酸正丁酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
2-甲基己烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
3-甲基己烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
2-甲基庚烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
乙基環(huán)己烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
正己烷	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
甲酸乙酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙酸甲酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
丙烯酸乙酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
丙烯酸正丁酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
環(huán)己酮	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
異丙醇	0-10PPM	0.1PPM	±5%FS	≤30s	50ppb	復(fù)合傳感器
硫酸霧	0~50ppm	0.05ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	復(fù)合傳感器
惡臭濃度	0-1000 OU	0.1 OU	±5%FS	≤30s	1 OU	MOS
三甲胺	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
二氯乙烷	0-500PPM	0.1PPM	±5%FS	≤10s	1PPM	PID
SiH4（硅烷）	0-50PPM	0.01PPM	±5%FS	≤30s	50ppb	復(fù)合傳感器
GeH4（鍺烷）	0-50PPM	0.01PPM	±5%FS	≤30s	50ppb	復(fù)合傳感器
PH3（磷化氫）	0-20PPM	0.01PPM	±5%FS	≤10s	50ppb	電化學(xué)
乙腈	0-100PPM	0.1PPM	±5%FS	≤30s	100ppb	半導(dǎo)體
氯仿（三氯甲烷）	0-100PPM	0.1PPM	±5%FS	≤30s	100ppb	半導(dǎo)體
丙烷	0－100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃燒
磷化氫	0-20PPM	0.1PPM	±5%FS	≤30s	50ppb	電化學(xué)
氮?dú)猓?span>N2）	0-30%VOL	0.1%VOLL	±5%FS	≤30s	0.05%LVOL	電化學(xué)
二氧化碳（CO2）	0-500PPM	0.1PPM	±5%FS	≤10s	1PPM	紅外
氧氣（O2）	0-30%LEL	0.10%	±5%FS	≤10s	0.05%	電化學(xué)
乙醛（CH3CHO）	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤10s	50ppb	電化學(xué)
丁醇（C4H10O）	0-100%LEL	0-0.1%LEL	±5%FS	≤10s	0.5%LEL	催化燃燒
乙二醇（EG）	0-100%LEL	0-0.1%L	±5%FS	≤10s	0.5%LEL	催化燃燒