文章鑒讀|食物垃圾被本土微生物分解産生的惡臭氣體研究

文章採(cǎi)用AIRSENSE電子鼻PEN3.5對食物垃圾滲濾液中的惡臭氣體進行氣體檢測(cè)和氣味數據採(cǎi)集，分析食物垃圾産生的惡臭氣體VOCs組成差異。

檢測儀器

德國AIRSENSE公司PEN3.5型電子鼻 ，主要由取樣操作器、氣體傳感器陣列和信号處理系統組成。其中，傳感器陣列由10個不同的金屬氧化物傳感器組成。PEN3.5型電子鼻氣味檢測的原理：通過取樣裝置採(cǎi)集樣品的氣味分子，並(bìng)流經氣體傳感器，氣味分子被氣體傳感器陣列吸附，産生信号。生成的信号被送到信号處理系統進行處理和加工，得出各傳感器樣品氣味數據和标準大氣數據的相對電阻率（G/G0）值，最後由設備自帶軟件輸出檢測結果。通過軟件自帶的數據分析系統，以不同樣品的電阻率值爲數據基礎對不同氣味等級的樣品進行分類。

分析過程

分析過程中，在40毫升的玻璃瓶中採集瞭(le)10毫升的滲濾液，並(bìng)用塞子封口，之後将瓶子在30°C下孵育10分鍾，以達到頂空平衡，将頂空氣體以恒定流速400/分鍾注入電子鼻中，持續60秒，每秒記錄一次傳感器信号，在兩個樣本注射之間
，用過濾後的空氣對傳感器進行120秒的吹掃，以重新建立儀器基線，傳感器響應G/G0（G和G0分别表示與樣品和清潔連接的MOS的導電性），以電阻（歐姆）表示，並(bìng)根據需要進行相應調整。

基於(yú)電(diàn)子鼻識别的氣體進行主成分分析

傳(chuán)感器顯示爲藍色向量，點(diǎn)之間的距離表示氣體之間的關系。

結果和結論

在這些食物垃圾分解過程中，滲濾液也被收集起來，由於(yú)滲濾液是惡臭的主要來源，因此使用電子鼻檢測瞭(le)滲濾液釋放出的惡臭氣體。對於(yú)果蔬垃圾滲濾液，發現信号變化相似，硫有機傳感器和廣譜傳感器顯示出較高的響應強度，而果蔬垃圾滲濾液中廣譜傳感器的響應強度更高。對於(yú)肉類垃圾滲濾液釋放出的氣體，廣譜傳感器、硫有機傳感器和廣譜醇傳感器顯示出較高的響應強度。這些數據表明，滲濾液氣體排放的趨勢與電子鼻測量的垃圾上層釋放的揮發性有機化合物（VOCs）的趨勢一緻，這可能與生物活性和氣味分子生成之間的關系有關。

此外，電子鼻數據的PCA分析表明，根據發酵類型和日期，從滲濾液中釋放的氣體分類顯著。在這種情況下，考慮瞭(le)構成電子鼻的幾個傳感器的電位來對滲濾液氣體進行分類。所有傳感器都與第一排序軸呈正相關，而隻有含硫有機物、硫氯和廣譜甲烷與第二排序軸呈主要正相關，而其他傳感器則呈負相關。第一和第二成分解釋的方差分别爲66.2%和17.9%。所有傳感器都顯示出滲濾液氣體與整個水果發酵周期和其他廢物之間存在高度顯著的分離。水果廢物含硫化物較少，而蔬菜和肉類廢物含硫化物較多。此外，這些結果證實瞭(le)通過GC-MS數據獲得的來自水果和蔬菜廢棄物的VOCs的鑒别，這表明電子鼻可以成爲檢測(cè)VOCs組成差異的有用工具。

文章來源：廣東(dōng)省環境催化與健康風險控制重點(diǎn)實驗室《Malodorous gases production from food wastes decomposition by indigenous microorganisms》