文章鉴读|食物垃圾被本土微生物分解产生的恶臭气体研究

文章采用AIRSENSE电子鼻PEN3.5对食物垃圾渗滤液中的恶臭气体进行气体检测和气味数据采集，分析食物垃圾产生的恶臭气体VOCs组成差异。

检测仪器

德国AIRSENSE公司PEN3.5型电子鼻 ，主要由取样操作器、气体传感器阵列和信号处理系统组成。其中，传感器阵列由10个不同的金属氧化物传感器组成。PEN3.5型电子鼻气味检测的原理：通过取样装置采集样品的气味分子，并流经气体传感器，气味分子被气体传感器阵列吸附，产生信号。生成的信号被送到信号处理系统进行处理和加工，得出各传感器样品气味数据和标准大气数据的相对电阻率（G/G0）值，最后由设备自带软件输出检测结果。通过软件自带的数据分析系统，以不同样品的电阻率值为数据基础对不同气味等级的样品进行分类。

分析过程

分析过程中，在40毫升的玻璃瓶中采集了10毫升的渗滤液，并用塞子封口，之后将瓶子在30°C下孵育10分钟，以达到顶空平衡，将顶空气体以恒定流速400/分钟注入电子鼻中，持续60秒，每秒记录一次传感器信号，在两个样本注射之间，用过滤后的空气对传感器进行120秒的吹扫，以重新建立仪器基线，传感器响应G/G0（G和G0分别表示与样品和清洁连接的MOS的导电性），以电阻（欧姆）表示，并根据需要进行相应调整。

基于电子鼻识别的气体进行主成分分析

传感器显示为蓝色向量，点之间的距离表示气体之间的关系。

结果和结论

在这些食物垃圾分解过程中，渗滤液也被收集起来，由于渗滤液是恶臭的主要来源，因此使用电子鼻检测了渗滤液释放出的恶臭气体。对于果蔬垃圾渗滤液，发现信号变化相似，硫有机传感器和广谱传感器显示出较高的响应强度，而果蔬垃圾渗滤液中广谱传感器的响应强度更高。对于肉类垃圾渗滤液释放出的气体，广谱传感器、硫有机传感器和广谱醇传感器显示出较高的响应强度。这些数据表明，渗滤液气体排放的趋势与电子鼻测量的垃圾上层释放的挥发性有机化合物（VOCs）的趋势一致，这可能与生物活性和气味分子生成之间的关系有关。

此外，电子鼻数据的PCA分析表明，根据发酵类型和日期，从渗滤液中释放的气体分类显著。在这种情况下，考虑了构成电子鼻的几个传感器的电位来对渗滤液气体进行分类。所有传感器都与第一排序轴呈正相关，而只有含硫有机物、硫氯和广谱甲烷与第二排序轴呈主要正相关，而其他传感器则呈负相关。第一和第二成分解释的方差分别为66.2%和17.9%。所有传感器都显示出渗滤液气体与整个水果发酵周期和其他废物之间存在高度显著的分离。水果废物含硫化物较少，而蔬菜和肉类废物含硫化物较多。此外，这些结果证实了通过GC-MS数据获得的来自水果和蔬菜废弃物的VOCs的鉴别，这表明电子鼻可以成为检测VOCs组成差异的有用工具。

文章来源：广东省环境催化与健康风险控制重点实验室《Malodorous gases production from food wastes decomposition by indigenous microorganisms》