研究人员开发出用于监测污水处理厂气味的“电子鼻”
西班牙研究人员研制出一款便携式电子鼻（e-nose），其在捕捉污水处理厂气味方面几乎与人类鼻子一样灵敏。与无人机结合后，这款轻巧的电子鼻可以测量多种气味的浓度、预测气味强度，并实时绘制工厂的气味分布图，用于管理。
通常，污水处理厂的气味是通过动态嗅觉测定法来测量的：一组人员闻取从工厂采集的气袋并进行分析。尽管该方法被视为金标准，但过程昂贵、缓慢且不频繁，使运营人员无法快速应对问题或查明恶臭的原因。
“我住在离污水处理厂两公里的地方，有时甚至不能开窗，因为气味非常难闻。我们不应低估这些设施对周边居民生活质量的影响，此外，恶臭气味的暴露还会带来身体和心理上的后果”
为了更好地控制污水处理厂的气味排放，马尔科及其团队开发了一款便携式电子鼻，借助人工智能实时监测并可视化数据。团队采集了工厂的气袋样本，训练电子鼻“嗅出”刺激性化学物质，如硫化氢、氨和二氧化硫，它们的气味分别类似臭鸡蛋、尿液和燃尽的火柴。
电子鼻还配备了二氧化碳传感器和细菌活性指示器。在实验室条件下，电子鼻的表现几乎与人类相当。随后，研究人员将重1.3公斤的电子鼻安装在无人机上，并在1月至6月期间将其送上西班牙南部一座中型污水处理站的上空。无人机飞越厂区各个设施时，通过一根十米长的管道吸入空气，并在传感器腔室中进行分析。
“气味测量的难点在于它属于人的感知，而且定义并不十分明确。我们不仅试图量化排放物的各个成分，还要预测人类感知到的气味强度”
结果表明，搭载在无人机上的电子鼻可用于监测污水气味。在野外测试中，对同一批空气样本进行分析时，电子鼻的13次测量中有10次与人工评审小组的评估结果一致。借助无人机的机动性和人工智能算法，团队还绘制了气味的时间和空间浓度图，并首次基于无人机测量数据预测了气味强度。
马尔科表示：“我们对结果非常满意，但需要进一步验证，才能使该设备更可靠地用于实际工厂。”团队计划减轻电子鼻的多余重量，并为该方法制定标准化流程。他们还希望进一步优化设备，以抵御温度、湿度及其他可能影响准确性的环境条件的干扰。
“这项工作对其他设施也可能具有意义，例如垃圾填埋场、堆肥厂，甚至是饲养大量牛和猪的大型农场，这些地方已知会产生各种令人不悦的气味”
“量化污水处理厂的气味排放，是降低气味对周边社区影响的关键。污水处理厂的气味测量通常使用昂贵且间歇性的嗅觉硫化氢检测器，或固定式电子鼻来完成。我们提出了一款专为借助小型无人机在污水处理厂实时监测气味而设计的便携式轻型电子鼻。”——研究报告中写道。
这款名为RHINOS的电子鼻能够以高空间分辨率测量气味，其准确度仅略低于动态嗅觉测定法。该设备使用在西班牙一座污水处理站采集的六个月气味样本进行校准，并在校准三周后于同一处理站进行了验证。
所获得的良好结果证实，该工具适用于识别排放量最大的气味源，可为企业管理层控制和消除异味提供有益指导。
电子鼻，也称为传感器阵列或仪器化气味监测系统（IOMS），目前被认为是环境气味监测中最有前景的工具。电子鼻是一种化学测量系统，基于多个非特异性化学传感器（通常为5至20个），对多种挥发性有机化合物和无机气体具有额外的敏感性。
环境监测领域最常用的传感器是金属氧化物半导体，不过现有系统越来越多地加入了对硫化氢（H2S）或氨（NH3）具有部分特异性的辅助传感器（例如电化学电池）。与单独分析各成分相比，将气味混合物作为整体进行分析，该设备能比任何其他仪器方法更好地与气味浓度相关联。
