淺談餐飲源排放顆粒物的特征與解決方案

簡婷

开云体育手机下载教程 上海嘉定 201801

摘要：采用在線監測和采樣分析等手段對深圳市4家規模相當的餐廳(粵菜館、茶餐廳、西餐廳、職工食堂)烹飪過程排放顆粒物的質量濃度、微觀形貌、化學組分進行研究。結果表明，不同餐廳的烹飪方式、用油量、原材料及調料都會(hui) 影響到餐廳排放顆粒物的理化性質。各餐廳午市烹飪時段排放的PM2．5/PM10約為(wei) 7．5%—96．9%，說明餐飲源排放顆粒物在細顆粒和粗顆粒均有分布。餐飲源排放顆粒物主要包含6種形態:片狀、塊狀、簇狀、絮狀、球狀、不規則狀，其中數量較多的為(wei) 不規則狀(30%)和塊狀顆粒物(21%)。塊狀、片狀、球狀顆粒物粒徑較小，處於(yu) 小於(yu) 2．5μm範圍內(nei) ；絮狀和簇狀顆粒物粒徑普遍偏大，且大部分大於(yu) 4．0μm；不規則狀顆粒物在各個(ge) 粒徑段均有分布。Cu、Fe、Zn、Ca2+、Cl－、SO2－4等6種物質在餐飲源排放顆粒物中均偏高，此外，粵菜館和西餐廳的CH3COO－占比偏高。烹飪排放是環境揮發性化合物(VOCs)的來源之一，嚴(yan) 重威脅著環境空氣質量和人類健康。結合餐飲油煙VOCs的組成特征，總結近幾年餐飲油煙VOCs淨化技術的研究現狀及其難點，同時闡述了油煙VOCs淨化組合工藝的優(you) 勢和必要性。針對現有問題對油煙VOCs淨化組合工藝的發展做出了展望。

關(guan) 鍵詞：PM2.5；PM10；餐飲源；化學組成；形貌特征；餐飲油煙監測雲(yun) 平台；安科瑞

0．引言

       目前，世界範圍內(nei) 存在的空氣汙染已成為(wei) 嚴(yan) 重的公共衛生問題。據世界衛生組織(WHO)統計，每年超過370萬(wan) 人死於(yu) 空氣汙染。在不同的大氣汙染物中，顆粒物(particulatematter，PM)的性質、組成和粒徑分布等較為(wei) 複雜。因此可吸入顆粒物(inhalableparticles，PM10)、細顆粒物(fineparticulatematter，PM2．5)為(wei) 特征汙染物的治理工作受到廣泛關(guan) 注。研究表明顆粒物的來源主要包括:機動車尾氣、燃煤、工業(ye) 生產(chan) 、揚塵等。近年來，相關(guan) 研究結果顯示餐飲源排放的顆粒物中顆粒物的排放量已接近交通源排放，餐飲油煙顆粒物也應該作為(wei) 大氣顆粒物的重要來源之一。此外，烹飪過程中產(chan) 生的油煙顆粒物會(hui) 吸附大量有毒、有害物質，如苯並芘等，會(hui) 對室內(nei) 人員的健康造成很大的危害。因此，國內(nei) 外學者針對顆粒物的排放特征進行了大量的研究。

       吳芳穀等對飲食業(ye) 油煙的排放特征進行了研究，油煙中顆粒物粒徑小於(yu) 10μm的粒子占總懸浮顆粒物(totalsuspendedparticulate，TSP)的90%以上，小於(yu) 2．5μm的粒子占TSP的70%左右。譚德生等對北京市內(nei) 餐飲單位烹飪時廚房內(nei) 油煙中進行了采樣分析，發現油煙中可吸入顆粒質量濃度峰值粒徑為(wei) 6．56—9．99μm。林立等選擇了上海城區9家典型餐飲企業(ye) 進行了餐飲油煙排放監測，發現餐飲企業(ye) 排放源PM2．5的濃度在0．14—1．67mg·m－3之間；另一方麵，國內(nei) 學者也對餐飲油煙顆粒物的化學組成特別是組分進行了研究，確定了油煙顆粒物中豆甾醇、左旋葡聚糖、壬二酸和β-穀甾醇等特征物質的存在。而Yao等發現油炸比油煎產(chan) 生更多的多環芳烴和苯並芘(分別為(wei) 其1．3倍和10．9倍)。袁暢等認為(wei) 大氣環境PM2．5中的As、Zn、Cu、Pb、Sb、Ni、Cd等元素主要來自於(yu) 人為(wei) 源。

       從(cong) 前人的研究結果中發現，顆粒物的濃度、大小和理化組成對人體(ti) 健康有重要影響。因此，為(wei) 了製定戰略來減少這些汙染物對空氣的影響，了解大氣中的毒性效應，並確定可能的排放源，有必要對顆粒物進行化學和形態表征。在全球範圍內(nei) ，大量研究圍繞在城市和農(nong) 村地區的烹飪油煙排放顆粒物特征，並且大氣化學反應往往發生在粒子表麵。但是，很少有研究涉及這些顆粒物的表麵化學。此外，顆粒物被人體(ti) 吸入後其表麵可迅速與(yu) 生物液體(ti) 和組織相互作用，因此顆粒物形態分析對於(yu) 了解其對人類健康的影響至關(guan) 重要。而SEM-EDX由於(yu) 側(ce) 重於(yu) 單個(ge) 粒子的分析，並能提供元素和分子組成的信息，成為(wei) 研究顆粒物形態的合適方法。

       本次研究在深圳市篩選出4家具有代表性的商業(ye) 餐廳，采集餐飲油煙中的顆粒物，並通過ICP、HPLC、SEM-EDX對顆粒物的形態特征和理化性質進行了詳細的分析，將不同餐廳的顆粒物排放特征進行了對比，並得出結論。餐飲油煙顆粒物排放特征信息的獲得能為(wei) 當地大氣環境治理、政策的製定提供必要的理論支持。

1.安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監測雲(yun) 平台

       為(wei) 了彌補現存餐飲行業(ye) 在煙油監測上的漏洞，同時便利監管部門的監察，安科瑞油煙監測雲(yun) 平台應運而生。油煙監測模塊通過2G/4G與(yu) 雲(yun) 端平台進行通信和數據交互，係統能夠對企業(ye) 餐飲設備的開機狀態、運行狀態進行監控；實現開機率監測，淨化效率監測，設施停運

       告警，待清洗告警，異常告警等功能；對采集數據進行統計分析、等統計功能；較之傳(chuan) 統的靜電監測方案，更具實效性。平台預留與(yu) 其他應用係統、設備交互對接接口，具有很好的擴展性。

1.1平台結構

       平台GIS地圖采集餐飲油煙處理設備運行狀態和油煙排放的濃度數據，自動對超標排放及異常企業(ye) 進行提示預警，監管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業(ye) 整改設備，並定期清洗、維護，實現減排環保，不擾民等目的。現場安裝監測終端，持續監測油煙淨化器的工作狀態，包括設備運行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時結合排煙口的揮發性物質、顆粒物濃度等進行對比分析，一旦排放超標，係統會(hui) 發出異常信號。

       ■油煙監測設備用來監測油煙、顆粒物、NmHc等數據

       ■淨化器和風機配合對油煙進行淨化處理，同時對淨化設備的電流、電壓進行監測

       ■設備通過4G網絡將采集的數據上傳(chuan) 至遠程雲(yun) 端服務器

1.2平台主要功能

       （1）在線監測

       對油煙排汙數據的監測，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數值采集監測；同時對監控風機和淨化器的啟停狀態、運行數據進行監測。

       (2)告警數據監測

       係統根據采集的油煙數值大小，產(chan) 生對應的排放超標告警；對淨化器的運行數據分析，上傳(chuan) 淨化設備對應的運行、停機、故障等告警事件。

       (3)數據分析

       運行時長分析，離線分析；告警占比、分析；曆史數據統計等。

       (4)隱患管理

       係統對采集的告警數據分析，產(chan) 生對應的隱患記錄，派發、處理隱患，及時處理告警，形成閉環。

       (5)統計分析

       包括時長分析、超標分析、曆史數據、分析報告等模塊。

       (6)基礎數據維護

       個(ge) 人信息、權限維護，企業(ye) 信息錄入，對應測點信息錄入等。

       (7)數據服務

       數據采集，短信提醒，數據存儲(chu) 和解析。

1.3油煙監測主機

       油煙監控主機是現場的管理設備，實時采集油煙濃度探測器和工況傳(chuan) 感器的信號，進行數據處理，通過有線或無線網絡通訊將數據傳(chuan) 輸到服務器平台。同時，對本地數據進行存儲(chu) ，監控現場設備狀態，提供人機操作界麵。

       具體(ti) 技術參數如下：

1.4設備選型方案

注：雙探頭適合雙排煙通道的場合，每路探頭監測1路排煙通道。

2．結論

       (1)餐飲源油煙的排放量與(yu) 烹飪菜式所用的食材及烹飪方式有直接關(guan) 係，特別是油重味濃、翻炒頻繁的菜品會(hui) 在烹飪過程中釋放更多顆粒物．各餐廳午市烹飪時段的PM2．5質量濃度與(yu) PM10質量濃度的比值處於(yu) 7．5%—96．9%範圍內(nei) ，說明餐飲油煙顆粒物在細顆粒和粗顆粒均有分布。

       (2)4類餐飲油煙顆粒物主要包含6種形態:片狀、塊狀、簇狀、絮狀、球狀、不規則狀。其中數量較多的為(wei) 不規則狀和塊狀顆粒物，分別占觀察到總顆粒物的30%和21%。

       (3)Cu、Fe、Zn、Ca2+、Cl－、SO2－4的占比在4類餐飲油煙顆粒物中均較高，但是在西餐廳和職工食堂的Fe元素占比明顯高於(yu) 其餘(yu) 2家餐廳，這是不鏽鋼鍋具使用率和鍋鏟碰撞率高造成的。

【參考文獻】

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[5]安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監測雲(yun) 平台。2020.05版.

作者簡介：簡婷，女，現任开云体育手机下载教程，主要從(cong) 事餐飲油煙監測的研發與(yu) 應用。