簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

烹飪油煙污染的危害 餐飲油煙監(jiān)測方案

摘 要：介紹了烹飪油煙的組成及危害，著重概述了家庭烹飪油煙污染特點以及凈化技術的研究進展，對各技術特點及存在的問題進行了分析，初步探討了新近發(fā)展的靜電催化耦合技術在烹飪排放污染控制中的應用，分析了現行的吸油煙機技術標準及發(fā)展趨勢。 

關鍵詞：油煙污染；家用吸油煙機；環(huán)境污染；防治對策 

0 引言

      烹飪油煙( cooking oil fumes，COFs) ,是指采用食用油煎、炒、烹和炸食物后發(fā)生劇烈化學變化而產生的油煙霧，包含多種有毒化學成分，已成為危害烹飪者健康的重要因素。不僅如此，分散在千家萬戶的廚房烹飪油煙未經處理直排至室外，在城市大氣中不斷累積，成為引起城市大氣霧霾的重要排放源之［1］，甚至被認為是繼工業(yè)排放、機動車尾氣排放之后，空氣污染的三“元兇”［2］。由此可見，烹飪油煙的凈化對保護大氣環(huán)境和保障人類的健康具有重要意義。

近十幾年來，人們比較關注餐飲業(yè)的油煙凈化技術的研發(fā)，而對分散式的家庭烹飪污染治理研究報道較少。因此，本論文在介紹烹飪油煙的危害以及主要技術發(fā)展的同時，對家庭烹飪污染特點、技術現狀、未來發(fā)展以及法規(guī)標準等方面作了的分析和論述。

烹飪油煙污染的危害 餐飲油煙監(jiān)測方案

1 烹飪油煙的組成及危害

1.1 烹飪油煙的主要成分

      烹飪過程中會產生可見的煙霧，這些煙霧是由油、水蒸氣、液滴、燃燒產物以及冷凝的有機物組成的微米級別的粒子。這些顆粒物屬于超細微粒，總體直徑處于100nm到2.5μm之間［4］。從形態(tài)組成上看，主要由顆粒物和氣態(tài)物質組成，氣態(tài)污染物主要是些揮發(fā)性有機化合物( volatile organiccompounds，VOCs)，是異味的主要來源。

      油煙的組成十分復雜，成分有300 多種，主要包括脂肪酸、烷烴、烯烴，以及氧化裂解后的短鏈醛類、酮、醇、酯、芳香化合物和雜環(huán)化合物。蔣燕等采用低溫預濃縮儀和氣相色譜-質譜聯(lián)用的分析技術對川菜館排放的油煙廢氣進行檢測，共檢測出14 種VOCs，其中苯系物6 種( 43%，體積分數，下同) 、烷烯烴4 種( 29%) 、鹵代烴2 種( 14%) 、酮類2種( 14%) 。Sjaastad 等［8］通過研究發(fā)現，在煎牛排的過程中會產生大量揮發(fā)性的醛類，包括甲醛、乙醛、丙醛、異丁醛、丁醛、異戊醛、戊醛、庚醛、辛醛、壬醛和癸醛。

1.2 家庭烹飪油煙的特點及危害

      外的烹飪方式與我差異很大，食物多為生食或加工為半成品，廚房污染程度較低; 而我家庭烹飪的溫度高、油量大，同時加入各種油、鹽、醬、醋，在高溫下這些醬料也發(fā)生化學變化，因此中式廚房的污染程度很高。些研究表明，亞洲的烹飪方式產生的PM2. 5 要多于西式烹飪，分別為30～1400和20～535μg/m3。Li 等分析了中餐、西餐和日餐的廢氣來研究排放中的多環(huán)芳烴，發(fā)現中式烹飪產生高的致癌物質—苯并芘，其中，西式烹飪是中式烹飪的1 /7，而日式的烹飪和快餐幾乎都不產生苯并芘。

      我居民平均每人每天食用油的消耗量是40g，3口之家1天消耗食用油120g，1年43200g，按照目市場上家用吸油煙機的油脂去除率95%來計算，每年每戶排放油煙顆粒物2160g，計為2 kg，按上海現有900余萬戶家庭計算，全年全市的排放量就有18000多t的油煙顆粒物，記者調查報告也與上述結果相符。數量如此巨大的分散式點源排放出來的油煙廢氣量是相當驚人的。然而，目我對家庭廚房油煙排放的管理和控制還處于真空狀態(tài)。

      在紐約市項研究中，研究者使用了高分辨率氣溶膠飛行時間質譜儀，發(fā)現烹飪和交通具有相同比重的有機氣溶膠的排放量，其所產生的有機氣溶膠占到了30% 的總有機氣溶膠排放量。大規(guī)模的烹飪已被確定是個重要的有機碳和碳元素的貢獻者，包括城市環(huán)境中通過有機光化學，二次有機氣溶膠形成的縮合的氣態(tài)反應產物。

      油煙中含有的VOCs大部分為有毒有害物質，而苯系物、多環(huán)芳烴類等為致癌物質，對人體健康造成大的危害。研究表明，在中、香港及新加坡，烹飪頻率越高的女性，患肺癌的幾率越大，這與她們經常暴露在充滿油煙的廚房環(huán)境中有很大關系。與其他家相比，盡管亞洲的女性吸煙率很低，但是患肺癌的比例卻高于男性。

5 安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監(jiān)測云平臺

      為了彌補現存餐飲行業(yè)在煙油監(jiān)測上的漏洞，同時便利監(jiān)管部門的監(jiān)察，安科瑞油煙監(jiān)測云平臺應運而生。油煙監(jiān)測模塊通過2G/4G與云端平臺進行通信和數據交互，系統(tǒng)能夠對企業(yè)餐飲設備的開機狀態(tài)、運行狀態(tài)進行監(jiān)控；實現開機率監(jiān)測，凈化效率監(jiān)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(tǒng)計分析、等統(tǒng)計功能；較之傳統(tǒng)的靜電監(jiān)測方案，具實效性。平臺預留與其他應用系統(tǒng)、設備交互對接接口，具有很好的擴展性及融合性。

5.1平臺結構

      平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設備運行狀態(tài)和油煙排放的濃度數據，自動對超標排放及異常企業(yè)進行提示預警，監(jiān)管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業(yè)整改設備，并定期清洗、維護，實現減排環(huán)保，不擾民等目的。現場安裝監(jiān)測終端，持續(xù)監(jiān)測油煙凈化器的工作狀態(tài)，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(fā)性物質、顆粒物濃度等進行對比分析，旦排放超標，系統(tǒng)會發(fā)出異常信號。

■ 油煙監(jiān)測設備用來監(jiān)測油煙、顆粒物、NmHc等數據

■ 凈化器和風機配合對油煙進行凈化處理，同時對凈化設備的電流、電壓進行監(jiān)測 

■ 設備通過4G網絡將采集的數據上傳至遠程云端服務器

5.2 平臺主要功能

(1)在線監(jiān)測

      對油煙排污數據的監(jiān)測，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數值采集監(jiān)測;同時對監(jiān)控風機和凈化器的啟停狀態(tài)、運行數據進行監(jiān)測。

(2)告警數據監(jiān)測

      系統(tǒng)根據采集的油煙數值大小，產生對應的排放超標告警;對凈化器的運行數據分析，上傳凈化設備對應的運行、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；歷史數據統(tǒng)計等。

(4)隱患管理

      系統(tǒng)對采集的告警數據分析，產生對應的隱患記錄，派發(fā)、處理隱患，及時處理告警，形成閉環(huán)。

(5)統(tǒng)計分析

      包括時長分析、超標分析、歷史數據、分析報告等模塊。

(6)基礎數據維護

      個人信息、權限維護，企業(yè)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，數據存儲和解析。

5.3油煙監(jiān)測主機

      油煙監(jiān)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輸到服務器平臺。同時，對本地數據進行存儲，監(jiān)控現場設備狀態(tài)，提供人機操作界面。

具體技術參數如下：

類別 條目 規(guī)格

5.4 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(jiān)測1路排煙通道。

6 結論

      烹飪油煙是大氣環(huán)境中PM的主要來源之。家庭烹飪油煙具有量大、面廣、高度分散的特點，控制其排放對保護大氣環(huán)境、減少霧霾產生具有重要意義。

      目內油煙凈化技術都有各自的點，但同時存在不足之處。實踐證明，高壓靜電催化耦合技術應用于烹飪油煙處理具有很好的凈化效果，不僅對顆粒物有較高的去除效果，同時在室溫下能夠有效地對VOCs及異味氣體等進行持久催化凈化。該技術具有應用于家庭廚房的潛力。

      技術標準方面，現行油脂分離度標準沒有設定排放限值，氣味降低度標準對吸油煙機的測評僅僅是評價將污染物轉移到室外的能力，因此很有必要增加對PM和VOCs的排放限值要求，在推進油煙凈化技術水平提高的同時加強監(jiān)管和執(zhí)力度。

油煙監(jiān)測系統(tǒng) 油煙排污數據監(jiān)測