簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：采用在線監(jiān)測和采樣分析等手段對深圳市4家規(guī)模相當(dāng)?shù)牟蛷d(粵菜館、茶餐廳、西餐廳、職工食堂)烹飪過程排放顆粒物的質(zhì)量濃度、微觀形貌、化學(xué)組分進行研究。結(jié)果表明，不同餐廳的烹飪方式、用油量、原材料及調(diào)料都會影響到餐廳排放顆粒物的理化性質(zhì)。各餐廳午市烹飪時段排放的PM2．5/PM10約為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(tài):片狀、塊狀、簇狀、絮狀、球狀、不規(guī)則狀，其中數(shù)量較多的為不規(guī)則狀(30%)和塊狀顆粒物(21%)。塊狀、片狀、球狀顆粒物粒徑較小，處于小于2．5μm范圍內(nèi)；絮狀和簇狀顆粒物粒徑普遍偏大，且大部分大于4．0μm；不規(guī)則狀顆粒物在各個粒徑段均有分布。Cu、Fe、Zn、Ca2+、Cl－、SO2－4等6種物質(zhì)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(huán)境揮發(fā)性化合物(VOCs)的來源之一，嚴重威脅著環(huán)境空氣質(zhì)量和人類健康。結(jié)合餐飲油煙VOCs的組成特征，總結(jié)近幾年餐飲油煙VOCs凈化技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其難點，同時闡述了油煙VOCs凈化組合工藝的優(yōu)勢和必要性。針對現(xiàn)有問題對油煙VOCs凈化組合工藝的發(fā)展做出了展望。

關(guān)鍵詞：PM2.5；PM10；餐飲源；化學(xué)組成；形貌特征；餐飲油煙監(jiān)測云平臺；安科瑞

0．引言

       目前，世界范圍內(nèi)存在的空氣污染已成為嚴重的公共衛(wèi)生問題。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計，每年超過370萬人死于空氣污染。在不同的大氣污染物中，顆粒物(particulatematter，PM)的性質(zhì)、組成和粒徑分布等較為復(fù)雜。因此可吸入顆粒物(inhalableparticles，PM10)、細顆粒物(fineparticulatematter，PM2．5)為特征污染物的治理工作受到廣泛關(guān)注。研究表明顆粒物的來源主要包括:機動車尾氣、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、揚塵等。近年來，相關(guān)研究結(jié)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(yīng)該作為大氣顆粒物的重要來源之一。此外，烹飪過程中產(chǎn)生的油煙顆粒物會吸附大量有毒、有害物質(zhì)，如苯并芘等，會對室內(nèi)人員的健康造成很大的危害。因此，國內(nèi)外學(xué)者針對顆粒物的排放特征進行了大量的研究。

       吳芳谷等對飲食業(yè)油煙的排放特征進行了研究，油煙中顆粒物粒徑小于10μm的粒子占總懸浮顆粒物(totalsuspendedparticulate，TSP)的90%以上，小于2．5μm的粒子占TSP的70%左右。譚德生等對北京市內(nèi)餐飲單位烹飪時廚房內(nèi)油煙中進行了采樣分析，發(fā)現(xiàn)油煙中可吸入顆粒質(zhì)量濃度峰值粒徑為6．56—9．99μm。林立等選擇了上海城區(qū)9家典型餐飲企業(yè)進行了餐飲油煙排放監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)餐飲企業(yè)排放源PM2．5的濃度在0．14—1．67mg·m－3之間；另一方面，國內(nèi)學(xué)者也對餐飲油煙顆粒物的化學(xué)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-谷甾醇等特征物質(zhì)的存在。而Yao等發(fā)現(xiàn)油炸比油煎產(chǎn)生更多的多環(huán)芳烴和苯并芘(分別為其1．3倍和10．9倍)。袁暢等認為大氣環(huán)境PM2．5中的As、Zn、Cu、Pb、Sb、Ni、Cd等元素主要來自于人為源。

       從前人的研究結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，顆粒物的濃度、大小和理化組成對人體健康有重要影響。因此，為了制定戰(zhàn)略來減少這些污染物對空氣的影響，了解大氣中的毒性效應(yīng)，并確定可能的排放源，有必要對顆粒物進行化學(xué)和形態(tài)表征。在全球范圍內(nèi)，大量研究圍繞在城市和農(nóng)村地區(qū)的烹飪油煙排放顆粒物特征，并且大氣化學(xué)反應(yīng)往往發(fā)生在粒子表面。但是，很少有研究涉及這些顆粒物的表面化學(xué)。此外，顆粒物被人體吸入后其表面可迅速與生物液體和組織相互作用，因此顆粒物形態(tài)分析對于了解其對人類健康的影響至關(guān)重要。而SEM-EDX由于側(cè)重于單個粒子的分析，并能提供元素和分子組成的信息，成為研究顆粒物形態(tài)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(yè)餐廳，采集餐飲油煙中的顆粒物，并通過ICP、HPLC、SEM-EDX對顆粒物的形態(tài)特征和理化性質(zhì)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，并得出結(jié)論。餐飲油煙顆粒物排放特征信息的獲得能為當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境治理、政策的制定提供必要的理論支持。

1.安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監(jiān)測云平臺

       為了彌補現(xiàn)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(yīng)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(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)餐飲設(shè)備的開機狀態(tài)、運行狀態(tài)進行監(jiān)控；實現(xiàn)開機率監(jiān)測，凈化效率監(jiān)測，設(shè)施停運

       告警，待清洗告警，異常告警等功能；對采集數(shù)據(jù)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，更具實效性。平臺預(yù)留與其他應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備交互對接接口，具有很好的擴展性。

1.1平臺結(jié)構(gòu)

       平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設(shè)備運行狀態(tài)和油煙排放的濃度數(shù)據(jù)，自動對超標排放及異常企業(yè)進行提示預(yù)警，監(jiān)管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業(yè)整改設(shè)備，并定期清洗、維護，實現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的?，F(xiàn)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(shè)備運行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時結(jié)合排煙口的揮發(fā)性物質(zhì)、顆粒物濃度等進行對比分析，一旦排放超標，系統(tǒng)會發(fā)出異常信號。

       ■油煙監(jiān)測設(shè)備用來監(jiān)測油煙、顆粒物、NmHc等數(shù)據(jù)

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

       ■設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)上傳至遠程云端服務(wù)器

1.2平臺主要功能

       （1）在線監(jiān)測

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

       (2)告警數(shù)據(jù)監(jiān)測

       系統(tǒng)根據(jù)采集的油煙數(shù)值大小，產(chǎn)生對應(yīng)的排放超標告警；對凈化器的運行數(shù)據(jù)分析，上傳凈化設(shè)備對應(yīng)的運行、停機、故障等告警事件。

       (3)數(shù)據(jù)分析

       運行時長分析，離線分析；告警占比、分析；歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計等。

       (4)隱患管理

       系統(tǒng)對采集的告警數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)生對應(yīng)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(shù)據(jù)、分析報告等模塊。

       (6)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護

       個人信息、權(quán)限維護，企業(yè)信息錄入，對應(yīng)測點信息錄入等。

       (7)數(shù)據(jù)服務(wù)

       數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析。

1.3油煙監(jiān)測主機

       油煙監(jiān)控主機是現(xiàn)場的管理設(shè)備，實時采集油煙濃度探測器和工況傳感器的信號，進行數(shù)據(jù)處理，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器平臺。同時，對本地數(shù)據(jù)進行存儲，監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，提供人機操作界面。

       具體技術(shù)參數(shù)如下：

1.4設(shè)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。

2．結(jié)論

       (1)餐飲源油煙的排放量與烹飪菜式所用的食材及烹飪方式有直接關(guān)系，特別是油重味濃、翻炒頻繁的菜品會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(zhì)量濃度與PM10質(zhì)量濃度的比值處于7．5%—96．9%范圍內(nèi)，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(tài):片狀、塊狀、簇狀、絮狀、球狀、不規(guī)則狀。其中數(shù)量較多的為不規(guī)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元素占比明顯高于其余2家餐廳，這是不銹鋼鍋具使用率和鍋鏟碰撞率高造成的。

【參考文獻】

[1]王興，張雷波，尹立峰，等．天津市PM2．5在線源解析成分特征譜庫構(gòu)建研究［J］．環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2018，41(8):24-28，50.

[2]李杏茹，白羽，陳曦，等．北京冬季重污染過程大氣細顆粒物化學(xué)組成特征及來源分析［J］．環(huán)境化學(xué)，2018，37(11):67-79．

[3]李英紅，譚吉華，饒志國，等．蘭州市大氣細顆粒物中水溶性離子的污染特征［J］．環(huán)境化學(xué)，2016，35(9):1799-1807.

[4]趙紫微，童夢雪，李源遽，李勤勤，李鷙.。深圳市餐飲源排放顆粒物的特征[J].環(huán)境化學(xué),2020.

[5]安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監(jiān)測云平臺。2020.05版.

作者簡介：簡婷，女，現(xiàn)任安科瑞電氣股份有限公司，主要從事餐飲油煙監(jiān)測的研發(fā)與應(yīng)用。