淺析商業(yè)餐飲油煙中醛酮類化合物的污染特征及應(yīng)對措施

 李婧婧

安科瑞電氣股份有限公司 

摘要：近幾年隨著城市的高速發(fā)展，餐飲企業(yè)數(shù)量也在迅猛增長，導(dǎo)致城市油煙污染問題日益嚴(yán)重，為更加科學(xué)的治理商業(yè)餐飲油煙，對廣州市6家不同類型的餐飲企業(yè)進行監(jiān)測，通過分析商業(yè)餐飲油煙中醛酮類化合物的排放濃度、組成特征和大氣反應(yīng)，得出商戶對相應(yīng)的油煙排放標(biāo)準(zhǔn)認識不夠；不同類型餐飲企業(yè)對比，中式快餐店油煙中醛酮類化合物基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度較高；C1~C3醛酮類化合物是所有類型油煙中醛酮類化合物主要組成部分，甲醛和乙醛是對環(huán)境污染貢獻的較大的兩種組分。以期為更好地治理城市商業(yè)餐飲油煙提供科學(xué)參考。

關(guān)鍵詞：排放濃度；醛酮類化合物；臭氧生成趨勢；餐飲油煙監(jiān)測云平臺；安科瑞

0.引言

餐飲油煙與工業(yè)廢氣和機動車尾氣一起被列為城市大氣污染的“三大殺手"，已成為影響城市環(huán)境空氣質(zhì)量和居民健康水平的主要因素[。醛酮類化合物是油煙中的重要組成成分，可與氮氧化物（NOx）生成臭氧、與OH自由基等發(fā)生一系列的光化學(xué)氧化反應(yīng)經(jīng)過物理成核、凝結(jié)和氣/粒兩相分配過程，然后生成氣溶膠，是大氣光化學(xué)反應(yīng)的重要中間體。目前很多大城市油煙中醛酮類化合物的來源及影響因素和污染特征均有學(xué)者進行相應(yīng)的研究，廣州市對于油煙污染情況雖有相關(guān)的分析調(diào)查但缺少對餐飲油煙醛酮類化合物污染特征的相關(guān)研究。

本研究通過對廣州市北京路步行街6家典型餐飲企業(yè)油煙中的醛酮類污染特征進行分析，科學(xué)合理地分析對比不同餐飲企業(yè)之間醛酮類化合物排放濃度水平、組成特征和大氣反應(yīng)，以期對不同餐飲企業(yè)類型的油煙排放監(jiān)測力度、油煙治理方案和為未來油煙相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制定、新監(jiān)測方法和儀器的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)，更加更好的治理城市商業(yè)餐飲油煙問題。

1. 材料與方法

1.1 樣品采集與分析

  分別在每日的午、晚用餐高峰期選擇1h進行采樣，油煙中醛酮類樣品使用嶗應(yīng)3072型智能雙路煙氣采樣器串聯(lián)碘化鉀臭氧去除柱和2,4-二xiaoji苯肼（NDPH）采集柱進行采樣，以500mL·min-1的采樣流速采集60min，采樣后將NDPH采樣柱兩端用密封帽密閉，用錫紙包裹，避光低溫（＜4℃）保存，當(dāng)天送回實驗室按照《環(huán)境空氣醛、酮類化合物的測定液相色譜法》[法分析，共分析8天。

1.2 基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度計算

本研究參照《飲食油煙排放標(biāo)準(zhǔn)（試行）》里的規(guī)定，將油煙中醛酮類實測排放濃度轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度進行比較（以下簡稱實測排放濃度與基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度）。公式如下：

式中：C基為折算為單個灶頭的基準(zhǔn)排風(fēng)量排放濃度（μg·m-3）；C測為實測排放濃度（μg·m-3）；Q為實測排風(fēng)量（m3·h-1）；n為折算的工作灶頭個數(shù)；q為單個灶頭基準(zhǔn)排風(fēng)量，大、中、小型均為2000m3·h-1。

1.3 大氣化學(xué)反應(yīng)分析

常用評價大氣反應(yīng)方法有較大增量反應(yīng)法（MIR）、等效丙烯法和OH自由基反應(yīng)速率法（LOH），評價對象主要為大氣環(huán)境中的VOCs，本研究選取以臭氧生成趨勢OFP方法對目標(biāo)醛酮類化合物進行分析，采用Cater提出的較大增量反應(yīng)系數(shù)法（MIR），計算不同種類的醛酮類化合物的O3生成趨勢（OFP）。計算公式如下：

式中：OFPi為物質(zhì)i的臭氧生成趨勢（μg·m-3）；Ci為物質(zhì)i的排放濃度（μg·m-3）；MIRi為物質(zhì)i的臭氧較大增量反應(yīng)系數(shù)（g·g-1）。

1. 結(jié)果與討論

2.1 餐飲企業(yè)醛酮類化合物排放濃度分布

   表1廣州市餐飲油煙中醛酮類化合物濃度分布/μg·m-3

圖1餐飲油煙中醛酮類化合物實測排放濃度和基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度

餐飲企業(yè)信息和油煙中醛酮類化合物總濃度監(jiān)測結(jié)果分布見表1，餐飲油煙醛酮類化合物實測濃度與基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度對比見圖1。各餐館基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度均大于實測排放濃度，表明各家餐館的單個灶頭實際排風(fēng)量均大于規(guī)定的灶頭基準(zhǔn)排風(fēng)量，需對商戶加強對應(yīng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)教育，使其按標(biāo)準(zhǔn)合理安裝設(shè)置灶頭的排風(fēng)量。相比于其他類型餐館，中式快餐店基準(zhǔn)油煙排放濃度較高，接近限值范圍，表明需要對這類型企業(yè)加大監(jiān)測力度。

1.2 油煙中醛酮類化合物的組成特征

餐飲企業(yè)油煙中醛酮類化合物組成見圖2，甲醛為餐飲企業(yè)油煙中占比較高的醛酮類化合物；火鍋店油煙中僅檢測到5種目標(biāo)醛酮類化合物，種類較少，其中C1~C3醛酮類化合物占比達較高，達到96.08%；其余餐飲企業(yè)C1~C3醛酮類化合物占比范圍在63~78%之間；各餐飲企業(yè)油煙中醛酮類化合物中丙醛占比均在2.5%~7%之間，己醛為C4~C8醛酮類化合物中的主要成分。表明餐飲油煙醛酮類化合物中C1~C3醛酮類化合物為主要組成物質(zhì)，日后對對油煙中的醛酮類進行治理應(yīng)著重關(guān)注。

1.2 大氣化學(xué)反應(yīng)結(jié)果

各企業(yè)餐飲油煙中的各種醛酮類化合物OFP占比見圖3，各餐飲企業(yè)油煙中醛酮類化合物OFP貢獻率較高為甲醛，占比范圍為44.8%~63.9%；其次為乙醛，占比范圍為18.2%~61.7%；各餐館甲醛和乙醛的貢獻率之和均超過了67%。除火鍋店外，己醛在油煙中醛酮類OFP值貢獻率范圍為7%~11.1%，丙醛在其他餐館的醛酮類OFP值貢獻率范圍為3.1%~8.1%。表明甲醛和乙

圖3廣州市餐飲油煙中醛酮類化合物OFP占比

3.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、排名等統(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。

3.1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(biāo)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。現(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(biāo)，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

3.2 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(biāo)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、排名分析；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(biāo)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。

3.3 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：

3.4 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。

4.結(jié)語

隨著城市化的進程越來越快，城市人口飛速增長，城市在不斷擴張，各種餐飲企業(yè)的數(shù)量也在不斷增加，餐飲油煙問題成為城市環(huán)境空氣質(zhì)量和居民健康水平的主要影響因素，成為城市環(huán)境保護關(guān)注對象。通過此次研究分析可以得出：

（1）餐飲企業(yè)商家普遍存在不按標(biāo)準(zhǔn)安裝使用灶頭排風(fēng)量的現(xiàn)象，需要加強對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的宣貫和教育。

（2）中式快餐店相對于其類型餐飲企業(yè)，其基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度較高，日后需加強監(jiān)測力度。

（3）餐飲企業(yè)油煙中的醛酮類化合物組成中，C1~C3醛酮類化合物占比范圍在63~78%之間，是主要組成部分。

（4）甲醛和乙醛為餐飲油煙醛酮類化合物中對環(huán)境污染貢獻較大的兩種化合物，OFP占比超過67%，成為治理的醛酮類化合物。

通過此次研究，日后環(huán)保監(jiān)測方面可以針對不同的餐飲企業(yè)類型的基準(zhǔn)排放濃度更加合理地制定監(jiān)測頻次、監(jiān)測因子；環(huán)境治理方面可以根據(jù)不同企業(yè)類型的組成特征和不同組分的污染貢獻更加有針對性的對油煙進行凈化；儀器開發(fā)方面可以根據(jù)要監(jiān)測的因子特定進行更加科學(xué)合理地設(shè)計；商家可以以更低的成本處理油煙問題，多方發(fā)展合作共贏，一起使油煙凈化更加科學(xué)，讓城市越來越美好，提升人民幸福感。

 【參考文獻】

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[3]唐躍城，張琤，向運榮航商業(yè)餐飲油煙中醛酮類化合物的污染特征分析.[J].資源節(jié)約與環(huán)保2021.

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

作者簡介：

李婧婧，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。