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(duì)措施

張娟

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

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(zhǎng)，導(dǎo)致城市油煙污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，為更加科學(xué)的治理商業(yè)餐飲油煙，對(duì)廣州市6家不同類型的餐飲企業(yè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)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(duì)相應(yīng)的油煙排放標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識(shí)不夠；不同類型餐飲企業(yè)對(duì)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(duì)環(huán)境污染貢獻(xiàn)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(shì)；餐飲油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái)；安科瑞

0.引言

餐飲油煙與工業(yè)廢氣和機(jī)動(dòng)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(guò)物理成核、凝結(jié)和氣/粒兩相分配過(guò)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(lái)源及影響因素和污染特征均有學(xué)者進(jìn)行相應(yīng)的研究，廣州市對(duì)于油煙污染情況雖有相關(guān)的分析調(diào)查但缺少對(duì)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(guò)對(duì)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(jìn)行分析，科學(xué)合理地分析對(duì)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(duì)不同餐飲企業(yè)類型的油煙排放監(jiān)測(cè)力度、油煙治理方案和為未來(lái)油煙相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制定、新監(jiān)測(cè)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(wèn)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(jìn)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2,4-二硝基苯肼（NDPH）采集柱進(jìn)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(shí)驗(yàn)室按照《環(huán)境空氣醛、酮類化合物的測(cè)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(jì)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(shí)測(cè)排放濃度轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度進(jìn)行比較（以下簡(jiǎn)稱實(shí)測(cè)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(gè)灶頭的基準(zhǔn)排風(fēng)量排放濃度（μg·m-3）；C測(cè)為實(shí)測(cè)排放濃度（μg·m-3）；Q為實(shí)測(cè)排風(fēng)量（m3·h-1）；n為折算的工作灶頭個(gè)數(shù)；q為單個(gè)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)對(duì)象主要為大氣環(huán)境中的VOCs，本研究選取以臭氧生成趨勢(shì)OFP方法對(duì)目標(biāo)醛酮類化合物進(jìn)行分析，采用Cater提出的較大增量反應(yīng)系數(shù)法（MIR），計(jì)算不同種類的醛酮類化合物的O3生成趨勢(shì)（OFP）。計(jì)算公式如下：

式中：OFPi為物質(zhì)i的臭氧生成趨勢(shì)（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(shí)測(cè)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(cè)結(jié)果分布見表1，餐飲油煙醛酮類化合物實(shí)測(cè)濃度與基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度對(duì)比見圖1。各餐館基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度均大于實(shí)測(cè)排放濃度，表明各家餐館的單個(gè)灶頭實(shí)際排風(fēng)量均大于規(guī)定的灶頭基準(zhǔn)排風(fēng)量，需對(duì)商戶加強(qiáng)對(duì)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(duì)這類型企業(yè)加大監(jiān)測(cè)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(cè)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(dá)較高，達(dá)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(duì)對(duì)油煙中的醛酮類進(jìn)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(xiàn)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(xiàn)率之和均超過(guò)了67%。除火鍋店外，己醛在油煙中醛酮類OFP值貢獻(xiàn)率范圍為7%~11.1%，丙醛在其他餐館的醛酮類OFP值貢獻(xiàn)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(cè)云平臺(tái)

為了彌補(bǔ)現(xiàn)存餐飲行業(yè)在煙油監(jiān)測(cè)上的漏洞，同時(shí)便利監(jiān)管部門的監(jiān)察，安科瑞油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。油煙監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)2G/4G與云端平臺(tái)進(jìn)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(jī)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)開機(jī)率監(jiān)測(cè)，凈化效率監(jiān)測(cè)，設(shè)施停運(yùn)

告警，待清洗告警，異常告警等功能；對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、排名等統(tǒng)計(jì)功能；較之傳統(tǒng)的靜電監(jiān)測(cè)方案，更具實(shí)效性。平臺(tái)預(yù)留與其他應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備交互對(duì)接接口，具有很好的擴(kuò)展性。

3.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)

平臺(tái)GIS地圖采集餐飲油煙處理設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和油煙排放的濃度數(shù)據(jù)，自動(dòng)對(duì)超標(biāo)排放及異常企業(yè)進(jìn)行提示預(yù)警，監(jiān)管部門可迅速進(jìn)行處理，督促餐飲企業(yè)整改設(shè)備，并定期清洗、維護(hù)，實(shí)現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的?，F(xiàn)場(chǎng)安裝監(jiān)測(cè)終端，持續(xù)監(jiān)測(cè)油煙凈化器的工作狀態(tài)，包括設(shè)備運(yùn)行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時(shí)結(jié)合排煙口的揮發(fā)性物質(zhì)、顆粒物濃度等進(jìn)行對(duì)比分析，一旦排放超標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出異常信號(hào)。

■油煙監(jiān)測(cè)設(shè)備用來(lái)監(jiān)測(cè)油煙、顆粒物、NmHc等數(shù)據(jù)

■凈化器和風(fēng)機(jī)配合對(duì)油煙進(jìn)行凈化處理，同時(shí)對(duì)凈化設(shè)備的電流、電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)

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

3.2 平臺(tái)主要功能

（1）在線監(jiān)測(cè)

對(duì)油煙排污數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數(shù)值采集監(jiān)測(cè)；同時(shí)對(duì)監(jiān)控風(fēng)機(jī)和凈化器的啟停狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(2)告警數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

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

(3)數(shù)據(jù)分析

運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)分析，離線分析；告警占比、排名分析；歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。

(4)隱患管理

系統(tǒng)對(duì)采集的告警數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的隱患記錄，派發(fā)、處理隱患，及時(shí)處理告警，形成閉環(huán)。

(5)統(tǒng)計(jì)分析

包括時(shí)長(zhǎng)分析、超標(biāo)分析、歷史數(shù)據(jù)、分析報(bào)告等模塊。

6)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)

個(gè)人信息、權(quán)限維護(hù)，企業(yè)信息錄入，對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)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(chǔ)和解析。

3.3 油煙監(jiān)測(cè)主機(jī)

油煙監(jiān)控主機(jī)是現(xiàn)場(chǎng)的管理設(shè)備，實(shí)時(shí)采集油煙濃度探測(cè)器和工況傳感器的信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器平臺(tái)。同時(shí)，對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)，提供人機(jī)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(chǎng)合，每路探頭監(jiān)測(cè)1路排煙通道。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著城市化的進(jìn)程越來(lái)越快，城市人口飛速增長(zhǎng)，城市在不斷擴(kuò)張，各種餐飲企業(yè)的數(shù)量也在不斷增加，餐飲油煙問(wèn)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(hù)關(guān)注對(duì)象。通過(guò)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(qiáng)對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的宣貫和教育。

（2）中式快餐店相對(duì)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(qiáng)監(jiān)測(cè)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(duì)環(huán)境污染貢獻(xiàn)較大的兩種化合物，OFP占比超過(guò)67%，成為治理的醛酮類化合物。

通過(guò)此次研究，日后環(huán)保監(jiān)測(cè)方面可以針對(duì)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(cè)頻次、監(jiān)測(cè)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(xiàn)更加有針對(duì)性的對(duì)油煙進(jìn)行凈化；儀器開發(fā)方面可以根據(jù)要監(jiān)測(cè)的因子特定進(jìn)行更加科學(xué)合理地設(shè)計(jì)；商家可以以更低的成本處理油煙問(wèn)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(lái)越美好，提升人民幸福感。

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[3]唐躍城，張琤，向運(yùn)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(cè)云平臺(tái).2020.05版.

作者簡(jiǎn)介：

張娟，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(cè)的研發(fā)與應(yīng)用