饮食业油烟检测论文

浅析家庭厨房油烟污染的危害与对策摘 要：指出了厨房烹饪油烟污染成为引起城市大气雾霾的重要排放源之一，受到高度重视。分析了厨房油烟污染的产生及其危害，阐述了国内外厨房油烟污染排放和控制标准现状，针对我国厨房油烟污染现状和家用吸油烟机净化技术提出了家庭油烟污染的防治对策。关键词：油烟污染；家用吸油烟机；环境污染；防治对策1 引言近年来，随着我国社会经济的快速发展以及居民生活水平的提高，2013年中国科学院发布的“大气灰霾追因与控制”专项研究结果表明，餐饮油烟排放已和机动车排放、采暖排污等一起成为北京市强霾污染的主要污染源，是空气污染的又一元凶。强霾成因中京津冀地区餐饮排放占了PM2.5来源的6%，北京地区餐饮排放则占了该地区PM2.5来源的13%。而遍布千家万户的家庭厨房油烟未经净化处理直接排放到室外大气环境中并不断累积，亦是大气雾霾成因的重要排放源之一。家庭烹饪油烟的污染问题，与中国传统饮食中煎、炒、烤、炸等烹饪方式较多有关，介于家庭烹饪油烟量大、面广、高度分散的排放特点，控制厨房油烟的排放对保护大气环境、减少城市雾霾具有重要的现实意义。2厨房油烟的产生及污染危害分析2.1 厨房油烟产生的过程厨房油烟是指在食物烹饪和食品生产加工过程中挥发的油脂、有机质及热氧化和热裂解的产物［1，2］。烹饪时，油脂受热，当温度达到170℃（食用油的发烟点）时，开始出现蓝烟雾，随着烹饪温度的不断升高和食材的加入，油脂分解速度加快，食品中所含水分急剧汽化膨胀，其中冷凝成雾的部分和油烟一起形成可见的油烟雾。高温下的挥发物、食用油及食品的分解产物、以及各种反应产物混合在一起形成了油烟，并伴有刺激性气味。2.2 厨房油烟的成分厨房油烟污染物主要包括细颗粒物、可沉降颗粒物以及挥发性有机物（VOCs）等。从形态组成上看，烹饪油烟包括颗粒物和气态污染物（挥发性有机物）两类，其中颗粒物粒径较小，一般在0.1～10μm，可分为固态和液态颗粒两种，且液态的粘度较大，所以烹饪油烟是一种气、液、固三态混合污染物。课题研究试验结果表明，在家庭厨房烹调家常菜产生油烟中检测到的化学成分至少有200多种，主要有油脂、颗粒物、烃类、醛酮类、醇类和酯类以及一些杂环类化合等。且从 VOCs组分分布情况来看，烃类污染物的排放以烷烃和烯烃为主，醛酮类污染物的排放以甲 醛、乙醛、丙酮、丙醛、丁醛和正戊醛为主。2.3 厨房油烟的危害家庭烹饪油烟作为城市细颗粒物及挥发性有机化合物（VOCs）的重要来源，是导致强霾污染的关键因素之一。首先，厨房油烟中的挥发性有机物（VOCs）与环境中的氮氧化物发生反应，增强大气的氧化性，臭氧超标，导致光化学污染，并加速二次颗粒物的形成；其次，它是PM2.5的直接排放源；第三，油烟污染物的排放还会影响大气能见度。是大气中挥发性有机物（VOCs）和 PM2.5的主要来源之一，家庭烹饪油烟含有多种有毒化学成分,对机体具有肺脏毒性、免疫毒性和致癌性,尤其是多环芳烃类（PAHs）等致癌物对人体危害较大。有关资料显示,在致肺癌因素中，烹调油烟是仅次于“深度吸烟”烟雾到达呼吸道深部的危险因素，中国许多妇女不抽烟却患上肺癌与长期接触厨房油烟不无关系。此外，烹饪油烟中的一些醛酮类化合物（如甲醛、乙醛和丙烯醛等）还具有致癌、致畸、致突变的作用。2.4 我国家庭厨房油烟排放的特点中国传统饮食文化有其自身的复杂性和特殊性，讲究色、香、味、形俱全，与其他国家不同的是各类烹饪技术繁多，以煎、炒、炸、烤类食物较多，因此在烹饪过程中会产生大量的油烟。随着人们生活水平的提高，饮食水平的逐渐改善，餐饮业的迅速发展，造成了日益严重的油烟污染问题，引起了社会各界的关注。而家庭烹饪油烟量大、面广、高度分散的排放特征，也势必加大了对其的治理和管控的难度。3厨房油烟污染及控制标准现状3.1国内烹饪油烟污染及控制标准据资料统计，国内绝大部分的家庭用吸油烟机，它们大多没有油气分离功能，仅仅是简单的将排烟管与风机连接起来，实现抽烟排烟的功能，对油烟及挥发性有机物（VOCs）等大气污染物几乎没有净化效果，从而造成油污直接排到室外，对大气造成一定的污染。《饮食业油烟排放标准（试 行）》（GB18483-2001）是目前为止我国现行有效的关于油烟方面的国家标准，但由于标准中规定使用的四氯化碳（萃取溶剂）已被确认为全球禁止使用的化学试剂，所以对该标准进行修订或者寻求四氯化碳的替代试剂势在必行。在国家标准的基础上，随后又有山东、上海、天津等地分别出台了严于国家标准的饮食业油烟排放地方标准，但这些标准中均未考虑到油烟污染中VOCs的控制需求，且对家庭厨房油烟的排放缺乏相应的排放限值标准。3.2 国外烹饪油烟污染及控制标准国外烹饪油烟污染与中国饮食油烟污染状况比较，并不严重，究其原因与其饮食习惯和烹饪方式有很大的关系。一般国外家庭烹饪主要强调保持蔬菜的营养和原汁原味，食物多生吃或加工成半成品，基本采用蒸、煮、煎、炸等烹饪方式且油温仅有130℃左右，故不会产生太大的油烟，厨房污染程度较低。国外发达国家的餐饮业规模一般较大，基本都会安装油烟处理设施，而采用较多的便是用热氧化焚烧或催化氧化燃烧的方法将油烟转化成安全状 态，消除污染和异味，然后再排放到大气中。而且国家对油烟气排放的监管力度也相当大，同时与之相应的检测方法和国家标准也比较成熟。烹饪油烟污染问题在台湾也比较严重，且目前还没有制定专门的烹饪油烟控制标准，主 要采用《固定污染源空气污染物排放标准》和《空气污染防制法》中对颗粒状污染物的不透光率和质量浓度的控制来对烹饪油烟排放进行管理。与大陆类似，饮食油烟污染在香港也是一个显著的问题。香港环保署编制了《控制食肆及饮食业油烟及煮食气味》的小册子。相对 于中国，饮食业油烟污染在美国并不严重，所以没有关于烹饪油烟污染的国家标准，只是个别的州县制定了自己区域内的地方标准。加州南岸空气质量管制区制订了美国油烟中颗粒物和挥发性有机物的测试方法和美国控制饮食业油烟排放的地方标准。Maricopa县参考加州南岸的做法，也制定了类似的控制饮食业油烟排放的标准。4 家庭油烟污染防治对策4.1 对家用油烟机设备的管理首先，建议对当前市面上的家用吸油烟机进行油烟去除效率测试，制定出相应的产品标 准，并根据相关标准对产品进行认证，只有通过标准检测认证合格的产品才可投入市场，建立严格的市场准入标准和制度，杜绝伪劣产品，从而加大对烹饪油烟污染综合治理的力度。其次，选择节能环保的吸油烟机可以一定程度上减少污染，同时对吸油烟机设备的日常维护、清洗也是确保油烟净化效率的关键，以保证吸油烟机良好的运行状态。4.2 国家标准的出台建议除对家用吸油烟机制定产品标准之外，还需针对家庭油烟这种具有粘性、浓度相对低非连续间断性排放的污染源制定相适应的餐饮油烟和挥发性有机物（VOCs）的采样分析方法，使监测数据更科学准确。4.3 加大厨房油烟污染防治的宣传力度借助各种媒体的力量，大力宣传，增强人们的环保意识。我国大气污染的治理进度、空 气质量的改进速度，在某种程度上取决于人们公共环保意识的成长速度，取决于全民环保意识的提高。不管是PM2.5，还是油烟治理，都需要公众参与。不仅要加大宣传厨房油烟污染的危害性和防治工作的重要性，增强人们对家庭厨房油烟污染治理的环保意识，还需要人们努力改变烹饪习惯和饮食习惯。要多提倡蒸、煮、炖食物，开发更多的蒸、煮、凉拌菜肴，尽量少煎、炒或油炸食物，减少烹调油的用量，从而减少油烟污染物的产生。4.4 政府激励和管控鉴于我国吸油烟机的产品性能现状，可以采取政府管控和激励的措施，鼓励吸油烟机生产厂家研发可有效去除家庭油烟及VOCs降解功能的环保型家用吸油烟机，提出家庭用吸油烟机产品阶梯激励政策，对增加油烟及VOCs处理功能的家用吸油烟机产品根据其净化效果以及技术经济分析给予有差别的产品及运维费用补贴，引导环保排放型家用吸油烟机产品的开发及推广。还应定期监测居民区油烟的排放浓度和净化效率， 对排放不合格的小区进行原因分析，追根溯源找到问题所在，并配合监督小区物业管理部门做好整治工作，确保家庭油烟污染废气达标排放。5 安科瑞AcrelCloud3500餐饮油烟监测云平台为了弥补现存餐饮行业在烟油监测上的漏洞，同时便利监管部门的监察，安科瑞油烟监测云平台应运而生。油烟监测模块通过2G/4G与云端平台进行通信和数据交互，系统能够对企业餐饮设备的开机状态、运行状态进行监控；实现开机率监测，净化效率监测，设施停运告警，待清洗告警，异常告警等功能；对采集数据进行统计分析、排名等统计功能；较之传统的静电监测方案，更具实效性。平台预留与其他应用系统、设备交互对接接口，具有很好的扩展性及融合性。5.1平台结构平台GIS地图采集餐饮油烟处理设备运行状态和油烟排放的浓度数据，自动对超标排放及异常企业进行提示预警，监管部门可迅速进行处理，督促餐饮企业整改设备，并定期清洗、维护，实现减排环保，不扰民等目的。现场安装监测终端，持续监测油烟净化器的工作状态，包括设备运行的电流、电压、功率、耗电量等等，同时结合排烟口的挥发性物质、颗粒物浓度等进行对比分析，一旦排放超标，系统会发出异常信号。■ 油烟监测设备用来监测油烟、颗粒物、NmHc等数据■ 净化器和风机配合对油烟进行净化处理，同时对净化设备的电流、电压进行监测■ 设备通过4G网络将采集的数据上传至远程云端服务器5.2 平台主要功能(1)在线监测对油烟排污数据的监测，包括油烟排放浓度，颗粒物，NmHc等数值采集监测;同时对监控风机和净化器的启停状态、运行数据进行监测。(2)告警数据监测系统根据采集的油烟数值大小，产生对应的排放超标告警;对净化器的运行数据分析，上传净化设备对应的运行、停机、故障等告警事件。(3)数据分析运行时长分析，离线分析；告警占比、排名分析；历史数据统计等。(4)隐患管理系统对采集的告警数据分析，产生对应的隐患记录，派发、处理隐患，及时处理告警，形成闭环。(5)统计分析包括时长分析、超标分析、历史数据、分析报告等模块。(6)基础数据维护个人信息、权限维护，企业信息录入，对应测点信息录入等。(7)数据服务数据采集，短信提醒，数据存储和解析。5.3油烟监测主机油烟监控主机是现场的管理设备，实时采集油烟浓度探测器和工况传感器的信号，进行数据处理，通过有线或无线网络通讯将数据传输到服务器平台。同时，对本地数据进行存储，监控现场设备状态，提供人机操作界面。具体技术参数如下：类别条目规格探头油烟浓度0 – 100mg/m3VOC浓度0 – 500 ppm颗粒物浓度0 – 5000ug/m3温度-30 – 100℃湿度0 – 100%RH尺寸∅42 * 270mm输出RS485/Modus RTU监测主机风机+净化器状态电流型/电压型模拟信号接口Modbus RTU + 2路4-20mA显示4.3寸触摸液晶屏告警声音+告警灯数据存储3年数据远传HJ212-2017环保协议数据导出U盘导出远程查看手机客户端远程控制3G远程调整/控制控制输出2路干接点继电器电源220VAC尺寸250 * 190 * 905.4设备选型方案序号名称型号数量备注采集模块ACY100/2G（单探头）1四选一，物联网卡自备ACY100/4G（单探头）1ACY100/2G（双探头）1ACY100/4G（双探头）12电流互感器AKH-0.66 K-φ16 40A/20mA2净化器和风机各1个注：双探头适合双排烟通道的场合，每路探头监测1路排烟通道。6 结论家庭厨房油烟污染有着较强的社会性和普遍性，需要借鉴国外对饮食业油烟污染治理的经验，从饮食业油烟污染控制技术的发展趋势来看，我国也需要制定更为严格的油烟污染物排放标准，尤其是油烟污染物中挥发性有机物（VOCs）的排放，这就要求在现有的油烟治理方法和技术上研制和开发更好的油烟净化设备，使其可以同时去除油烟污染物中的颗粒物和气态污染物（VOCs），研制开发新型环保的油烟净化设备和家用吸油烟机。