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(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(lèi)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(lèi)化合物的排放濃度、組成特征和大氣反應(yīng),得出商戶(hù)對(duì)相應(yīng)的油煙排放標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識(shí)不夠;不同類(lèi)型餐飲企業(yè)對(duì)比,中式快餐店油煙中醛酮類(lèi)化合物基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度較高;C1~C3醛酮類(lèi)化合物是所有類(lèi)型油煙中醛酮類(lèi)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(lèi)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(chē)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(kāi)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(lèi)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(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(lèi)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(lèi)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(chēng)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(lèi)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(lèi)的醛酮類(lèi)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(lèi)化合物排放濃度分布
表1廣州市餐飲油煙中醛酮類(lèi)化合物濃度分布/μg·m-3
圖1餐飲油煙中醛酮類(lèi)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(lèi)化合物總濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果分布見(jiàn)表1,餐飲油煙醛酮類(lèi)化合物實(shí)測(cè)濃度與基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度對(duì)比見(jiàn)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(hù)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(lèi)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(lèi)型企業(yè)加大監(jiān)測(cè)力度。
1.2 油煙中醛酮類(lèi)化合物的組成特征
餐飲企業(yè)油煙中醛酮類(lèi)化合物組成見(jiàn)圖2,甲醛為餐飲企業(yè)油煙中占比較高的醛酮類(lèi)化合物;火鍋店油煙中僅檢測(cè)到5種目標(biāo)醛酮類(lèi)化合物,種類(lèi)較少,其中C1~C3醛酮類(lèi)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(lèi)化合物占比范圍在63~78%之間;各餐飲企業(yè)油煙中醛酮類(lèi)化合物中丙醛占比均在2.5%~7%之間,己醛為C4~C8醛酮類(lèi)化合物中的主要成分。表明餐飲油煙醛酮類(lèi)化合物中C1~C3醛酮類(lèi)化合物為主要組成物質(zhì),日后對(duì)對(duì)油煙中的醛酮類(lèi)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(lèi)化合物OFP占比見(jiàn)圖3,各餐飲企業(yè)油煙中醛酮類(lèi)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(lèi)OFP值貢獻(xiàn)率范圍為7%~11.1%,丙醛在其他餐館的醛酮類(lèi)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(lèi)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(mén)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(kāi)機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控;實(shí)現(xiàn)開(kāi)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(mén)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)或無(wú)線(xiàn)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(lèi)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(lèi)化合物組成中,C1~C3醛酮類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(kāi)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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[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:
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(cè)的研發(fā)與應(yīng)用。