浅谈餐饮企业VOCs排放特征研究与对策

近年来,我国面临细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O₃)污染的双重压力。VOCs作为二者共同的重要前体物,其源头的防控和治理事关PM2.5和O₃的污染控制。大气环境中的VOCs除了来自植物排放,还可能来自于石化、化工、包装印刷、工业喷涂、垃圾填埋场、污染场地和餐排放。针对化工、喷涂等过程中的VOCs释放问题,我国已出台相应排放标准,而烹饪活动引起的环境污染和健康影响往往被忽视。

不同菜系、烹饪方式等均会影响VOCs的排放。为了切实解决餐饮油烟污染扰民问题,人居环境质量,不少城市已针对当地餐饮VOCs污染状况进行相应的研究。崔彤等研究了北京市餐饮业中的烧烤、中式快餐、西式快餐、川菜和浙菜5种典型菜系,其中浙菜的VOCs排放浓度较低,醇类为主要成分。烧烤排放的VOCs组分主要有丙烯、1-丁烯和正丁烷等,而西餐以醛酮类、醇类和烷烃类为主。尹元畅等集了成都市8家不同类型及规模的川菜餐饮企业烹饪高峰期的环境空气样品,共检测到14VOCs,TVOC平均质量浓度为(370±450)μg/m-3,主要成分包括48%苯系物、22%烷烯烃、4%卤代烃、20%酮类。

1.1样品采集

1.2分析方法

仪器分析条件如下:

1级冷阱:捕集阱温度-150℃,预热温度10℃,解析温度10℃,烘烤温度130℃烘烤时间5min。

3级冷阱:捕集阱温度-150℃,烘烤时间2min。

色谱柱:60m×0.32mm×1μmDB-1。

柱温箱:35℃保持5min;以5℃/min升至

源温度:250℃。

扫描范围:m/z29~180;m/z35~270。

1.3质量控制

2.结果与分析

为了研究南京市不同餐饮企业的VOCs排放特征,本研究采集了10家不同类型餐饮企业烹饪过程中的厨房环境空气样品,餐饮企业的基本信息如表1所示:

2.2典型菜系的VOCs组分构成

10家餐饮企业排放的VOCs组成如表2所示。11种VOCs的检出率均大于60%,分别为2-甲基丙烷、2,3-二甲基丁烷、环己烷、丙烯、对/间-二甲苯、邻二甲苯、三氯氟甲烷、1,2-二氯乙烷、乙酸乙烯酯、乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯。其中2,3-二甲基丁烷、丙烯在10家餐饮企业中均有检出,检出率是100%。

典型餐饮企业排放的VOCs主要组分如图2所示。中式餐饮中徽菜系排放的VOC中,2,3-二甲基丁烷排放浓度较高,其次为乙酸乙酯、丙烯,浓度范围为46.34~17.26μg·m-3；川菜系排放的VOCs中2,3-二甲基丁烷排放浓度较高,其次为丙烯、三氯氟甲烷,三者占比超过了70%；湘菜系排放的VOCs以丙烯、2,3-二甲基丁烷、异戊烷为主,浓度范围为90.31~31.22μg·m-3,三者占比超过了65%；苏菜系排放的2,3-二甲基丁烷较高,其次为丙烯、甲苯,浓度范围为120.21~22.76μg·m-3,三者占比超过了80%。西式快餐除2,3-二甲基丁烷、丙烯外,异戊烷的浓度较高。烧烤类排放的VOCs中苯、2,4-邻二甲苯、对/间-二甲苯等苯系物浓度明显高于其他餐饮企业。

2.2.2组分构成

为了进一步研究南京市典型餐饮企业的VOCs组分特征,将46种VOCs按照化学结构不同,划分为6类,分别为烷烃、烯烃、酯类、芳香烃、卤代烃、其他类。

图3典型餐饮企业的VOCs组分占比

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

3.1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

■设备通过4G网络将采集的数据上传至远程云端服务器

（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

(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

个人信息、权限维护，企业信息录入，对应测点信息录入等。

数据采集，短信提醒，数据存储和解析。

3.4设备选型方案

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。

4.结论

(2)不同类型的餐饮企业在烹饪过程中释放出的VOCs组分和含量有所不同。中式餐饮中徽菜系排放的VOCs主要为3-二甲基丁烷、乙酸乙酯、丙烯；川菜系主要为3-二甲基丁烷、丙烯、三氯氟甲烷;湘菜系主要为丙烯、3-二甲基丁烷、异戊烷；苏菜系主要为3-二甲基丁烷、丙烯、甲苯。西式快餐除3-二甲基丁烷、丙烯外,异戊烷的浓度较高。烧烤类排放的VOCs中苯、邻二甲苯、对/间-二甲苯等苯系物浓度明显高于其他餐饮企业。

(4)本研究仅分析了灶头周围环境空气中VOCs组分特征,尚缺乏对餐饮企业厨房油烟净化系统的研究,今后可进一步研究净化系统排放口的污染特征,以此检验净化装置是否能减轻餐饮VOCs污染。

[1]刘芃岩,马傲娟,邱鹏,等.保定市餐饮源排放PM2.5中污染物特征及来源分析[J].环境化学,2019,38(4):770-776.

[3]张腾,彭林,李颖慧,等.餐饮源油烟中PM2.5的化学组分特征[J].环境科学研究，2016，29(2):183-191.

[5]安科瑞AcrelCloud-3500餐饮油烟监测云平台.2020.05版.

作者简介：

李新伟，女，本科  安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电

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