摘 要：介(jiè)紹了烹飪油(yóu)煙(yān)的(dí)組成(chéng)及危(wēi)害，著重概述了家庭(tíng)烹飪油(yóu)煙汙(wū)染特(tè)點(diǎn)以(yǐ)及淨(jìng)化技術的研(yán)究(jiū)進展，對各技(jì)術特(tè)點及(jí)存在(zài)的(dí)問(wèn)題進行了分(fēn)析(xī)，初步探(tàn)討了(liǎo)新(xīn)近(jìn)發(fā)展的(dí)靜(jìng)電(diàn)催(cuī)化(huà)耦(ǒu)合技術(shù)在(zài)烹(pēng)飪(rèn)排放(fàng)汙染(rǎn)控製中的(dí)應用，分(fēn)析了現行的吸油煙(yān)機技術(shù)標(biāo)準及發展趨勢。 

關(guān)鍵(jiàn)詞：油煙(yān)汙染；家(jiā)用(yòng)吸油(yóu)煙(yān)機；環境(jìng)汙染；防(fáng)治(zhì)對(duì)策 

0 引言

       烹(pēng)飪(rèn)油(yóu)煙(yān)( cooking oil fumes，COFs) ,是指采(cǎi)用(yòng)食用油(yóu)煎，炒(chǎo)，烹(pēng)和炸食物(wù)後發(fā)生劇(jù)烈化(huà)學變(biàn)化而(ér)產(chǎn)生(shēng)的油煙霧，包(bāo)含多(duō)種(zhǒng)有(yǒu)毒化學成(chéng)分，已成為危害烹飪者(zhě)健康的重要因(yīn)素。不僅如(rú)此，分散在(zài)千家萬戶的廚房烹飪油(yóu)煙未經處理直排至(zhì)室外(wài)，在城市大氣中(zhōng)不(bù)斷(duàn)累積，成為引起(qǐ)城市(shì)大氣霧霾的重要排(pái)放源之(zhī)一［1］，甚至被認為(wéi)是(shì)繼工(gōng)業排放(fàng)，機動車尾氣排放之後，空氣(qì)汙染(rǎn)的第三“元凶(xiōng)”［2］。由此可見，烹飪油(yóu)煙的淨(jìng)化對保(bǎo)護大(dà)氣(qì)環境和(hé)保(bǎo)障人(rén)類的健(jiàn)康(kāng)具有重(zhòng)要(yào)意義(yì)。

       近(jìn)十(shí)幾(jī)年來(lái)，人們比較關注餐飲(yǐn)業的油煙淨化(huà)技(jì)術的(dí)研發(fā)，而(ér)對(duì)分散式的家(jiā)庭烹飪(rèn)汙(wū)染治(zhì)理研究報(bào)道(dào)較少(shǎo)。因此，本(běn)論(lùn)文(wén)在介(jiè)紹(shào)烹飪油(yóu)煙(yān)的(dí)危(wēi)害以(yǐ)及(jí)主(zhǔ)要技術(shù)發(fā)展的同時，對家庭(tíng)烹(pēng)飪汙染(rǎn)特點(diǎn)，技術(shù)現(xiàn)狀，未來發(fā)展以(yǐ)及法(fǎ)規(guī)標準(zhǔn)等方(fāng)麵作了(liǎo)的(dí)分析(xī)和論述。

1 烹飪油煙(yān)的(dí)組(zǔ)成(chéng)及(jí)危(wēi)害

1.1 烹飪油煙的主(zhǔ)要(yào)成分(fēn)

       烹飪過程中(zhōng)會產(chǎn)生可見(jiàn)的(dí)煙霧，這(zhè)些(xiē)煙(yān)霧(wù)是由油(yóu)，水(shuǐ)蒸氣，液(yè)滴(dī)，燃(rán)燒產(chǎn)物以(yǐ)及(jí)冷(lěng)凝(níng)的有(yǒu)機(jī)物組(zǔ)成的(dí)微米(mǐ)級別的(dí)粒(lì)子。這些(xiē)顆粒(lì)物屬(shǔ)於超(chāo)細微粒，總體(tǐ)直徑(jìng)處於(yú)100nm到(dào)2.5μm之(zhī)間(jiān)［4］。從形態組成(chéng)上看，主(zhǔ)要(yào)由顆粒物和(hé)氣(qì)態物質(zhì)組(zǔ)成，氣態汙染物(wù)主(zhǔ)要(yào)是一(yī)些(xiē)揮(huī)發性有機化合物( volatile organiccompounds，VOCs)，是異味(wèi)的(dí)主要(yào)來(lái)源(yuán)。

       油煙(yān)的(dí)組(zǔ)成(chéng)十(shí)分復(fù)雜(zá)，成分(fēn)有(yǒu)300 多種，主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括(kuò)脂肪(fáng)酸(suān)，烷(wán)烴，烯(xī)烴(tīng)，以及氧化(huà)裂解後的(dí)短鏈(liàn)醛類，酮，醇，酯(zhǐ)，芳香化(huà)合(hé)物(wù)和雜環化合物(wù)。蔣(jiǎng)燕等采用低溫預(yù)濃(nóng)縮(suō)儀(yí)和氣相色譜-質譜(pǔ)聯(lián)用的(dí)分析(xī)技術對(duì)川菜館排(pái)放的油煙(yān)廢氣(qì)進行檢測，共檢測出(chū)14 種VOCs，其(qí)中(zhōng)苯(běn)係物6 種( 43%，體(tǐ)積(jī)分數，下同) ，烷烯烴4 種(zhǒng)( 29%) ，鹵(lǔ)代烴2 種( 14%) ，酮類(lèi)2種(zhǒng)( 14%) 。Sjaastad 等［8］通(tōng)過研究(jiū)發(fā)現(xiàn)，在煎(jiān)牛排的(dí)過程中(zhōng)會產(chǎn)生大(dà)量(liáng)揮發(fā)性的(dí)醛(quán)類，包(bāo)括甲醛，乙(yǐ)醛，丙醛，異丁(dīng)醛(quán)，丁(dīng)醛(quán)，異戊醛，戊醛(quán)，庚醛，辛醛，壬醛(quán)和癸醛(quán)。

1.2 家(jiā)庭烹(pēng)飪(rèn)油煙的(dí)特(tè)點及危害

       國外的(dí)烹飪(rèn)方式與我(wǒ)國(guó)差異很(hěn)大，食(shí)物(wù)多為生食(shí)或加工為半成品，廚房汙(wū)染(rǎn)程(chéng)度(dù)較(jiào)低(dī); 而我(wǒ)國家庭烹飪(rèn)的(dí)溫度高，油量(liáng)大，同時加入(rù)各(gè)種(zhǒng)油，鹽，醬(jiàng)，醋(cù)，在高溫(wēn)下(xià)這些(xiē)醬料(liào)也發(fā)生(shēng)化學(xué)變化(huà)，因此(cǐ)中(zhōng)式(shì)廚(chú)房(fáng)的汙染程度很(hěn)高(gāo)。一些(xiē)研(yán)究(jiū)表明，亞洲(zhōu)的烹飪方式產(chǎn)生的PM2. 5 要(yào)多於西式(shì)烹飪(rèn)，分(fēn)別(bié)為(wéi)30～1400和(hé)20～535μg/m3。Li 等分析了中(zhōng)餐，西(xī)餐和日餐(cān)的(dí)廢氣來(lái)研究(jiū)排放中的多環芳烴，發(fā)現(xiàn)中式(shì)烹飪(rèn)產生(shēng)高(gāo)的致癌物質—苯(běn)並(bìng)芘，其中，西式烹飪是(shì)中(zhōng)式烹(pēng)飪(rèn)的1 /7，而(ér)日式(shì)的(dí)烹飪和快餐幾(jī)乎都(dū)不(bù)產生(shēng)苯並(bìng)芘。

       我國居(jū)民(mín)平均每人(rén)每天食用(yòng)油的(dí)消耗量(liáng)是(shì)40g，3口之家1天消耗(hào)食用(yòng)油120g，1年43200g，按(àn)照目市(shì)場上(shàng)家用(yòng)吸油煙(yān)機(jī)的(dí)油脂(zhī)去(qù)除率95%來計(jì)算，每(měi)年每(měi)戶(hù)排放油(yóu)煙(yān)顆(kē)粒物2160g，計(jì)為(wéi)2 kg，按(àn)上(shàng)海(hǎi)現(xiàn)有900餘萬戶(hù)家(jiā)庭計(jì)算(suàn)，全年全(quán)市的(dí)排(pái)放量就有(yǒu)18000多(duō)t的油(yóu)煙顆粒(lì)物，記(jì)者(zhě)調(tiáo)查報告(gào)也與上述(shù)結果(guǒ)相(xiāng)符。數(shù)量如此巨大(dà)的分(fēn)散式(shì)點源(yuán)排放出(chū)來的油(yóu)煙廢氣(qì)量(liáng)是(shì)相(xiāng)當驚人(rén)的(dí)。然(rán)而(ér)，目(mù)我(wǒ)國對家(jiā)庭(tíng)廚(chú)房油(yóu)煙排放的(dí)管(guǎn)理(lǐ)和控(kòng)製(zhì)還(huán)處於(yú)真(zhēn)空狀(zhuàng)態(tài)。

       在紐約(yuē)市一項(xiàng)研究中，研究者使(shǐ)用了高分辨(biàn)率氣(qì)溶膠飛(fēi)行時(shí)間質譜(pǔ)儀(yí)，發(fā)現烹飪和交通具有(yǒu)相同(tóng)比(bǐ)重(zhòng)的(dí)有(yǒu)機氣溶膠的(dí)排放(fàng)量(liáng)，其(qí)所產(chǎn)生的有機氣溶膠(jiāo)占到了30% 的總有機氣(qì)溶膠排放量(liáng)。大(dà)規模(mó)的(dí)烹(pēng)飪已被(bèi)確定(dìng)是(shì)一個(gè)重要的有機(jī)碳和碳元素(sù)的貢獻者，包(bāo)括城(chéng)市(shì)環境(jìng)中通過(guò)有機(jī)光化(huà)學，二次(cì)有機氣溶膠(jiāo)形(xíng)成的縮(suō)合(hé)的氣(qì)態(tài)反(fǎn)應(yīng)產物。

       油(yóu)煙中(zhōng)含有(yǒu)的VOCs大部分為(wéi)有毒有害物質，而苯係物(wù)，多環芳烴(tīng)類等為致癌物質，對人體健康造成(chéng)大的(dí)危(wēi)害(hài)。研究表明(míng)，在(zài)中(zhōng)國(guó)，香(xiāng)港及新加(jiā)坡，烹飪頻率越(yuè)高(gāo)的女性，患(huàn)肺(fèi)癌(ái)的幾(jī)率(shuài)越大，這與她們經(jīng)常(cháng)暴露(lòu)在(zài)充滿油(yóu)煙(yān)的(dí)廚房(fáng)環(huán)境中有(yǒu)很大關(guān)係(xì)。與(yǔ)其他國家相比(bǐ)，盡(jìn)管亞洲的女性吸煙(yān)率很低，但(dàn)是患(huàn)肺(fèi)癌的比例卻(què)高(gāo)於男(nán)性。

2 各(gè)種(zhǒng)烹飪(rèn)油煙淨(jìng)化(huà)技術

       國外的(dí)烹飪方式(shì)產生的(dí)油煙(yān)濃度(dù)低，大飯(fàn)店(diàn)一般是采用熱氧(yǎng)化焚(fén)燒(shāo)法(fǎ)，即(jí)利(lì)用熱(rè)氧化(huà)反(fǎn)應(yīng)將(jiāng)油煙中(zhōng)的(dí)有毒(dú)有害成(chéng)分轉化(huà)成(chéng)無毒(dú)狀(zhuàng)態; 中小飯店一(yī)般(bān)采用催(cuī)化劑淨化法，通過(guò)催化(huà)氧化(huà)燃(rán)燒將油(yóu)滴轉(zhuǎn)化為CO2和(hé)蒸汽(qì)，從(cóng)而(ér)消除汙染和(hé)異(yì)味。

       目我國(guó)家(jiā)庭(tíng)廚房(fáng)所廣泛采(cǎi)用的吸油煙(yān)機(jī)，其淨化原(yuán)理是首先(xiān)采(cǎi)用機械過(guò)濾除(chú)去(qù)大(dà)顆粒的油滴和水滴，再經過(guò)葉輪(lún)的旋轉(zhuǎn)，一方麵(miàn)利用(yòng)離(lí)心力產(chǎn)生慣性(xìng)分離(lí)，另一(yī)方麵(miàn)產生(shēng)氣力輸送作(zuò)用，通過(guò)過(guò)濾對油(yóu)煙(yān)起到一定的(dí)淨化作用。但(dàn)吸油煙機隻是將廚房(fáng)汙(wū)染轉(zhuǎn)移(yí)到室(shì)外，在(zài)排放口仍然可見(jiàn)明(míng)顯的(dí)煙(yān)霧(wù)，汙(wū)染大(dà)氣。

       現在普遍(biàn)采用(yòng)的油煙淨(jìng)化技(jì)術主要(yào)有(yǒu)以下(xià)幾種(zhǒng): 機械(xiè)式(shì)淨化，吸(xī)附(fù)式淨(jìng)化(huà)，靜(jìng)電式淨(jìng)化，洗(xǐ)滌法淨化(huà)等(děng)。

2.1 機(jī)械(xiè)式(shì)油煙(yān)淨化

       機(jī)械式淨化法主要(yào)包(bāo)括慣(guàn)性(xìng)碰撞，旋(xuán)風分(fēn)離和(hé)過濾(lǜ)。機(jī)械(xiè)式(shì)淨化法(fǎ)設備(bèi)簡單(dān)，運(yùn)行(háng)費用(yòng)低，維修(xiū)管理方(fāng)便(biàn)，但由(yóu)於(yú)去(qù)除效(xiào)率比(bǐ)較低等缺點，一(yī)般隻應(yīng)用於(yú)預(yù)處理(lǐ)或者是(shì)復(fù)合處理法中。

2.2 吸(xī)附(fù)式(shì)油煙(yān)淨化

       吸(xī)附(fù)法(fǎ)是利用活性(xìng)炭或(huò)其他多孔(kǒng)材(cái)料(liào)的吸(xī)附特性(xìng)，吸附去除(chú)大部(bù)分的(dí)顆粒(lì)物和(hé)VOCs。這種方(fāng)式(shì)對氣溶膠的去(qù)除率(shuài)為(wéi)40%～70%，且對氣味的淨化(huà)有(yǒu)較(jiào)明(míng)顯作用(yòng)，但隨(suí)著油(yóu)煙(yān)霧的(dí)附著，吸附能力(lì)會逐漸減(jiǎn)弱，需(xū)要經(jīng)常換濾(lǜ)料(liào)，因此維護成(chéng)本較高(gāo)，且(qiě)細菌(jūn)，黴菌還(huán)可能在(zài)活(huó)性(xìng)碳(tàn)上(shàng)繁殖，發(fā)臭(chòu)，從而(ér)造(zào)成二(èr)次汙染(rǎn)。

2. 3 靜電式(shì)油(yóu)煙淨(jìng)化(huà)

       靜電(diàn)式(shì)油煙淨化設備的(dí)主要原(yuán)理是(shì)利用(yòng)陰(yīn)極在高壓(yā)電場發(fā)出(chū)來(lái)的(dí)電子與(yǔ)油煙顆粒碰撞(zhuàng)，使顆(kē)粒荷電，再(zài)利(lì)用(yòng)電(diàn)場(cháng)力(lì)使帶電顆粒在(zài)捕集(jí)區(qū)被捕(bǔ)集，從(cóng)而實現淨化(huà)分(fēn)離。與其(qí)他技術例(lì)如噴(pēn)淋(lín)，洗(xǐ)滌(dí)相(xiāng)比，靜電(diàn)式(shì)淨化(huà)技(jì)術在收集(jí)和去除油煙方麵加(jiā)有(yǒu)效(xiào)。李(lǐ)家(jiā)勝(shèng)報道(dào)，當靜(jìng)電(diàn)式油煙(yān)淨化設(shè)備風速控製在0.6～1.6 m/s，電極(jí)電壓為2.5 kV 時(shí)，1～10μm 的顆粒物去除率在90%以(yǐ)上(shàng)。雖(suī)然靜(jìng)電(diàn)技術可以(yǐ)捕集顆粒(lì)物並(bìng)在一定程(chéng)度上(shàng)降(jiàng)低(dī)了(liǎo)異味(wèi)，但運(yùn)行效(xiào)率受一些(xiē)因(yīn)素(sù)的影響，例(lì)如(rú)運(yùn)行參(cān)數，烹飪(rèn)過程和(hé)天(tiān)氣(qì)條件。

2. 4 濕(shī)式油煙淨化(huà)

       濕(shī)式(shì)油煙淨化法(fǎ)是將吸(xī)收淨(jìng)化液(yè)( 水(shuǐ)，化學藥劑(jì)) 通過(guò)特(tè)殊(shū)的(dí)裝置(zhì)形成液膜或(huò)液(yè)霧，通(tōng)過氣(qì)液接觸(chù)使(shǐ)汙(wū)染物從氣(qì)相向(xiàng)液相轉移(yí)，從而洗滌(dí)吸收顆(kē)粒物(wù)和(hé)有害(hài)氣體。李剛等提出“水幕式公共廚房油煙淨化裝置”，處(chǔ)理(lǐ)效率(shuài)在75%～90%左右(yòu); 邵(shào)偉慶(qìng)等發明的“組合式(shì)油(yóu)煙(yān)洗滌淨化裝(zhuāng)置”，淨化(huà)效(xiào)率(shuài)可(kě)達到(dào)80%。洗滌法(fǎ)對(duì)於(yú)去除油(yóu)煙(yān)中SO2，NOx等廢氣很有(yǒu)效，但此(cǐ)方法(fǎ)耗(hào)水，耗(hào)電，運行(háng)費(fèi)用較(jiào)高; 如果(guǒ)采用(yòng)循(xún)環水，噴(pēn)淋裝(zhuāng)置容易堵塞(sāi)，不易清洗; 而且設(shè)備(bèi)龐大，對於(yú)場(cháng)地比較狹(xiá)窄(zhǎi)的廚(chú)房(fáng)則無法安裝。

       濕式(shì)淨(jìng)化法需要(yào)對(duì)洗(xǐ)滌液(yè)進(jìn)行無害(hài)化處理。顯然，這種技術(shù)可(kě)以(yǐ)用於餐飲烹(pēng)飪(rèn)的排放(fàng)淨化，卻難(nán)以適用於(yú)家(jiā)庭烹(pēng)飪油(yóu)煙排(pái)放的(dí)淨化(huà)。

2. 5 催(cuī)化(huà)淨化法

       催(cuī)化淨化法的(dí)原(yuán)理(lǐ)是在(zài)催化(huà)劑(jì)的(dí)作用下，在烹(pēng)調過(guò)程產(chǎn)生的汙染物(wù)在一(yī)定(dìng)溫度下(xià)被催化(huà)氧化(huà)燃(rán)燒或(huò)分解，轉化為(wéi)二氧(yǎng)化碳(tàn)和水蒸(zhēng)氣，消除汙染(rǎn)和(hé)臭味。張大偉等［27］采用浸(jìn)漬(zì)法製備La0.8Sr0.2MnO3負(fù)載(zǎi)型(xíng)納米(mǐ)催化(huà)劑(jì)，經(jīng)800℃焙(bèi)燒的催化(huà)劑(jì)形(xíng)成(chéng)了(liǎo)鈣(gài)鈦礦晶(jīng)粒(lì)，當負載量達(dá)到10% 時，催化劑(jì)對(duì)油(yóu)煙低(dī)溫燃燒(shāo)的(dí)催(cuī)化(huà)活性較高，起燃溫度為(wéi)198℃，300℃下(xià)催(cuī)化效率高(gāo)，達到90%。Yang 等以(yǐ)Al2O3為載(zǎi)體(tǐ)，MnO2 /CuO 為(wéi)活性組(zǔ)分(fēn)，在(zài)650℃下(xià)焙(bèi)燒(shāo)製(zhì)成球(qiú)形催(cuī)化劑，對油煙(yān)進行(háng)催化(huà)，催化溫度200～600℃，能將(jiāng)PAHs，硝(xiāo)基多(duō)環(huán)芳烴(tīng)等(děng)氧(yǎng)化為CO2和H2O，在200℃對(duì)油煙的(dí)催化效率(shuài)達(dá)到(dào)了(liǎo)96%。

       以上結果(guǒ)表明，雖(suī)然催(cuī)化燃燒(shāo)法(fǎ)對油煙的(dí)去除效(xiào)率較高，但需(xū)要(yào)在(zài)高溫(wēn)環(huán)境(jìng)( 300℃左右) 才能進(jìn)行(háng)催化(huà)反應(yīng)，能耗(hào)高(gāo)，危險(xiǎn)性(xìng)大，家(jiā)庭廚房難(nán)以應(yīng)用。

       各種淨化(huà)技術(shù)的(dí)缺(quē)點(diǎn)對比總結在表1中。可(kě)以預(yù)見(jiàn)，未(wèi)來該領域(yù)的研(yán)究在於尋找(zhǎo)能夠同(tóng)時去除顆粒物(wù)與(yǔ)VOCs，總體造價(jià)與能耗(hào)都(dū)較低，尺寸(cùn)小(xiǎo)，適(shì)用於(yú)家庭廚(chú)房的(dí)復合(hé)式油(yóu)煙淨化技(jì)術(shù)。

表1 常見油煙(yān)淨(jìng)化技術(shù)對比

3 高壓靜(jìng)電催(cuī)化耦(ǒu)合淨化技術

       高壓靜(jìng)電(diàn)的原理決(jué)定(dìng)了它具有捕捉細(xì)小(xiǎo)顆粒物的(dí)特性，以及對(duì)烹(pēng)飪(rèn)油煙(yān)的(dí)淨(jìng)化能力。在一定範圍內，電壓(yā)越高則顆(kē)粒物捕集效率也(yě)越高，同時(shí)產(chǎn)生多(duō)臭氧(yǎng)。臭氧汙(wū)染環(huán)境，單獨的(dí)臭(chòu)氧對有(yǒu)機(jī)汙(wū)染(rǎn)物(wù)和異味(wèi)的去除(chú)能力(lì)很(hěn)有限(xiàn)。我(wǒ)們的研究(jiū)表(biǎo)明(míng)，在催化作用(yòng)下(xià)O3能(néng)實現(xiàn)對(duì)VOCs的(dí)有效淨化(huà)，並在靜電催(cuī)化(huà)耦合同時(shí)淨化室內(nèi)PM和(hé)VOCs方麵取得(dé)了(liǎo)進展(zhǎn)。

       將這(zhè)一原(yuán)理用於淨化(huà)烹飪(rèn)油煙，主(zhǔ)要麵(miàn)臨以(yǐ)下挑(tiāo)戰: 1) 如何(hé)減(jiǎn)輕大(dà)量油(yóu)汙對高(gāo)壓(yā)靜(jìng)電產生的負(fù)擔(dān); 2) 如(rú)何提高靜(jìng)電模塊對PM 和(hé)油煙(yān)的去除效率(shuài)，保(bǎo)護催(cuī)化劑不受汙染(rǎn)。

       根據該原理(lǐ)設計(jì)了(liǎo)新型油煙(yān)淨化(huà)模塊(kuài)，淨(jìng)化(huà)過(guò)程(chéng)如圖(tú)1所(suǒ)示。

       該(gāi)淨(jìng)化(huà)模塊采(cǎi)用(yòng)三段淨(jìng)化(huà)處(chǔ)理，一(yī)段油煙分離單元采用(yòng)機(jī)械(xiè)式過濾格柵，使油(yóu)煙氣(qì)體流經過(guò)濾格柵時，由(yóu)於慣性(xìng)作用產生變向(xiàng)，加速，形成(chéng)湍(tuān)流(liú)和漩渦，使顆(kē)粒(lì)物與過濾(lǜ)格(gé)柵充分碰(pèng)撞，去(qù)除油煙氣(qì)體(tǐ)中大(dà)顆(kē)粒(lì)的(dí)油(yóu)滴(dī)和(hé)水滴。二(èr)段靜電單(dān)元(yuán)采用靜電捕集原(yuán)理，分為高(gāo)壓放電(diàn)區(qū)和低(dī)壓(yā)捕集(jí)區，通過高(gāo)壓電(diàn)離作(zuò)用(yòng)使油煙(yān)顆粒荷(hé)電(diàn)，在通過捕(bǔ)集(jí)區(qū)域(yù)時由(yóu)於電(diàn)場(cháng)作用(yòng)力(lì)而發(fā)生偏(piān)轉，從而收集(jí)在(zài)捕(bǔ)集(jí)極板(bǎn)上。再經過(guò)三段催(cuī)化單(dān)元，將油(yóu)煙氣體中(zhōng)的(dí)異(yì)味(wèi)及(jí)有(yǒu)害氣體(tǐ)催(cuī)化分(fēn)解，去除油煙中的異味(wèi)及(jí)有害氣(qì)體。

       本(běn)課題組(zǔ)建立(lì)的(dí)脫排油煙機(jī)淨(jìng)化性能(néng)評價(jià)試驗台如圖2所示(shì)，測試方(fāng)法(fǎ)基(jī)本按(àn)照GB /T 17713-2011標準(zhǔn)進行。

圖(tú)2 家(jiā)庭油(yóu)煙(yān)淨化器(qì)油脂分(fēn)離度測試平台

       圖(tú)3為(wéi)采用(yòng)激光顆粒(lì)計數器在油煙淨(jìng)化模塊出口(kǒu)端采(cǎi)樣進(jìn)行顆粒物(wù)去(qù)除(chú)效率測試得到的實驗結果(guǒ)，其(qí)中(zhōng)藍色(sè)棒狀(zhuàng)數(shù)值為空(kōng)氣中的(dí)PM數(shù)值(zhí)。

圖3 顆粒(lì)物(wù)去除效率測試(shì)結(jié)果(guǒ)

       從顆粒(lì)物測試的結果(guǒ)可見(jiàn)，未經過(guò)淨(jìng)化(huà)的烹(pēng)飪(rèn)油(yóu)煙(yān)中含(hán)有大量顆粒物，數值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大於幹(gān)淨空氣(qì)中(zhōng)的(dí)顆粒物數量，且多是1μm以下(xià)的超細微粒; 經(jīng)淨(jìng)化後(hòu)，粒(lì)徑為0.3～0.5μm 的(dí)顆粒物(wù)數量(liáng)有所(suǒ)下降，粒(lì)徑(jìng)為1μm的(dí)顆粒物數量(liáng)基本(běn)去(qù)除(chú)一半，粒徑為3μm的顆粒(lì)物去除(chú)率超(chāo)過(guò)80%，粒(lì)徑為5～10μm的(dí)顆粒物的去(qù)除率(shuài)接(jiē)近。由(yóu)此(cǐ)可見(jiàn)，該淨(jìng)化模塊(kuài)對(duì)於大(dà)顆粒有(yǒu)很好(hǎo)的(dí)去(qù)除效(xiào)果(guǒ)，顆(kē)粒(lì)物越大，去(qù)除(chú)效果(guǒ)越好，對(duì)1μm以下(xià)顆粒物(wù)的去除(chú)效(xiào)果不(bù)大(dà)明(míng)顯。

       采(cǎi)用便攜(xié)式總(zǒng)揮(huī)發(fā)性有機(jī)物(wù)測試(shì)儀(yí)在(zài)淨化模塊出(chū)口端(duān)采樣進行(háng)TVOC去(qù)除效(xiào)率測試可發現，未(wèi)淨化(huà)的(dí)烹飪油(yóu)煙中總揮發性有(yǒu)機(jī)物的濃(nóng)度約(yuē)為(wéi)7849×10－ 9，淨(jìng)化(huà)後其(qí)體(tǐ)積(jī)分數降至2647×10－ 9，去(qù)除(chú)率接(jiē)近70%。

       研(yán)究表明，高(gāo)壓(yā)靜(jìng)電催化(huà)耦合(hé)具(jù)有(yǒu)以下(xià)技(jì)術(shù)勢(shì): 1)靜電(diàn)與催化(huà)耦(ǒu)合，高壓靜電產生(shēng)的臭(chòu)氧在(zài)催化劑(jì)表麵快(kuài)速(sù)分解(jiě)，因(yīn)而(ér)能防(fáng)止臭氧的(dí)溢(yì)出;2)由於能實現對臭氧的(dí)控製，為高壓靜(jìng)電(diàn)的(dí)設計(jì)提供了大(dà)的技(jì)術(shù)空(kōng)間，所設計的靜電模塊能(néng)實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5和小(xiǎo)顆(kē)粒物的去(qù)除(chú);3)利用靜電(diàn)所(suǒ)釋放(fàng)出的(dí)具(jù)有高能量的(dí)活性物(wù)種(O3等(děng))驅動催化反(fǎn)應(yīng)(克(kè)服(fú)勢壘(lěi)) ，使得在(zài)室溫(wēn)下(xià)能有效(xiào)對油煙(yān)排放中(zhōng)的VOCs 和異味(wèi)等進(jìn)行有(yǒu)效(xiào)，持(chí)久催(cuī)化淨(jìng)化(huà)。

       該項技(jì)術(shù)具有應用(yòng)於家庭(tíng)廚(chú)房的(dí)潛(qián)力，但是(shì)要成(chéng)為產品(pǐn)，仍然(rán)麵(miàn)臨諸如成(chéng)本與價格，安裝(zhuāng)與維(wéi)護等(děng)許(xǔ)多挑(tiāo)戰(zhàn)。

4 技術(shù)標準現(xiàn)狀(zhuàng)及發展趨勢

       從20世紀(jì)90年(nián)代(dài)開始，我國相關部(bù)門開始(shǐ)著手製(zhì)定(dìng)吸油煙機(jī)的(dí)行業(yè)標準。1999年(nián)4月(yuè)2 日，國(guó)家質量技(jì)術(shù)監(jiān)督局(jú)發(fā)布(bù)了《吸油煙機》( GB /T17713-1999) ，並(bìng)於(yú)當年(nián)10月(yuè)1日起實施(shī)。該《標準(zhǔn)》對(duì)吸(xī)油(yóu)煙(yān)機(jī)的(dí)定義，產品(pǐn)分(fēn)類(lèi)，試驗要求(qiú)，技(jì)術(shù)方(fāng)法，檢(jiǎn)驗(yàn)規則及標誌等做了具(jù)體的規定。

       2011年(nián)10月31日，國家質(zhì)量監督(dū)檢驗檢(jiǎn)疫(yì)總局(jú)發(fā)布(bù)了《吸油煙(yān)機(jī)》( GB /T 17713-2011) ，用於替代GB /T 17713-1999《吸油煙機》。該標準所涉及汙染與排(pái)放控製(zhì)的(dí)特(tè)點變化主要有(yǒu)以下方麵: 1)將(jiāng)標準的《氣(qì)味降低(dī)度》與(yǔ)《油(yóu)脂(zhī)分(fēn)離度》的(dí)等級(jí)從(cóng)“提性附錄(lù)”提升為“規範性(xìng)附錄(lù)”; 2)氣(qì)味降(jiàng)低度(dù)區(qū)分為(wéi)“瞬(shùn)時氣味降低度”和“常態氣味降低度”，兩個(gè)指(zhǐ)標(biāo)同時進行(háng)考量，並規定(dìng): 外(wài)排式(shì)油煙(yān)機的常態氣味降低(dī)度(dù)應不(bù)小(xiǎo)於90%，瞬(shùn)時(shí)氣味降低(dī)度(dù)應(yīng)不小於(yú)50%; 3)《油(yóu)脂分(fēn)離(lí)度》標(biāo)準實驗(yàn)變化之(zhī)處為: ①實驗油(yóu)由48 mL白(bái)色石蠟(là)油(yóu)變為(wéi)400 mL玉米(mǐ)油; ②實驗(yàn)油的溫度由20±5℃變為(wéi)290±5 ℃; ③模擬(nǐ)油煙發生(shēng)的方式(shì)由(yóu)壓縮(suō)空(kōng)氣噴射石蠟(là)油(yóu)變為滴水(shuǐ)控(kòng)製: 69mL水在30min±15s內(nèi)均(jūn)匀滴入(rù)油鍋(guō)中; ④稱質量: 吸油煙機上(shàng)的油(yóu)網(wǎng)，油(yóu)杯(bēi)和(hé)獨立濾(lǜ)網(wǎng)烘幹(gān)後分別稱(chēng)質量(liáng); ⑤標準規(guī)定(dìng): 外排(pái)式油煙(yān)機的(dí)油(yóu)脂分離度應不(bù)小於80%。

       新標(biāo)準考(kǎo)慮(lǜ)了實(shí)際家庭烹(pēng)飪過(guò)程中油(yóu)煙集中，量(liáng)大的(dí)特點，並且提高(gāo)了獨立濾網對油(yóu)煙外排限(xiàn)製作用(yòng)標準(zhǔn)。該標準的不足之處(chǔ)在於: 1) 油(yóu)脂(zhī)分(fēn)離度在(zài)一(yī)定程度(dù)上(shàng)限製了(liǎo)油煙(yān)機向室(shì)外大氣(qì)排放的(dí)油(yóu)煙量(liáng)，但是對其排放(fàng)的(dí)PM10或PM2.5 沒有具(jù)體(tǐ)要(yào)求; 2) 標(biāo)準中的“氣(qì)味(wèi)降低(dī)度(dù)”標準實(shí)驗(yàn)是(shì)測評(píng)油(yóu)煙機排(pái)放(fàng)能力(lì)帶來的室內環境(jìng)的要(yào)求，對(duì)VOCs的(dí)外(wài)排放濃度(dù)卻沒(méi)有任何限製(zhì)。

       PM和VOCs是(shì)大(dà)氣汙染和導(dǎo)致霧霾(mái)的主要(yào)物質(zhì)，其中(zhōng)來(lái)自(zì)烹飪油煙(yān)的(dí)貢獻度不可低(dī)估(gū)。我們(mén)相(xiāng)信，今(jīn)後吸(xī)油煙(yān)機(jī)的標準中增(zēng)加PM和VOCs的排放(fàng)限值(zhí)要(yào)求是必(bì)然(rán)的趨勢(shì)。

5 安科(kē)瑞(ruì)AcrelCloud3500餐飲(yǐn)油煙(yān)監(jiān)測雲平台

       為了(liǎo)彌補(bǔ)現存餐飲行(háng)業在(zài)煙(yān)油監測(cè)上的漏洞(dòng)，同時便利監管(guǎn)部門的(dí)監察(chá)，安科(kē)瑞油煙(yān)監測雲(yún)平台應(yīng)運而生(shēng)。油煙監測模塊通過2G/4G與雲(yún)端平(píng)台進(jìn)行通信(xìn)和數(shù)據交(jiāo)互(hù)，係統能(néng)夠(gòu)對(duì)企(qǐ)業餐飲(yǐn)設(shè)備的(dí)開機(jī)狀(zhuàng)態，運(yùn)行(háng)狀態進行(háng)監(jiān)控；實現開(kāi)機率(shuài)監(jiān)測(cè)，淨(jìng)化效(xiào)率監測，設(shè)施停(tíng)運(yùn)告(gào)警(jǐng)，待清洗告(gào)警，異常告(gào)警(jǐng)等功能；對采(cǎi)集數據進(jìn)行(háng)統計(jì)分析，等統(tǒng)計功能；較之(zhī)傳(chuán)統的(dí)靜(jìng)電監測方案(àn)，具實(shí)效(xiào)性(xìng)。平(píng)台預留(liú)與其他應用係(xì)統(tǒng)，設(shè)備交(jiāo)互對(duì)接接口，具有(yǒu)很好的(dí)擴展性及融合性。

5.1平(píng)台(tái)結構(gòu)

平台GIS地圖采(cǎi)集餐飲(yǐn)油煙(yān)處理設備運(yùn)行(háng)狀態(tài)和油煙(yān)排放的濃度數據(jù)，自(zì)動對超標(biāo)排放及(jí)異(yì)常企(qǐ)業(yè)進(jìn)行提(tí)示(shì)預警，監管部門可迅(xùn)速進行處(chǔ)理，督(dū)促餐(cān)飲企業(yè)整改設備(bèi)，並定期清洗，維(wéi)護(hù)，實(shí)現(xiàn)減排環保(bǎo)，不(bù)擾民等目(mù)的(dí)。現場安裝(zhuāng)監測終(zhōng)端，持(chí)續監測油煙淨(jìng)化(huà)器(qì)的工作狀態，包括設(shè)備運(yùn)行(háng)的電流，電壓(yā)，功(gōng)率(shuài)，耗電量(liáng)等(děng)等，同(tóng)時(shí)結合(hé)排煙口(kǒu)的揮發性(xìng)物質(zhì)，顆粒(lì)物(wù)濃度(dù)等(děng)進行對比分析，一旦(dàn)排放(fàng)超標，係(xì)統會發出(chū)異(yì)常信號(hào)。

■ 油(yóu)煙監測(cè)設(shè)備(bèi)用(yòng)來監測(cè)油(yóu)煙，顆(kē)粒物，NmHc等數據

■ 淨化器和風機配合對(duì)油煙進行淨化處理(lǐ)，同時對(duì)淨(jìng)化設(shè)備的電(diàn)流，電壓(yā)進(jìn)行監測(cè) 

■ 設備通(tōng)過4G網絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)上傳至(zhì)遠程(chéng)雲端服務器

5.2 平(píng)台主(zhǔ)要(yào)功能(néng)

(1)在(zài)綫(xiàn)監測

       對油煙(yān)排汙數據的監測，包括油(yóu)煙排(pái)放(fàng)濃度，顆(kē)粒物，NmHc等(děng)數值(zhí)采(cǎi)集(jí)監測(cè);同(tóng)時對(duì)監控(kòng)風機(jī)和(hé)淨(jìng)化(huà)器(qì)的(dí)啟停狀(zhuàng)態(tài)，運(yùn)行數據進行(háng)監測。

(2)告警(jǐng)數(shù)據(jù)監(jiān)測

       係統根據采(cǎi)集(jí)的油(yóu)煙(yān)數值(zhí)大小，產生(shēng)對(duì)應的(dí)排(pái)放超(chāo)標(biāo)告警(jǐng);對(duì)淨化器的(dí)運(yùn)行數據分(fēn)析，上(shàng)傳淨化(huà)設(shè)備對(duì)應(yīng)的運行，停機，故(gù)障等(děng)告警事件。

(3)數(shù)據分(fēn)析

       運行(háng)時長(cháng)分析(xī)，離綫分析(xī)；告(gào)警(jǐng)占比(bǐ)，分析(xī)；歷史(shǐ)數(shù)據(jù)統計等。  

(4)隱患(huàn)管(guǎn)理

       係統(tǒng)對采集(jí)的(dí)告警(jǐng)數(shù)據(jù)分析(xī)，產生對應(yīng)的隱(yǐn)患記錄，派發，處理(lǐ)隱患(huàn)，及時處理告(gào)警，形成(chéng)閉環(huán)。

(5)統(tǒng)計分(fēn)析

       包括時長(cháng)分析，超標(biāo)分(fēn)析，歷史(shǐ)數(shù)據，分(fēn)析(xī)報(bào)告等模(mó)塊(kuài)。

(6)基礎(chǔ)數據(jù)維(wéi)護(hù)

       個人(rén)信息，權限維護(hù)，企(qǐ)業信息(xī)錄(lù)入，對應測(cè)點(diǎn)信(xìn)息錄(lù)入等。

(7)數據(jù)服(fú)務

       數據采集，短(duǎn)信提醒，數據(jù)存儲(chǔ)和(hé)解析。

5.3油煙監(jiān)測主機(jī)

       油煙監控主機(jī)是現場(cháng)的管理(lǐ)設備，實時采集(jí)油(yóu)煙(yān)濃度探(tàn)測器(qì)和(hé)工(gōng)況傳感(gǎn)器的信(xìn)號，進行(háng)數據(jù)處理，通(tōng)過(guò)有綫(xiàn)或無(wú)綫(xiàn)網絡通訊將(jiāng)數據(jù)傳輸到(dào)服(fú)務器平台。同(tóng)時，對本地數(shù)據(jù)進(jìn)行存(cún)儲，監控(kòng)現(xiàn)場(cháng)設(shè)備狀(zhuàng)態，提供人機操作界麵(miàn)。

具體(tǐ)技術參數(shù)如下：

5.4 設(shè)備選型方案

注：雙(shuāng)探(tàn)頭適合雙排(pái)煙(yān)通道的場(cháng)合，每(měi)路探頭監(jiān)測1路排(pái)煙通(tōng)道(dào)。

6 結論

       烹(pēng)飪油煙是大氣環(huán)境中PM的(dí)主要(yào)來(lái)源之(zhī)一。家庭烹飪油(yóu)煙具(jù)有(yǒu)量(liáng)大，麵廣(guǎng)，高度分散的特(tè)點(diǎn)，控製(zhì)其(qí)排放對保護大(dà)氣環境，減(jiǎn)少(shǎo)霧(wù)霾(mái)產生(shēng)具(jù)有(yǒu)重要意義(yì)。

       目(mù)國內(nèi)油煙(yān)淨(jìng)化(huà)技(jì)術都(dū)有各(gè)自的點，但(dàn)同(tóng)時(shí)存在不足之(zhī)處。實踐(jiàn)證(zhèng)明，高(gāo)壓(yā)靜電(diàn)催化耦合技術(shù)應用於烹(pēng)飪油(yóu)煙處(chǔ)理具(jù)有很好的淨(jìng)化(huà)效果(guǒ)，不僅對(duì)顆粒物有較高(gāo)的去(qù)除效果，同(tóng)時(shí)在(zài)室(shì)溫下能夠(gòu)有效地對VOCs及異味氣(qì)體(tǐ)等進行持久催(cuī)化(huà)淨化。該(gāi)技術具有(yǒu)應用於(yú)家庭廚(chú)房(fáng)的潛力(lì)。

       技術標(biāo)準(zhǔn)方麵(miàn)，現(xiàn)行(háng)油(yóu)脂分(fēn)離度標準(zhǔn)沒有(yǒu)設定排放限(xiàn)值(zhí)，氣味(wèi)降(jiàng)低(dī)度(dù)標準對(duì)吸(xī)油(yóu)煙(yān)機的(dí)測評(píng)僅(jǐn)僅是(shì)評價將汙染物(wù)轉移(yí)到(dào)室(shì)外的(dí)能力(lì)，因此很(hěn)有必要(yào)增加對PM和VOCs的(dí)排放(fàng)限值要(yào)求，在(zài)推進油煙淨化技術(shù)水(shuǐ)平(píng)提(tí)高的同時加強(qiáng)監(jiān)管(guǎn)力度(dù)。

【參考(kǎo)文(wén)獻】

［1］朱春，李(lǐ)旻(mín)雯(wén)，繆(móu)盈盈，等．城市烹飪油(yóu)煙(yān)顆(kē)粒(lì)物排放特性分(fēn)析［J］．綠色(sè)建(jiàn)築(zhù)，2014，(5) : 57 － 60，71

［2］黃丹雯(wén)． 烹(pēng)飪(rèn)油煙(yān)影響PM2.5［J］.環(huán)境(jìng)，2013，(11):69－71

［3］姚(yáo)鑫，陳猛(měng)，範(fàn)澤(zé)雲(yún)，陳銘夏，施建(jiàn)偉(wěi)，上官(guān)文(wén)峰，曹(cáo)亞裙，張旭東(dōng). 烹(pēng)飪油煙汙染及其控(kòng)製技(jì)術研究進(jìn)展.

［4］安(ān)科瑞(ruì)AcrelCloud-3500餐飲油(yóu)煙(yān)監測(cè)雲平台(tái). 2020.05版(bǎn).