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淺析醛酮類化合物污染特征與對(duì)策

更新時(shí)間:2021-10-14 點(diǎn)擊次數(shù): 1011次

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 
摘要:餐飲業(yè)的快速發(fā)展加劇了城市大氣污染程度.對(duì)深圳市粵菜館、茶餐廳、西餐廳、湘菜館4種餐館及職工食堂排放的醛酮類化合物進(jìn)行采樣分析,并研究其組分特征、大氣化學(xué)反應(yīng)及排放因子。結(jié)果表明,職工食堂醛酮類化合物的基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度較高(742.28μg·m-3),茶餐廳較低(30.49μg·m-3).OH消耗速率法(LOH)和臭氧生成潛勢(shì)(OFP)分析結(jié)果表明,深圳市總?cè)┩狶OH值和OFP值較大的餐館均為西餐廳,其值分別為26.20s-1和1063.41μg·m-3.各餐館排放己醛的LOH貢獻(xiàn)率均較高,為13.10%~64.51%。甲醛為O3生成的關(guān)鍵物質(zhì),OFP貢獻(xiàn)率為9.29%~59.10%.以灶臺(tái)數(shù)、單位時(shí)間及用油量為核算基準(zhǔn)的排放因子中,職工食堂醛酮排放因子均較大,分別為(0.16±0.03)g·h-·1stove-1、(5.90±0.13)g·h-1和(1.62±0.04)g·kg-1;茶餐廳的醛酮排放因子均較小,分別為(0.34±0.02)g·h-·1stove-1、(0.60±0.02)g·h-1和(0.22±0.01)g·kg-1.結(jié)合研究結(jié)果,本研究從源頭控制、凈化設(shè)備的選擇及運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面對(duì)深圳市醛酮控制及減排提出了相關(guān)建議。
 
關(guān)鍵詞:;醛酮類化合物;排放因子;監(jiān)測(cè)云平臺(tái);安科瑞
 
0.引言
       隨著餐飲業(yè)的快速發(fā)展,排放的醛酮類化合物受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注。程婧晨等(2015)對(duì)北京市典型餐館油煙中醛酮類化合物排放特征及影響因素的研究結(jié)果顯示,中式餐館排放醛酮化合物中C1~C3物質(zhì)占比均高于40%。史純珍等(2015)發(fā)現(xiàn)烹飪過(guò)程中食用油的種類、烹飪方法及烹飪食材均對(duì)醛酮類化合物組分的特征有影響。Ho等(2012)對(duì)中國(guó)香港商業(yè)廚房排放醛酮類化合物的組分分析結(jié)果表明,甲醛為大部分廚房排放醛酮類物質(zhì)中的主要成分,占比為12%~60%。
       深圳市作為我國(guó)改革開放的窗口,在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí),環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重,尤以大氣環(huán)境污染問(wèn)題較為嚴(yán)峻。目前,深圳市醛酮污染來(lái)源方面的研究已趨于成熟,而醛酮排放及污染特征還不明確。
       因此,本研究通過(guò)監(jiān)測(cè)深圳市粵菜館、西餐廳、湘菜館、茶餐廳4類餐館及職工食堂油煙中醛酮污染物的排放,分析其組分特征、大氣化學(xué)反應(yīng)及排放因子,以期為深圳市油煙污染治理工作提供科學(xué)指導(dǎo)。
 
1.材料與方法
1.1樣品采集
       本研究對(duì)粵菜館、西餐廳、湘菜館、茶餐廳4種不同類型的餐館及職工食堂中排放的油煙進(jìn)行了采樣分析,單位小時(shí)用油量由采樣前后餐館剩余油量進(jìn)行估算,所選餐館的基本信息見表1。采樣點(diǎn)設(shè)置在油煙凈化裝置后,使用空氣采樣器(FCG-5型,鹽城銀河科技有限公司)于餐館午/晚市客流高峰時(shí)期進(jìn)行采樣。油煙經(jīng)顆粒物過(guò)濾器、碘化鉀臭氧去除柱采集至2,4-二硝基苯肼采樣管中,采樣流速為200mL·min-1,采樣時(shí)間為30min。采樣結(jié)束后,將采樣管密封,低溫、避光保存。采樣餐館10家,每家餐館采樣2次,共收集DNPH采樣柱樣品25個(gè)。
表 1 餐館基本信息
1.2 樣品處理及分析
       取5mL乙腈溶液,對(duì)DNPH采樣管進(jìn)行反向洗脫,洗脫液過(guò)濾后經(jīng)氮吹儀吹掃濃縮至1mL,并轉(zhuǎn)移至棕色樣品瓶中,低溫、避光保存(,2014)。
       本研究樣品采用液相色譜(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)進(jìn)行分析。HPLC:SHIMADZUProminenceLC-20A;色譜柱:SHIMADZUShim-packVP-ODS(4.6mm×250,5μm);標(biāo)準(zhǔn)試劑購(gòu)自Supelco及Sigma?Aldrich公司。分析過(guò)程采用梯度洗脫(表2),流動(dòng)相為乙腈和超純水,流速為1mL·min-1,色譜柱柱溫為30℃,平衡時(shí)間5min,檢測(cè)波長(zhǎng)360nm,進(jìn)樣量20μL。
表 2 HPLC梯度洗脫程序
1.3 QA&QC
       為保證和控制實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,本研究做了以下幾方面工作:①試管在使用前用乙腈浸泡24h后使用超純水超聲3次,并在100℃烘箱內(nèi)烘干水分后用鋁箔紙包好,放入馬弗爐中450℃烘烤4h;②每批采樣管拿出10%進(jìn)行空白值檢驗(yàn),結(jié)果顯示,甲醛<0.15μg·管-1,乙醛<0.10μg·管-1,丙酮<0.30μg·管-1,其它物質(zhì)<0.10μg·管-1;③每批樣品測(cè)定一個(gè)全程空白,結(jié)果顯示所有物質(zhì)濃度小于檢出限;④每批樣品測(cè)定10%的平行雙樣,兩次結(jié)果相對(duì)偏差小于25%;⑤串聯(lián)接采樣管檢測(cè)穿透量,結(jié)果表明在采樣流速為200mL·min-1,采樣時(shí)間為30min時(shí),后方采樣管中物質(zhì)濃度低于檢出限。
1.4 基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度
       為了客觀地比較各餐館排放醛酮類化合物的濃度水平,排除上座率、風(fēng)量及規(guī)模等因素的影響,本研究將實(shí)測(cè)排放濃度折算為基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度:
c基=c測(cè)×Q測(cè)/n/q基(1)
       式中,c基為折算為單個(gè)灶頭基準(zhǔn)排風(fēng)量時(shí)的排放濃度(μg·m-3);Q測(cè)為實(shí)測(cè)排風(fēng)量(m·3h-1);c測(cè)為醛酮類化合物實(shí)測(cè)排放濃度(μg·m-3);q基為單個(gè)灶頭基準(zhǔn)排風(fēng)量,大、中、小型均為2000m·3h-1‘’n為折算的工作灶頭個(gè)數(shù)。
1.5 大氣化學(xué)反應(yīng)
1.5.1 OH自由基消耗速率
       OH自由基與醛酮類化合物發(fā)生的反應(yīng)是環(huán)境中臭氧生成的決速步驟,OH自由基決定了醛酮類化合物的化學(xué)壽命。OH自由基消耗速率(LOH)可用于評(píng)價(jià)醛酮類化合物的大氣化學(xué)反應(yīng),LOH越大,則該醛酮類化合物大氣化學(xué)反應(yīng)越高,其計(jì)算公式如下:
LOHi=VOCi×KOHi(2)
       式中,LOHi為物質(zhì)i的OH自由基消耗速率(s-1);VOCi為物質(zhì)i的排放(molecule·cm-3);KOHi為物質(zhì)i與OH自由基的反應(yīng)速率常數(shù)。
1.5.2 臭氧生成潛勢(shì)估算
       由于OH自由基與醛酮類化合物反應(yīng)的消耗速率受多因素的限制,無(wú)法估算后續(xù)的光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。因此,引入增量反應(yīng)性這一概念,通過(guò)每個(gè)物質(zhì)的排放濃度及其大增量反應(yīng)值估算其臭氧生成潛勢(shì):
OFPi=MIRi×VOCi(3)
       式中,OFPi為物質(zhì)i的OFP(μg·m-3);VOCi為物質(zhì)i的排放濃度(μg·m-3);MIRi為物質(zhì)i的MIR系數(shù)(g·g-1,以每gVOC產(chǎn)生的O3量(g)計(jì))。
1.6 排放因子
       本研究選取灶臺(tái)數(shù)、單位時(shí)間及用油量作為核算基準(zhǔn)來(lái)計(jì)算醛酮類化合物的排放因子:
       EFkitchen-stove=(∑VOCi×F×10-6)/N(4)
       EFhour=∑VOCi×F×10-6(5)
       EFoil=(∑VOCi×F×10-6)/O(6)
       式中,EFkitchen-stove為以灶臺(tái)數(shù)為基準(zhǔn)的排放因子(g·h-·1stove-1);EFhour為以時(shí)間為基準(zhǔn)的排放因子(g·h-1);EFoil為以用油量為基準(zhǔn)的排放因子(g·kg-1);∑VOCi為醛酮類化合物的質(zhì)量濃度總和(μg·m-3);F為實(shí)測(cè)風(fēng)量(m·3h-1);N為灶臺(tái)數(shù);O為用油量(kg·h-1)。
 
2結(jié)果與討論
2.1醛酮化合物濃度水平
       深圳市各餐館油煙排放醛酮化合物實(shí)測(cè)排放濃度與基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度對(duì)比見圖1。各餐館醛酮類化合物的排放濃度由高到低依次為西餐廳>粵菜館>湘菜館>職工食堂>茶餐廳,其中,西餐廳的排放濃度較高,達(dá)到55572.67μg·m-3,這與所選擇的西餐廳規(guī)模較大,且采樣中的一家西餐廳油煙凈化裝置出現(xiàn)故障,無(wú)法達(dá)到預(yù)期的凈化效果有關(guān)。除茶餐廳外,各餐館基準(zhǔn)排放濃度均大于其實(shí)測(cè)排放濃度。這是由于本研究中茶餐廳核算后的風(fēng)機(jī)風(fēng)量低于單個(gè)灶頭基準(zhǔn)排風(fēng)量(2000m·3h-1),導(dǎo)致其實(shí)測(cè)排放濃度被“濃縮",從而小于其基準(zhǔn)排放濃度,而職工食堂的實(shí)測(cè)排放濃度遠(yuǎn)小于其基準(zhǔn)排放濃度,緣于其風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量較大,使得排放出的醛酮類化合物被“稀釋"。將各餐館排放醛酮類化合物濃度折算成基準(zhǔn)排放濃度后,職工食堂的基準(zhǔn)排放濃度較高,為742.28μg·m-3;其次是西餐廳,濃度為470.74μg·m-3;湘菜館和粵菜館濃度相近,分別為242.50μg·m-3和242.44μg·m-3;茶餐廳濃度較低,僅有30.49μg·m-3。職工食堂炒菜時(shí)間集中、菜品種類豐富且整個(gè)炒菜的過(guò)程連續(xù)不斷,因此,其高峰時(shí)期油煙排放的醛酮類化合物總濃度較高。湘菜館較高的醛酮排放濃度與其烹飪過(guò)程中加入的具有刺激性氣味的調(diào)料及較高的翻炒頻率有關(guān)。西餐的烹飪方式多為煎炸,食用油和肉類的大量使用導(dǎo)致西餐廳排放的醛酮總濃度偏高。本研究中粵菜館特色菜為烤乳鴿,而木炭烤制過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的醛酮類化合物,因此,本研究粵菜館排放醛酮濃度較高。蒸煮的烹飪方式排放的醛酮濃度較其他烹飪方式排放的低,從而導(dǎo)致茶餐廳油煙排放醛酮濃度較低。結(jié)合北京市各餐館油煙排放醛酮化合物的研究可知,各餐館醛酮類化合物基準(zhǔn)排放濃度由高到低依次是:烤鴨店>中式燒烤>職工食堂>家常菜館>西餐廳>西式快餐>學(xué)校食堂>中式快餐>湘菜館>粵菜館>川菜館>淮揚(yáng)菜館>茶餐廳。
圖 1 排放醛酮類化合物實(shí)測(cè)排放濃度與基準(zhǔn)風(fēng)量排放濃度
2.2醛酮化合物組成特征
       表3為深圳市各餐館油煙排放醛酮類化合物的組分構(gòu)成,其中,環(huán)己酮在各餐館油煙排放的醛酮類物質(zhì)中濃度占比較高,為12.78%~17.07%,這與各餐館使用生姜、大蒜、洋蔥等傳統(tǒng)香辛料有關(guān)。各餐館油煙中甲醛排放亦不容忽視,其占比為7.10%~15.12%,與中國(guó)香港餐館排放醛酮類化合物的研究結(jié)果一致。湘菜館油煙排放中己醛占比高達(dá)14.20%,僅次于環(huán)己酮,這是由于湘菜在烹飪過(guò)程中使用了大量的辣椒。丙酮在西餐廳中貢獻(xiàn)率較其他餐館低,僅為4.54%,與北京市各餐館中丙酮排放的檢測(cè)結(jié)果相符,蔬菜在煮沸過(guò)程中會(huì)排放豐富的丙酮,而西餐廳中多數(shù)食材為半成品且主料突出,較少的蔬菜烹飪使得其排放丙酮占比較低。同時(shí),從表3中可以看出,粵菜館、西餐廳、職工食堂、湘菜館油煙排放醛酮類化合物中C6類物質(zhì)占比較高,分別為25%、21%、24%、31%.而茶餐廳排放中C3醛酮類化合物占比較高,為19%,其次為C6醛酮類化合物,占比為18%。各餐館油煙排放C4~C9直鏈醛酮類化合物占比均高于C4~C9環(huán)狀醛酮類化合物,與北京及中國(guó)香港的研究結(jié)果相一致。同時(shí),各餐館排放C4~C9醛酮類大分子物質(zhì)占比高于C1~C3醛酮類小分子物質(zhì),與前人的研究結(jié)果存在差異這與本研究目標(biāo)化合物中多包含了甲基2-丁酮、4-甲基-2-戊酮(等6種C4~C9醛酮類化合物有關(guān)。
表 3 深圳市醛酮類化合物組分構(gòu)成
2.3化學(xué)反應(yīng)
       從圖2可以看出,深圳市和北京市各餐館排放醛酮類化合物的LOH由大到小依次為:烤鴨店164.04s-1、中式燒烤110.09s-1、中式快餐43.68s-1、家常菜館42.86s-1、川菜館35.36s-1、西餐廳26.20s-1、西式快餐18.21s-1、淮揚(yáng)菜館17.63s-1、學(xué)校食堂15.70s-1、湘菜館14.83s-1、粵菜館14.08s-1、職工食堂10.13s-1、茶餐廳7.49s-1。
圖 2 深圳市和北京市醛酮類化合物L(fēng)OH值
圖 3 深圳市和北京市各餐館醛酮類化合物基準(zhǔn)排放濃度、OFP值及單位質(zhì)量OFP值
       深圳市和北京市(程婧晨等,2015)各餐館醛酮類化合物基準(zhǔn)排放濃度、OFP值及單位質(zhì)量OFP值對(duì)比見圖3。從圖中可以看出,烤鴨店排放醛酮類化合物OFP值較高,為7065.92μg·m-3;職工食堂的OFP值較低,僅為397.51μg·m-3。各餐館的醛類化合的基準(zhǔn)排放量與其單位質(zhì)量醛酮類化合物OFP值的排序并不是一致對(duì)應(yīng)的關(guān)系。單位質(zhì)量醛酮類化合物OFP值較高的3類餐館分別為淮揚(yáng)菜館(7.58g·g-1)、川菜館(6.35g·g-1)及學(xué)校食堂(6.19g·g-1),而這3類餐館的基準(zhǔn)排放濃度較低,分別僅為115.47、201.88及370.03μg·m-3。同時(shí),職工食堂為單位質(zhì)量醛酮類化合物排放OFP值較低的餐館,僅為3.72μg·μg-1,其基準(zhǔn)排放濃度卻高達(dá)742.28μg·m-3。
       結(jié)合LOH和OFP的分析結(jié)果可知,烤鴨店及中式燒烤等燒烤類餐飲源排放的醛酮類化合物對(duì)城市大氣復(fù)合污染的影響高于非燒烤類餐飲源,環(huán)保部門應(yīng)對(duì)該類餐飲源進(jìn)行管控。
       圖4為深圳市及北京市各餐館排放醛酮類化合物的LOH占比。其中,粵菜館、茶餐廳、西餐廳、烤鴨店、家常菜館、淮揚(yáng)菜館和學(xué)校食堂中甲醛的LOH占比較高,為22.43%~51.81%;職工食堂和中式燒烤中乙醛的貢獻(xiàn)率高,占比為21.62%~32.79%;而湘菜、川菜、西式快餐和中式快餐排放醛酮類化合物中對(duì)LOH貢獻(xiàn)較高的物質(zhì)為己醛,占比高達(dá)24.52%~52.00%。
圖 4 深圳市及北京市排放醛酮類化合物的LOH占比
圖 5 深圳市和北京市餐館排放的醛酮類化合物OFP占比
       圖5為深圳市和北京市餐館排放的醛酮類化合物OFP占比,其中,甲醛、乙醛和己醛是粵菜館、湘菜館、家常菜館、淮揚(yáng)菜館、川菜館及中式快餐排放醛酮類化合物OFP值貢獻(xiàn)率較高的3種物質(zhì),三者占比之和高達(dá)58.88%~82.77%。茶餐廳、西餐廳和職工食堂中貢獻(xiàn)前3的物質(zhì)分別為甲醛、乙醛和辛醛,總占比49.22%~53.55%。烤鴨店及中式燒烤中占比較高的是甲醛、己醛,占到了總OFP值的70.04%~79.81%。己醛及戊醛3種物質(zhì)在西式快餐中占比高達(dá)68.60%學(xué)校食堂中甲醛、丁醛和己醛占比較高,為70.21%。綜上所述,排放醛酮類物質(zhì)中甲醛、乙醛及己醛的大氣化學(xué)反應(yīng)較高,對(duì)大氣環(huán)境的影響較大,是餐飲源排放醛酮化合物中重要的污染物質(zhì)。
       需要指出的是,排放醛酮類化合物的相關(guān)研究大多數(shù)未對(duì)辛醛、庚醛進(jìn)行定性及定量分析,而在本研究中,辛醛對(duì)LOH的貢獻(xiàn)率高達(dá)25.85%~36.07%,對(duì)OFP的貢獻(xiàn)為5.63%~11.96%,同時(shí),庚醛對(duì)各餐館排放醛酮類化合物的LOH的貢獻(xiàn)率為8.24%~13.41%.后續(xù)研究應(yīng)予以重視。
2.4 排放因子
       目前,學(xué)者們圍繞揮發(fā)性物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)的排放因子進(jìn)行了很多研究工作。王秀艷等、尹元暢等討論了營(yíng)業(yè)面積、基準(zhǔn)灶頭數(shù)等指標(biāo)作為餐飲源VOCs排放因子核算基準(zhǔn)的可能性,確定以就餐人數(shù)及食用油用量作為其核算基準(zhǔn)。Wang等則采用灶臺(tái)數(shù)、單位時(shí)間及用餐人數(shù)為核算基準(zhǔn),計(jì)算出的上海市餐飲源VOCs年排放量分別為(1355.11±107.24)、(1968.61±98.57)及(2402.21±145.67)t·a-1。同時(shí),研究表明,VOCs排放因子的影響因素包括烹飪方式、油品種類、油溫、加熱時(shí)間、烹飪食材、菜系、燃料等(Schaueretal.,2002;Fullanaetal.,2004;Chenetal.,2018)。但現(xiàn)階段的研究主要是圍繞排放VOCs開展的,暫未有針對(duì)醛酮類化合物排放因子的研究,因此,本文在前人研究的基礎(chǔ)上(Wangetal.,2017),分析了深圳市各餐館油煙醛酮排放因子,結(jié)果見表4。
表 4 深圳市各餐館醛酮類化合物的排放因子
 
 
 
3.醛酮減排建議
       結(jié)合以上研究結(jié)果,本研究對(duì)深圳市排放醛酮類化合物的控制及凈化提出以下點(diǎn)
       建議:
       (1) 研究中粵菜館使用木炭來(lái)烤制乳鴿,致使其醛酮類化合物基準(zhǔn)排放濃度過(guò)高。同時(shí),燒烤類餐飲源醛酮類化合物的基準(zhǔn)排放濃度及大氣化學(xué)反應(yīng)均高于非燒烤類餐飲源。研究表明,使用木炭烤制食物時(shí)會(huì)排放大量醛酮類化合物,且排放濃度高于使用電烤爐烤制的情況,因此,建議餐館改用污染程度較少的電烤爐來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木炭烤制方式,以減少醛酮類污染物的排放。
       (2)靜電式油煙凈化器通過(guò)油煙顆粒在高壓電場(chǎng)中與電子發(fā)生碰撞從而帶電,被除塵區(qū)收集以達(dá)到凈化油煙的目的,但高壓電場(chǎng)的放電過(guò)程及除塵區(qū)域清洗的過(guò)程都有可能帶來(lái)二次污染。研究表明,使用靜電式油煙凈化器不但無(wú)法去除餐館油煙排放的醛酮類化合物,還會(huì)導(dǎo)致部分醛酮類化合物的濃度升高(。舒木水等研究結(jié)果表明,撞擊流法油煙凈化裝置對(duì)餐飲排放的VOCs凈化效率高達(dá)75.6%,遠(yuǎn)高于靜電式油煙凈化裝置。因此,建議餐館采用撞擊流式油煙凈化器或復(fù)合式油煙凈化器替換靜電式油煙凈化裝置,增加針對(duì)醛酮類污染物的凈化模塊,以便凈化各餐館醛酮類化合物的排放。
       (3)電式油煙處理設(shè)備的使用周期和維護(hù)會(huì)影響其油煙凈化效率,而本研究在現(xiàn)場(chǎng)采樣過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分餐館油煙設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不佳,無(wú)法達(dá)到預(yù)期的凈化效果。餐館作為油煙排放的主體,應(yīng)做好油煙凈化設(shè)備的日常維護(hù)和檢修工作,及時(shí)更換壞、舊設(shè)備,以確保油煙凈化設(shè)備的正常運(yùn)行。同時(shí),環(huán)保主管部門應(yīng)加強(qiáng)油煙設(shè)備的監(jiān)管工作,定期對(duì)各餐館油煙凈化設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查及監(jiān)督管理;開展環(huán)保知識(shí)的教育宣傳,提高餐飲業(yè)主的環(huán)保意識(shí)。
 
4.安科瑞AcrelCloud3500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。
4.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)
       平臺(tái)GIS地圖采集處理設(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。現(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
4.2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。
4.3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:
4.4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。
 
5.結(jié)論
       1)5類餐館醛酮類化合物基準(zhǔn)排放濃度由高到底依次為職工食堂>西餐廳>湘菜館>粵菜館>茶餐廳.其中,職工食堂基準(zhǔn)排放濃度高達(dá)742.28μg·m-3,應(yīng)作為管控對(duì)象。
       2)排放醛酮物質(zhì)中環(huán)己酮濃度占比較高,為12.78%~17.07%.C6醛酮類化合物在粵菜館、西餐廳、職工食堂及湘菜館中占比較高;而茶餐廳中C3醛酮類化合物占比較高,其次為C6類物質(zhì)。在各餐館排放醛酮類化合物中,C4~C9直鏈醛酮類物質(zhì)占比之和均高于C4~C9環(huán)狀醛酮類物質(zhì),C4~C9醛酮類物質(zhì)占比均高于C1~C3醛酮類物質(zhì).因此,烹飪排放醛酮類化合物的污染治理應(yīng)將C6醛酮類化合物的凈化作為主要工作。
       3)西餐廳為深圳市各餐館排放醛酮物質(zhì)總LOH值和OFP值較高的餐館,其值分別為26.20s-1和1063.41μg·m-3;淮揚(yáng)菜館的單位質(zhì)量醛酮類化合物OFP值較高,為7.58g·g-1;甲醛和乙醛在各餐館排放醛酮物質(zhì)的LOH中均有很高的占比,分別為7.57%~51.81%和10.79%~32.79%。甲醛在各餐館排放醛酮物質(zhì)的OFP值中占比高達(dá)9.29%~59.10%。其中,排放醛酮類化合物的化學(xué)反應(yīng)較高的為烤鴨店,單個(gè)醛酮物質(zhì)中甲醛、乙醛和己醛對(duì)環(huán)境造成的影響較大。
       4)基于灶臺(tái)數(shù)的排放因子EFkitchenstove-scale、基于單位時(shí)間的排放因子EFhour-scale及基于用油量的排放因子EFoill-scale由大到小順序均為職工食堂>西餐廳>湘菜館>粵菜館>茶餐廳。采樣過(guò)程中發(fā)現(xiàn)多數(shù)餐館烹飪過(guò)程中未使用全部灶臺(tái),因此,使用EFhour-scale和EFoill-scale對(duì)醛酮類化合物排放量進(jìn)行估算更為合理。
 
 
【參考文獻(xiàn)】
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[2]陳曦,李杏茹.2018.大氣中揮發(fā)性含氧有機(jī)物研究進(jìn)展[J].首都師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,39(3):45-55.
[3]馮鐵成,易紅宏,唐曉龍,等.2017.污染及其凈化技術(shù)研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工,37(3):20-23.
[4]童夢(mèng)雪,李勤勤,趙紫微,李源遽,李鷙,吳愛華,曲豐作.深圳市餐飲源排放顆粒物的特征[J].環(huán)境化學(xué),2020.
[5]安科瑞AcrelCloud-3500監(jiān)測(cè)云平臺(tái).2020.05版.
 
作者簡(jiǎn)介:
劉細(xì)鳳,女,現(xiàn)任安科瑞電氣股份有限公司,主要從事監(jiān)測(cè)的研發(fā)與應(yīng)用。


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