餐飲廢氣顆粒物排放特征及環(huán)境影響研究

孫 濤，蔡 昱，張 云

（1.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境評價部，北京100085;2.摩科瑞能源貿(mào)易(北京)有限公司，北京 100022）

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，飲食業(yè)得到了較大的發(fā)展，而飲食業(yè)的污染投訴也成為污染投訴熱點。飲食業(yè)的環(huán)境污染問題日益突出，成為阻礙飲食業(yè)進一步發(fā)展的主要問題之一。筆者在分析餐飲廢氣污染源特征、凈化器處理效率等基礎(chǔ)上，以某餐飲企業(yè)為研究對象，利用美國環(huán)境保護署推出的篩選模式SCREEN3，對餐飲企業(yè)廢氣進行影響分析，以期為同類項目的環(huán)境評估提供參考。

1 餐飲項目主要廢氣污染源

1.1 餐飲廢氣主要成分 我國餐飲行業(yè)因其烹飪方式的特殊性在烹飪過程中會產(chǎn)生大量的油煙，餐飲企業(yè)運營期廢氣污染物主要包括可沉降顆粒物、細顆粒物及烴類物質(zhì)等。譚德生等［1］對北京市內(nèi)餐飲單位烹飪時廚房內(nèi)油煙中進行了采樣分析，發(fā)現(xiàn)可沉降顆粒的粒徑主要為10～400 μm，數(shù)量濃度峰值粒徑集中在10～100 μm之間;油煙中可吸入顆粒粒徑主要分布在1.0 μm以下，數(shù)量濃度峰值粒徑集中在0.063 ～0.109 μm 之間，質(zhì)量濃度峰值粒徑為 6.56 ～ 9.99 μm。王秀艷等［2］在用餐高峰時段對天津某中型餐館油煙中VOCs進行實地監(jiān)測，廚房油煙檢測出66種VOCs，其中烷烴23種、烯烴8種、芳香烴14種、鹵代烴8種、含氧有機物6種、含硫化合物6種、檸檬烯1種;廚房和排煙口處VOCs中含氧有機物是最主要污染物，所占比例均超過55%，乙醇最多，丙烷次之。馮艷麗等［3］對餐飲企業(yè)油煙排氣口廢氣成分進行采樣分析，發(fā)現(xiàn)油煙煙氣含有18種化合物，其中乙醛、甲醛、丙酮等含量較高。

1.2 廢氣中顆粒物含量 部分研究成果顯示，餐飲行業(yè)排放廢氣中顆粒物粒徑通常為0.10～10 μm。譚德生等［1］對北京市內(nèi)餐飲單位烹飪時廚房內(nèi)油煙中進行了采樣分析，發(fā)現(xiàn)可吸入顆粒物質(zhì)量濃度峰值粒徑為6.56～9.99 μm，其中大學(xué)食堂、麻辣火鍋、快餐等廚房內(nèi)該區(qū)間顆粒物質(zhì)量濃度分別可達 65.902、40.606、581.585 mg/m3。

溫夢婷等［4］監(jiān)測了北京市川菜、杭州菜、家常菜等餐飲企業(yè)廢氣中PM2.5質(zhì)量濃度，其中川菜、杭州菜產(chǎn)生的廢氣采用高壓靜電式油煙凈化器處理后 PM2.5濃度為1.12～1.75 mg/m3;家常菜餐飲企業(yè)廢氣采用活性炭吸附，由于吸附劑更換不及時等因素，PM2.5質(zhì)量濃度高達 3.46 mg/m3。林立等［5］監(jiān)測了上海9家餐飲企業(yè)廢氣中 PM2.5濃度，廢氣經(jīng)處理后 PM2.5排放濃度為0.14 ～1.67 mg/m3。

油煙凈化器通常對粒徑較大顆粒物有較好的處理效果，而對細顆粒物處理效果相對較差。餐飲源排放顆粒物PM2.5占PM10的80%以上［4，6］。研究表明，經(jīng)凈化處理后，餐飲廢氣中 PM2.5質(zhì)量濃度約 0.14 ～1.75 mg/m3，則 PM10質(zhì)量濃度約 0.18 ～2.19 mg/m3［4-5］。

2 餐飲行業(yè)常用廢氣凈化措施

目前，國內(nèi)餐飲行業(yè)常用的油煙凈化器主要采用高壓靜電、洗滌法、吸附法、機械過濾等方法。筆者搜集了北京市部分餐飲行業(yè)油煙凈化器的認證檢測報告、運營期間監(jiān)測報告等，相關(guān)排放情況、凈化效率等資料見表1。根據(jù)調(diào)查資料可以看出，餐飲企業(yè)常用油煙凈化器以靜電式為主，這種設(shè)備投資少、占地小、凈化效率高，能耗低、無二次污染、運行費用低，因此得到廣泛應(yīng)用。調(diào)查資料顯示，大型油煙凈化器對油煙的處理效率可達92.5% ～96.3%，油煙排放濃度0.37～0.83 mg/m3;中型油煙凈化器處理效率為85.2% ～87.8%，油煙的排放濃度為0.86～1.05 mg/m3;小型油煙凈化器處理效率75.7% ～80.2%，油煙排放濃度1.0 ～1.09 mg/m3。

調(diào)查結(jié)果表明，目前常用油煙凈化器對油煙有較好的處理效果，只要安裝、運營等達到設(shè)計要求，均可為餐飲企業(yè)提供高效服務(wù)，經(jīng)處理后的油煙可滿足排放標準要求。調(diào)研過程中也發(fā)現(xiàn)，部分餐飲企業(yè)只監(jiān)測了廢氣排放濃度，而無初始濃度、凈化效率等指標;部分單位對凈化設(shè)施維護清洗不 夠及時。

表1 北京市內(nèi)部分餐飲企業(yè)配備油煙凈化器基本情況匯總

3 餐飲項目廢氣環(huán)境影響分析

3.1 某餐飲項目廢氣排放情況 SH餐飲項目位于北京城區(qū)繁華路段，該項目為小型餐飲項目(設(shè)置灶頭2個)，日均就餐人數(shù)約300人，該項目產(chǎn)生的廢氣經(jīng)高壓靜電式油煙處理后由房屋樓頂排放，油煙排放濃度為0.8 mg/m3。根據(jù)前人的實測結(jié)果［4-5］，為評價最大環(huán)境影響，PM2.5、PM10濃度分別選取1.75、2.19 mg/m3。排氣口其他參數(shù)分別為:高度20 m，工況廢氣量 4 120 m3/h，平均流速 7.2 m/s，出口直徑 0.45 m，溫度34℃。

3.2 廢氣顆粒物對局部環(huán)境影響分析 采用點源預(yù)測模式SCREEN3對顆粒物產(chǎn)生影響進行估算。SCREEN3估算模式是美國環(huán)境保護署推出的篩選模式，該模式是一種單源預(yù)測模式，可計算點源、面源和體源等污染源的最大地面濃度，以及建筑物下洗和熏煙等特殊條件下的最大地面濃度，估算模式中嵌入了多種預(yù)設(shè)的氣象組合條件，包括一些最不利的氣象條件。由于該項目排氣口高度為20 m，因此預(yù)測點位的高度設(shè)定為離地20 m以及1.5 m(呼吸帶高度)，重點關(guān)注距排氣筒不同位置預(yù)測點的顆粒物濃度貢獻值。由表2可知，預(yù)測點高度設(shè)定為離地1.5 m(呼吸帶高度)時，隨著距離增加，顆粒物濃度值先增加然后逐漸降低，在距離污染源200 m處出現(xiàn)最大值，主要因為排氣口高度較高、顆粒物粒徑小沉降困難，導(dǎo)致污染物距源一定距離處才出現(xiàn)沉降現(xiàn)象;預(yù)測點高度設(shè)定為離地20 m時，隨著距離增加，顆粒物濃度值逐漸降低，距離排氣口5 m 處 PM10、PM2.5濃度值分別為56.6、42.4 μg/m3，污染物濃度相對較高，而影響區(qū)域也超過300 m，因此雖然經(jīng)過了凈化器處理，餐飲廢氣顆粒物對排氣口周邊區(qū)域(與排氣口同一高度處)影響仍然較大。北京地區(qū)PM2.5源解析顯示，來自餐飲行業(yè)排放的細顆粒物占有一定的比重［7-8］。該研究對單個餐飲項目排放顆粒物的估算結(jié)果也顯示，餐飲項目排放的顆粒物PM10、PM2.5對排氣口周邊區(qū)域的影響較大。餐飲項目一般位于繁華階段，周邊高層建筑較多，污染物不利擴散。此外，多個餐飲項目疊加的環(huán)境影響同樣應(yīng)該引起重視。

表2 餐飲廢氣顆粒物影響估算結(jié)果匯總 μg/m3

4 結(jié)語

分析了餐飲廢氣污染源特征、凈化器使用情況等，并以某餐飲企業(yè)為研究對象，對廢氣顆粒物環(huán)境影響進行估算，發(fā)現(xiàn)凈化處理后餐飲廢氣以細顆粒物、烴類物質(zhì)為主。凈化器對餐飲廢氣有較好的處理效果，但運營過程中也存在監(jiān)測數(shù)據(jù)不足、管理不規(guī)范等問題。此外，餐飲廢氣顆粒物對局部區(qū)域的影響同樣不容忽視。

目前，部分餐飲項目廢氣監(jiān)測時，只監(jiān)測了排氣口油煙濃度，而忽視了對進口濃度、處理效率等的監(jiān)測，凈化器處理效果、運營情況缺少數(shù)據(jù)支持，由此對項目環(huán)境管理等造成一定的困擾。餐飲項目應(yīng)加強設(shè)備維護和管理，并嚴格按照監(jiān)測規(guī)范進行監(jiān)測?，F(xiàn)行排放標準未給出PM2.5、PM10等限值要求，故餐飲項目運行期均未有顆粒物濃度的監(jiān)測，建議加強對餐飲行業(yè)油煙成分研究，從而確定油煙濃度與顆粒物含量的相關(guān)關(guān)系。餐飲廢氣顆粒物對局部區(qū)域影響較大，多數(shù)企業(yè)排污疊加影響不容忽視，建議后續(xù)標準修訂或地方標準制定時，從嚴控制油煙、顆粒物濃度限值。

［1］譚德生，鄺元成，劉欣，等.餐飲業(yè)油煙的顆粒物分析［J］.環(huán)境科學(xué)，2012，33(6):1958 -1963.

［2］王秀艷，高爽，周家歧，等.餐飲油煙中揮發(fā)性有機物風(fēng)險評估［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2012，25(12):1359 -1363.

［3］馮艷麗，黃娟，文晟，等.餐館排放油煙氣中羰基化合物濃度及分布特征［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2008，31(2):66 -68，76.

［4］溫夢婷，胡敏.北京餐飲源排放細粒子理化特征及其對有機顆粒物的貢獻［J］.環(huán)境科學(xué)，2007，28(11):2620 -2625.

［5］林立，何校初，鄔堅平，等.上海餐飲油煙污染特征研究［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2014，37(120):546 -549.

［6］HE L Y，HU M，HUANG X F，et al.Measurement of emissions of fine particulate organic matter from Chinese cooking［J］.Atmospheric Environment，2004，38(38):6557 -6564.

［7］程念亮，李云婷，孟凡，等.我國 PM2.5污染現(xiàn)狀及來源解析研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42(15):4271 -4724.

［8］北京市環(huán)境保護局.北京市正式發(fā)布PM2.5來源解析研究成果［EB/OL］.(2014 -04 -16)http://www.bjepb.gov.cn/bjepb/323265/340674/396253/index.html.