餐飲廢氣顆粒物排放特征及環境影響研究

孫 濤，蔡 昱，張 云

（1.中國科學院生態環境研究中心環境評價部，北京100085;2.摩科瑞能源貿易(北京)有限公司，北京 100022）

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

1 餐飲項目主要廢氣污染源

1.1 餐飲廢氣主要成分 我國餐飲行業因其烹飪方式的特殊性在烹飪過程中會產生大量的油煙，餐飲企業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等。譚德生等［1］對北京市內餐飲單位烹飪時廚房內油煙中進行了采樣分析，發現可沉降顆粒的粒徑主要為10～400 μm，數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，數量濃度峰值粒徑集中在0.063 ～0.109 μm 之間，質量濃度峰值粒徑為 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］對餐飲企業油煙排氣口廢氣成分進行采樣分析，發現油煙煙氣含有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］對北京市內餐飲單位烹飪時廚房內油煙中進行了采樣分析，發現可吸入顆粒物質量濃度峰值粒徑為6.56～9.99 μm，其中大學食堂、麻辣火鍋、快餐等廚房內該區間顆粒物質量濃度分別可達 65.902、40.606、581.585 mg/m3。

溫夢婷等［4］監測了北京市川菜、杭州菜、家常菜等餐飲企業廢氣中PM2.5質量濃度，其中川菜、杭州菜產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質量濃度高達 3.46 mg/m3。林立等［5］監測了上海9家餐飲企業廢氣中 PM2.5濃度，廢氣經處理后 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，經凈化處理后，餐飲廢氣中 PM2.5質量濃度約 0.14 ～1.75 mg/m3，則 PM10質量濃度約 0.18 ～2.19 mg/m3［4-5］。

2 餐飲行業常用廢氣凈化措施

目前，國內餐飲行業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油煙凈化器的認證檢測報告、運營期間監測報告等，相關排放情況、凈化效率等資料見表1。根據調查資料可以看出，餐飲企業常用油煙凈化器以靜電式為主，這種設備投資少、占地小、凈化效率高，能耗低、無二次污染、運行費用低，因此得到廣泛應用。調查資料顯示，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。

調查結果表明，目前常用油煙凈化器對油煙有較好的處理效果，只要安裝、運營等達到設計要求，均可為餐飲企業提供高效服務，經處理后的油煙可滿足排放標準要求。調研過程中也發現，部分餐飲企業只監測了廢氣排放濃度，而無初始濃度、凈化效率等指標;部分單位對凈化設施維護清洗不 夠及時。

表1 北京市內部分餐飲企業配備油煙凈化器基本情況匯總

3 餐飲項目廢氣環境影響分析

3.1 某餐飲項目廢氣排放情況 SH餐飲項目位于北京城區繁華路段，該項目為小型餐飲項目(設置灶頭2個)，日均就餐人數約300人，該項目產生的廢氣經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。根據前人的實測結果［4-5］，為評價最大環境影響，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境影響分析 采用點源預測模式SCREEN3對顆粒物產生影響進行估算。SCREEN3估算模式是美國環境保護署推出的篩選模式，該模式是一種單源預測模式，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設的氣象組合條件，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，因此預測點位的高度設定為離地20 m以及1.5 m(呼吸帶高度)，重點關注距排氣筒不同位置預測點的顆粒物濃度貢獻值。由表2可知，預測點高度設定為離地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，導致污染物距源一定距離處才出現沉降現象;預測點高度設定為離地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，而影響區域也超過300 m，因此雖然經過了凈化器處理，餐飲廢氣顆粒物對排氣口周邊區域(與排氣口同一高度處)影響仍然較大。北京地區PM2.5源解析顯示，來自餐飲行業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果也顯示，餐飲項目排放的顆粒物PM10、PM2.5對排氣口周邊區域的影響較大。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境影響同樣應該引起重視。

表2 餐飲廢氣顆粒物影響估算結果匯總 μg/m3

4 結語

分析了餐飲廢氣污染源特征、凈化器使用情況等，并以某餐飲企業為研究對象，對廢氣顆粒物環境影響進行估算，發現凈化處理后餐飲廢氣以細顆粒物、烴類物質為主。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測數據不足、管理不規范等問題。此外，餐飲廢氣顆粒物對局部區域的影響同樣不容忽視。

目前，部分餐飲項目廢氣監測時，只監測了排氣口油煙濃度，而忽視了對進口濃度、處理效率等的監測，凈化器處理效果、運營情況缺少數據支持，由此對項目環境管理等造成一定的困擾。餐飲項目應加強設備維護和管理，并嚴格按照監測規范進行監測。現行排放標準未給出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測，建議加強對餐飲行業油煙成分研究，從而確定油煙濃度與顆粒物含量的相關關系。餐飲廢氣顆粒物對局部區域影響較大，多數企業排污疊加影響不容忽視，建議后續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.餐飲業油煙的顆粒物分析［J］.環境科學，2012，33(6):1958 -1963.

［2］王秀艷，高爽，周家歧，等.餐飲油煙中揮發性有機物風險評估［J］.環境科學研究，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］.環境科學與技術，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］.環境科學，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］.環境科學與技術，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污染現狀及來源解析研究［J］.安徽農業科學，2014，42(15):4271 -4724.

［8］北京市環境保護局.北京市正式發布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.