餐饮废气颗粒物排放特征及环境影响研究

孙 涛，蔡 昱，张 云

（1.中国科学院生态环境研究中心环境评价部，北京100085;2.摩科瑞能源贸易(北京)有限公司，北京 100022）

随着我国经济建设的发展和人们生活水平的提高，饮食业得到了较大的发展，而饮食业的污染投诉也成为污染投诉热点。饮食业的环境污染问题日益突出，成为阻碍饮食业进一步发展的主要问题之一。笔者在分析餐饮废气污染源特征、净化器处理效率等基础上，以某餐饮企业为研究对象，利用美国环境保护署推出的筛选模式SCREEN3，对餐饮企业废气进行影响分析，以期为同类项目的环境评估提供参考。

1 餐饮项目主要废气污染源

1.1 餐饮废气主要成分 我国餐饮行业因其烹饪方式的特殊性在烹饪过程中会产生大量的油烟，餐饮企业运营期废气污染物主要包括可沉降颗粒物、细颗粒物及烃类物质等。谭德生等［1］对北京市内餐饮单位烹饪时厨房内油烟中进行了采样分析，发现可沉降颗粒的粒径主要为10～400 μm，数量浓度峰值粒径集中在10～100 μm之间;油烟中可吸入颗粒粒径主要分布在1.0 μm以下，数量浓度峰值粒径集中在0.063 ～0.109 μm 之间，质量浓度峰值粒径为 6.56 ～ 9.99 μm。王秀艳等［2］在用餐高峰时段对天津某中型餐馆油烟中VOCs进行实地监测，厨房油烟检测出66种VOCs，其中烷烃23种、烯烃8种、芳香烃14种、卤代烃8种、含氧有机物6种、含硫化合物6种、柠檬烯1种;厨房和排烟口处VOCs中含氧有机物是最主要污染物，所占比例均超过55%，乙醇最多，丙烷次之。冯艳丽等［3］对餐饮企业油烟排气口废气成分进行采样分析，发现油烟烟气含有18种化合物，其中乙醛、甲醛、丙酮等含量较高。

1.2 废气中颗粒物含量 部分研究成果显示，餐饮行业排放废气中颗粒物粒径通常为0.10～10 μm。谭德生等［1］对北京市内餐饮单位烹饪时厨房内油烟中进行了采样分析，发现可吸入颗粒物质量浓度峰值粒径为6.56～9.99 μm，其中大学食堂、麻辣火锅、快餐等厨房内该区间颗粒物质量浓度分别可达 65.902、40.606、581.585 mg/m3。

温梦婷等［4］监测了北京市川菜、杭州菜、家常菜等餐饮企业废气中PM2.5质量浓度，其中川菜、杭州菜产生的废气采用高压静电式油烟净化器处理后 PM2.5浓度为1.12～1.75 mg/m3;家常菜餐饮企业废气采用活性炭吸附，由于吸附剂更换不及时等因素，PM2.5质量浓度高达 3.46 mg/m3。林立等［5］监测了上海9家餐饮企业废气中 PM2.5浓度，废气经处理后 PM2.5排放浓度为0.14 ～1.67 mg/m3。

油烟净化器通常对粒径较大颗粒物有较好的处理效果，而对细颗粒物处理效果相对较差。餐饮源排放颗粒物PM2.5占PM10的80%以上［4，6］。研究表明，经净化处理后，餐饮废气中 PM2.5质量浓度约 0.14 ～1.75 mg/m3，则 PM10质量浓度约 0.18 ～2.19 mg/m3［4-5］。

2 餐饮行业常用废气净化措施

目前，国内餐饮行业常用的油烟净化器主要采用高压静电、洗涤法、吸附法、机械过滤等方法。笔者搜集了北京市部分餐饮行业油烟净化器的认证检测报告、运营期间监测报告等，相关排放情况、净化效率等资料见表1。根据调查资料可以看出，餐饮企业常用油烟净化器以静电式为主，这种设备投资少、占地小、净化效率高，能耗低、无二次污染、运行费用低，因此得到广泛应用。调查资料显示，大型油烟净化器对油烟的处理效率可达92.5% ～96.3%，油烟排放浓度0.37～0.83 mg/m3;中型油烟净化器处理效率为85.2% ～87.8%，油烟的排放浓度为0.86～1.05 mg/m3;小型油烟净化器处理效率75.7% ～80.2%，油烟排放浓度1.0 ～1.09 mg/m3。

调查结果表明，目前常用油烟净化器对油烟有较好的处理效果，只要安装、运营等达到设计要求，均可为餐饮企业提供高效服务，经处理后的油烟可满足排放标准要求。调研过程中也发现，部分餐饮企业只监测了废气排放浓度，而无初始浓度、净化效率等指标;部分单位对净化设施维护清洗不 够及时。

表1 北京市内部分餐饮企业配备油烟净化器基本情况汇总

3 餐饮项目废气环境影响分析

3.1 某餐饮项目废气排放情况 SH餐饮项目位于北京城区繁华路段，该项目为小型餐饮项目(设置灶头2个)，日均就餐人数约300人，该项目产生的废气经高压静电式油烟处理后由房屋楼顶排放，油烟排放浓度为0.8 mg/m3。根据前人的实测结果［4-5］，为评价最大环境影响，PM2.5、PM10浓度分别选取1.75、2.19 mg/m3。排气口其他参数分别为:高度20 m，工况废气量 4 120 m3/h，平均流速 7.2 m/s，出口直径 0.45 m，温度34℃。

3.2 废气颗粒物对局部环境影响分析 采用点源预测模式SCREEN3对颗粒物产生影响进行估算。SCREEN3估算模式是美国环境保护署推出的筛选模式，该模式是一种单源预测模式，可计算点源、面源和体源等污染源的最大地面浓度，以及建筑物下洗和熏烟等特殊条件下的最大地面浓度，估算模式中嵌入了多种预设的气象组合条件，包括一些最不利的气象条件。由于该项目排气口高度为20 m，因此预测点位的高度设定为离地20 m以及1.5 m(呼吸带高度)，重点关注距排气筒不同位置预测点的颗粒物浓度贡献值。由表2可知，预测点高度设定为离地1.5 m(呼吸带高度)时，随着距离增加，颗粒物浓度值先增加然后逐渐降低，在距离污染源200 m处出现最大值，主要因为排气口高度较高、颗粒物粒径小沉降困难，导致污染物距源一定距离处才出现沉降现象;预测点高度设定为离地20 m时，随着距离增加，颗粒物浓度值逐渐降低，距离排气口5 m 处 PM10、PM2.5浓度值分别为56.6、42.4 μg/m3，污染物浓度相对较高，而影响区域也超过300 m，因此虽然经过了净化器处理，餐饮废气颗粒物对排气口周边区域(与排气口同一高度处)影响仍然较大。北京地区PM2.5源解析显示，来自餐饮行业排放的细颗粒物占有一定的比重［7-8］。该研究对单个餐饮项目排放颗粒物的估算结果也显示，餐饮项目排放的颗粒物PM10、PM2.5对排气口周边区域的影响较大。餐饮项目一般位于繁华阶段，周边高层建筑较多，污染物不利扩散。此外，多个餐饮项目叠加的环境影响同样应该引起重视。

表2 餐饮废气颗粒物影响估算结果汇总 μg/m3

4 结语

分析了餐饮废气污染源特征、净化器使用情况等，并以某餐饮企业为研究对象，对废气颗粒物环境影响进行估算，发现净化处理后餐饮废气以细颗粒物、烃类物质为主。净化器对餐饮废气有较好的处理效果，但运营过程中也存在监测数据不足、管理不规范等问题。此外，餐饮废气颗粒物对局部区域的影响同样不容忽视。

目前，部分餐饮项目废气监测时，只监测了排气口油烟浓度，而忽视了对进口浓度、处理效率等的监测，净化器处理效果、运营情况缺少数据支持，由此对项目环境管理等造成一定的困扰。餐饮项目应加强设备维护和管理，并严格按照监测规范进行监测。现行排放标准未给出PM2.5、PM10等限值要求，故餐饮项目运行期均未有颗粒物浓度的监测，建议加强对餐饮行业油烟成分研究，从而确定油烟浓度与颗粒物含量的相关关系。餐饮废气颗粒物对局部区域影响较大，多数企业排污叠加影响不容忽视，建议后续标准修订或地方标准制定时，从严控制油烟、颗粒物浓度限值。

［1］谭德生，邝元成，刘欣，等.餐饮业油烟的颗粒物分析［J］.环境科学，2012，33(6):1958 -1963.

［2］王秀艳，高爽，周家歧，等.餐饮油烟中挥发性有机物风险评估［J］.环境科学研究，2012，25(12):1359 -1363.

［3］冯艳丽，黄娟，文晟，等.餐馆排放油烟气中羰基化合物浓度及分布特征［J］.环境科学与技术，2008，31(2):66 -68，76.

［4］温梦婷，胡敏.北京餐饮源排放细粒子理化特征及其对有机颗粒物的贡献［J］.环境科学，2007，28(11):2620 -2625.

［5］林立，何校初，邬坚平，等.上海餐饮油烟污染特征研究［J］.环境科学与技术，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.我国 PM2.5污染现状及来源解析研究［J］.安徽农业科学，2014，42(15):4271 -4724.

［8］北京市环境保护局.北京市正式发布PM2.5来源解析研究成果［EB/OL］.(2014 -04 -16)http://www.bjepb.gov.cn/bjepb/323265/340674/396253/index.html.