趙娜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：以北京市餐飲企業(yè)分布密度較大的西城區(qū)為案例區(qū),通過(guò)對(duì)研究區(qū)域內(nèi)餐飲企業(yè)進(jìn)行實(shí)地污染物檢測(cè)及排放活動(dòng)水平調(diào)查,計(jì)算得到基于就餐人數(shù)、就餐時(shí)間、烹飪油用量和灶頭數(shù)4種核算基準(zhǔn)的餐飲業(yè)VOCs和PM2.5排放因子,并利用排放因子法分別估算該區(qū)域在餐飲廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造前后餐飲企業(yè)VOCs和PM2.5年排放量。結(jié)果表明:本研究區(qū)域餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造前VOCs排放量范圍為319.03~506.38t/a,改造后為92.14~109.89t/a；改造前PM2.5排放量范圍為166.55~211.09t/a,改造后為30.22~36.05t/a,排放量明顯減少。餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備改造后VOCs和PM2.5減排率分別為71%~82%和80%~86%,餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造減排效果良好。計(jì)算得到以街道為單元的餐飲源VOCs和PM2.5排放強(qiáng)度范圍分別為1.45~4.32t/km2和0.47~1.42t/km2。通過(guò)PM2.5實(shí)測(cè)濃度(小時(shí)值)數(shù)據(jù)分析,餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造前、后PM2.5濃度平均減少了28.9%,接近于用油量為核算基準(zhǔn)的排放因子降低比例。

關(guān)鍵詞：北京典型城區(qū)；餐飲業(yè)；VOCs；PM2.5；排放因子；排放量；餐飲油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái)；安科瑞

0.引言

為應(yīng)對(duì)嚴(yán)重的大氣污染,北京市自1998年開(kāi)始連續(xù)實(shí)施大氣污染綜合治理,空氣質(zhì)量明顯變化。但是,2017年P(guān)M2.5年均濃度仍超過(guò)國(guó)家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)66%。此外,揮發(fā)性物(VOCs)是大氣環(huán)境中二次細(xì)顆粒物和O3的重要前體物,科學(xué)管控VOCs的排放對(duì)協(xié)同防控PM2.5和O3有重要作用。目前,北京大氣污染已進(jìn)入綜合治理階段,以能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和工業(yè)減排措施為主的治理效果逐步減弱,生活源大氣污染物排放的貢獻(xiàn)逐漸引起重視。近年來(lái)北京市餐飲業(yè)發(fā)展迅猛,對(duì)大氣環(huán)境中VOCs和顆粒物等有重要的貢獻(xiàn),對(duì)城市局部大氣質(zhì)量及人體健康產(chǎn)生不利影響。

餐飲行業(yè)是重要的大氣污染源,但人們對(duì)其實(shí)際存在狀況、活動(dòng)水平及排放量的了解有限。餐飲業(yè)大氣污染物排放因子及排放量核算是控制餐飲業(yè)大氣污染的重要依據(jù)。準(zhǔn)確可靠的排放因子的獲取尤為重要,但存在較大的困難。近年來(lái),北京市域內(nèi)餐飲業(yè)大氣污染物排放特征研究陸續(xù)涌現(xiàn),但針對(duì)城區(qū)特定區(qū)域的餐飲業(yè)大氣污染物排放情況研究聚焦較少,且尚未建立涵蓋不同規(guī)模、不同核算基準(zhǔn)的排放因子。因餐飲行業(yè)類(lèi)型眾多,排放污染物組分復(fù)雜,活動(dòng)水平信息的獲取也存在一定局限性,大部分餐飲業(yè)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)來(lái)自統(tǒng)計(jì)年鑒,部分?jǐn)?shù)據(jù)僅有數(shù)據(jù)或無(wú)數(shù)據(jù),因此排放量估算存在較大的誤差。

本文基于北京市典型城區(qū)餐飲行業(yè)調(diào)查和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),開(kāi)展餐飲業(yè)廢氣中VOCs和PM2.5排放因子和排放量核算實(shí)證研究,建立北京市城區(qū)餐飲業(yè)廢氣中VOCs和PM2.5本地化排放因子并估算排放量。

1. 方法與數(shù)據(jù)

1.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

選擇北京市西城區(qū)為研究區(qū)域.研究區(qū)域總面積50.70km2,下轄15個(gè)街道,共計(jì)261個(gè)社區(qū),常住人口117.9萬(wàn)人。該區(qū)域餐飲企業(yè)分布密集,平均密度約100家/km2,2018年?duì)I業(yè)額高達(dá)90.6億元。

2019年北京市推進(jìn)餐飲業(yè)大氣污染控制工程,各餐飲服務(wù)單位陸續(xù)開(kāi)展廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造。本研究在2019年先后檢測(cè)2組餐飲企業(yè)廢氣樣本,其中包括未進(jìn)行廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造(廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造前)餐飲企業(yè)42家(小型餐飲8家、中型20家、大型14家)和完成廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造(廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造后)餐飲企業(yè)33家(11家、中型14家、大型8家)。升級(jí)改造前、后餐飲樣本選擇同類(lèi)型廢氣凈化設(shè)備進(jìn)行采樣。每組樣本中燒烤(含燃?xì)鉄?、電燒烤、炭火燒?span style=";padding: 0px;list-style-type: none;box-sizing: border-box">)類(lèi)、烤鴨類(lèi)(含果木烤鴨、電烤鴨)、川湘菜、本幫江浙菜、家常菜、快餐(含中式、西式)、食堂餐飲占比均勻,檢測(cè)樣本類(lèi)別的選取具有區(qū)域代表性。同時(shí)采集樣本餐飲企業(yè)標(biāo)態(tài)干廢氣流量(m3/h)和折算后實(shí)際使用灶頭數(shù)(個(gè))等相關(guān)指標(biāo)。

為構(gòu)建本地化排放因子庫(kù),對(duì)研究區(qū)域內(nèi)上述餐飲企業(yè)進(jìn)行抽樣檢測(cè),實(shí)地檢測(cè)餐飲業(yè)廢氣中顆粒物和非甲烷總烴(NMHC)污染物濃度。參考北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/1488-2018,使用“非甲烷總烴(NMHC)"作為VOCs的綜合控制指標(biāo).樣品采集選擇在餐飲廢氣排放單位作業(yè)(炒菜、食品加工或其他產(chǎn)生油煙的操作)高峰期進(jìn)行,選擇了在午餐高峰時(shí)段11:00~13:00,和晚餐高峰時(shí)段18:00~20:00進(jìn)行采樣。采樣位置優(yōu)先選擇垂直管段,且避開(kāi)煙道彎頭和斷面急劇變化部位。

1.2 采樣方法

使用TH-880F微電腦煙塵平行采樣儀(武漢市天虹儀表有限責(zé)任公司)進(jìn)行顆粒物采樣,采樣管由S型皮托管、熱電偶或鉑電阻溫度計(jì)和采樣頭組成。使用從天津華翼科技有限公司采購(gòu)的A型濾芯,其外殼材質(zhì)為聚丙烯,內(nèi)置雙層濾膜,一層濾膜為聚丙烯纖維濾膜,孔徑1~3μm,二層為超細(xì)玻璃纖維濾膜。此類(lèi)型濾芯對(duì)于0.3μm標(biāo)準(zhǔn)粒子的截留效率≥99.95%。濾芯使用前經(jīng)過(guò)101A-1E型電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司)干燥2h,干燥溫度為(60±1)℃,自然冷卻后,放入玻璃干燥器內(nèi),室溫下干燥12h。將濾芯用來(lái)自梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司的XS205型電子天平稱(chēng)量至恒重。采樣前,將組合采樣管放入煙道內(nèi)測(cè)得排氣靜壓、測(cè)點(diǎn)動(dòng)壓、溫度等參數(shù),使用濕度儀測(cè)得煙氣水分含量,計(jì)算出采樣嘴的內(nèi)徑。選擇對(duì)應(yīng)采樣嘴內(nèi)徑的濾芯(濾芯采樣嘴內(nèi)徑一般為6,8,10和12mm)進(jìn)行采樣,采樣步驟按照DB11/T1485-2017進(jìn)行。

采用氣袋法采集非甲烷總烴樣品,采樣時(shí)將采樣管加熱并保持在(120±5)℃,10L的氣袋用樣品氣清洗3次,連續(xù)采集3個(gè)樣品,每個(gè)樣品采集時(shí)間宜不少于20min,采氣量均不小于10L。結(jié)束采樣后樣品應(yīng)立即放入樣品保存箱內(nèi)保存,直至樣品分析時(shí)取出,采樣步驟按照《固定污染源廢氣揮發(fā)性物的采樣氣袋法》(HJ732-2014)進(jìn)行。

1.3 分析方法

顆粒物的分析方法采用手工稱(chēng)重法.根據(jù)DB11/T1485-2017[9],采用煙道內(nèi)過(guò)濾的方式,按照顆粒物等速采樣原理,使用濾芯采集餐飲廢氣中的顆粒物,通過(guò)101A-1E型電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司)除去水分后,由采樣前后濾芯的質(zhì)量差除以標(biāo)干采樣體積,計(jì)算出顆粒物的質(zhì)量濃度。采樣時(shí)間均不少于15min,每次平行采集3個(gè)樣品。采樣后濾芯運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后,從密封袋中取出并放入玻璃干燥器內(nèi),在室溫下干燥12h后,還用XS205型分析天平稱(chēng)量至恒重。

采用氣相色譜法對(duì)非甲烷總烴進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)HJ38-2017[11],將氣體樣品直接注入具備氫火焰離子化檢測(cè)器的7820A型氣相色譜儀(安捷倫科技(中國(guó))有限公司),分別在總烴柱和甲烷柱上測(cè)定總烴和甲烷的含量,兩者之差即為非甲烷總烴的含量。同時(shí)以除烴空氣代替樣品,測(cè)定氧在總烴柱上的響應(yīng)值,以扣除樣品中的氧對(duì)總烴測(cè)定的干擾。實(shí)驗(yàn)中色譜分析條件為:空氣流速400mL/min;進(jìn)樣口溫度120℃；柱箱溫80℃；檢測(cè)器溫度200.℃購(gòu)買(mǎi)5個(gè)濃度梯度的甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體分別繪制總烴、甲烷的校準(zhǔn)曲線(xiàn),進(jìn)樣量1.0mL。再取1.0mL待測(cè)樣品測(cè)定樣品中總烴和甲烷的峰面積,總烴峰面積應(yīng)扣除氧峰面積后參與計(jì)算。

1.4 餐飲業(yè)活動(dòng)水平調(diào)查數(shù)據(jù)

餐飲業(yè)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)是污染物排放量計(jì)算的重要參數(shù)。本文中餐飲業(yè)主要的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)綜合以下來(lái)源獲得:①環(huán)境部門(mén)2019年對(duì)餐飲源污染物產(chǎn)生的普查數(shù)據(jù)；②相關(guān)行政管理部門(mén)、行業(yè)協(xié)會(huì)等公布的信息與資料。

2019年北京市開(kāi)展了《餐飲業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB11/1488-2018)發(fā)布后的對(duì)餐飲源污染物產(chǎn)生的普查,實(shí)現(xiàn)全區(qū)域餐飲服務(wù)單位清查。由于研究區(qū)域餐飲企業(yè)數(shù)量密度較大,普查工作制定了清查建庫(kù)、入戶(hù)調(diào)查、數(shù)據(jù)審核、質(zhì)量抽查及匯總上報(bào)等一系列工作任務(wù)。建立的臺(tái)賬包括單位名稱(chēng)、詳細(xì)地址、統(tǒng)一社會(huì)信用代碼、經(jīng)營(yíng)面積(m2)、經(jīng)營(yíng)天數(shù)(d)、年度日均經(jīng)營(yíng)時(shí)間(h)、固定灶頭數(shù)(個(gè))、烹飪油使用量(kg/a)、客流量(人/a)、年?duì)I業(yè)額(當(dāng)年價(jià)格,萬(wàn)元)等指標(biāo)。此次調(diào)查中的餐飲服務(wù)單位包括獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的餐飲服務(wù)機(jī)構(gòu),賓館、酒店、度假村等場(chǎng)所內(nèi)經(jīng)營(yíng)性餐飲部門(mén),設(shè)于機(jī)關(guān)、事業(yè)單位、社會(huì)團(tuán)體、民辦非企業(yè)單位、企業(yè)等供應(yīng)內(nèi)部職工、學(xué)生等集中就餐的單位食堂和廚房等集體用餐加工服務(wù)機(jī)構(gòu),覆蓋研究區(qū)域內(nèi)所有產(chǎn)生餐飲大氣污染物的服務(wù)單位。

企業(yè)規(guī)模是影響餐飲企業(yè)PM2.5排放因子的重要因素。根據(jù)北京市《餐飲業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB11/1488-2018)中餐飲服務(wù)單位規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn),選取其中較易獲得的劃分指標(biāo)對(duì)所調(diào)查的餐飲服務(wù)企業(yè)進(jìn)行規(guī)模劃分(表1)。其中,不同方式判斷規(guī)模不一致的,餐飲服務(wù)單位的規(guī)模類(lèi)別以大者計(jì)。

表1餐飲服務(wù)單位規(guī)模劃分

研究區(qū)域共有餐飲企業(yè)3400余家,按照表2劃分餐飲業(yè)規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn),本研究區(qū)域有小型餐飲企業(yè)1300余家、中型餐飲企業(yè)1300余家、大型餐飲700余家。

根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)和餐飲服務(wù)單位普查數(shù)據(jù),獲取不同規(guī)模餐飲業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參數(shù)。本研究對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了Shapiro-Wilk正態(tài)分布檢驗(yàn),隨機(jī)變量服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布則取幾何平均值,不服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布的則取中位數(shù)。抽樣餐飲企業(yè)基本數(shù)據(jù)參數(shù)見(jiàn)表2和表3。

表2廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造前餐飲企業(yè)基本數(shù)據(jù)參數(shù)

表3廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造后餐飲企業(yè)基本數(shù)據(jù)參數(shù)

1.5 餐飲業(yè)大氣污染物年排放總量估算方法

根據(jù)《城市大氣污染物排放清單編制技術(shù)手冊(cè)》[13],餐飲油煙源排放清單污染物有PM10、PM2.5、BC、OC和VOCs。本文主要對(duì)PM2.5和VOCs排放總量進(jìn)行估算.采用的核算方法為排放因子法。根據(jù)餐飲業(yè)行業(yè)特點(diǎn),通常選取就餐人數(shù)、就餐時(shí)間、食用油用量和灶頭數(shù)4項(xiàng)便于統(tǒng)計(jì)的指標(biāo)為核算基準(zhǔn)來(lái)計(jì)算相對(duì)應(yīng)大氣污染物排放因子。結(jié)合煙氣排放量、污染物排放濃度以及餐飲企業(yè)的數(shù)量等進(jìn)行污染物排放量估算。不同核算基準(zhǔn)存在一定的不確定性,吳雪偉等認(rèn)為以用油量為基準(zhǔn)的不確定性小,如PM2.5和VOCS的不確定性分別為31%和61%。吳芳谷等對(duì)餐飲油煙研究發(fā)現(xiàn),油煙中排出的顆粒物主要為細(xì)粒子,PM2.5占餐飲廢氣顆粒物的76.91%。

餐飲企業(yè)i以第j種核算基準(zhǔn)的排放量Eij計(jì)算采用下面的公式:

式中:Ai為餐飲企業(yè)i活動(dòng)水平,針對(duì)不同核算基準(zhǔn)的排放因子取相對(duì)應(yīng)的Ai值；EFj為第j種核算基準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的排放因子,(g/kg)、(g/人)、(g/h)、[g/(h.個(gè))]。本研究中,排放因子EFj以不同核算基準(zhǔn)分別計(jì)算獲得。

第j種核算基準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的排放因子EFj計(jì)算公式如下:

式中:cj為第j種污染物實(shí)測(cè)濃度,mg/m3；U為實(shí)測(cè)餐飲企業(yè)廢氣排放量,m3/h；Y為實(shí)測(cè)餐飲企業(yè)食用油年使用量,t；T為實(shí)測(cè)用餐時(shí)間,h；Z為實(shí)測(cè)餐飲企業(yè)基準(zhǔn)灶頭數(shù),個(gè)；R為實(shí)測(cè)餐飲企業(yè)用餐人數(shù),人次。

本研究中不同餐飲企業(yè)活動(dòng)水平A按餐飲規(guī)模計(jì)算統(tǒng)計(jì)得出,見(jiàn)表4。計(jì)算∑A時(shí),∑A(用餐時(shí)間)、∑A(用油量)和∑A(用餐人數(shù))均需考量年均經(jīng)營(yíng)時(shí)間(h)范圍。

表4不同餐飲規(guī)模餐飲企業(yè)活動(dòng)水平

1. 結(jié)果與討論

2.1 餐飲業(yè)廢氣中VOCs和PM2.5排放因子

通過(guò)(2)~(5)式計(jì)算得到分別以用油量、灶頭數(shù)、用餐人數(shù)和用餐時(shí)間為核算基準(zhǔn)的餐飲業(yè)廢氣VOCs和PM2.5排放因子,如表5所示。表6是按照不同規(guī)模餐飲企業(yè)核算的排放因子?？梢?jiàn),不同核算基準(zhǔn)的排放因子差異較大。升級(jí)改造前,基于用餐時(shí)間的VOCs和PM2.5排放因子分別為42.35和17.66g/h,明顯大于基于用餐人數(shù)的VOCs和PM2.5排放因子1.22和0.51g/人。因此,排放因子的參考基準(zhǔn)不同影響了排放因子的值,且參考基準(zhǔn)的實(shí)際情況因地域而異,需要獲得不同核算基準(zhǔn)下的本地化排放因子。本研究得到升級(jí)改造后以用油量為核算基準(zhǔn)的VOCs排放因子11.62g/kg與秦之湄等獲得的成都市的值13.8g/kg接近,但顯著高于王秀艷等獲得的沈陽(yáng)市的值5.03g/kg。因此,需獲取本地化、易于計(jì)算并符合實(shí)際的排放因子,才能準(zhǔn)確掌握餐飲企業(yè)排放對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量直接或潛在的影響。

表5基于不同核算基準(zhǔn)的餐飲業(yè)污染物排放因子

表6不同規(guī)模餐飲業(yè)不同核算基準(zhǔn)的排放因子

從表5可見(jiàn),不論以何種核算基準(zhǔn)計(jì)算得出的排放因子,廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造后的餐飲業(yè)VOCs和PM2.5排放因子均比改造前明顯減小,分別降低了67.3%~82.2%和74.3%~86.0%但是,不同規(guī)模餐飲企業(yè)油煙污染治理效果存在一定差異,如表6所示。調(diào)查數(shù)據(jù)表明,大型餐飲企業(yè)均已全部安裝有油煙凈化設(shè)施,污染物排放因子下降明顯。中型餐飲企業(yè)VOCs和PM2.5排放因子下降幅度相對(duì)較小。中型餐飲企業(yè)數(shù)量占比和客流量較大,但存在未按要求啟用凈化設(shè)備,未定期清洗油煙凈化設(shè)備,和未及時(shí)更換炭及分子篩等吸附材料等現(xiàn)象。穆桂珍等研究也表明目前餐飲企業(yè)油煙凈化設(shè)施“重安裝,輕維護(hù)"的現(xiàn)象依然十分普遍。部分小型餐飲企業(yè)油煙凈化裝置缺乏及時(shí)的維護(hù),排風(fēng)量與灶頭數(shù)量不匹配也導(dǎo)致靜電油煙凈化器處理效果大打折扣。

1.2   餐飲業(yè)廢氣VOCs和PM2.5排放量

根據(jù)式(1)以及表5中的排放因子,核算出本研究區(qū)域全部餐飲企業(yè)2019年VOCs和PM2.5的排放量(表7)。

表7餐飲廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造前、后VOCs和PM2.5排放量(t/a)

本研究區(qū)域在餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造前,不同核算基準(zhǔn)得到VOCs排放量較大值為506.38t/a,較小值為319.03t/a;PM2.5排放量較大值為211.09t/a,較小值為166.55t/a。其中,VOCs和PM2.5排放量較大值均是以就餐時(shí)間為核算基準(zhǔn)計(jì)算獲得的,但較小值分別是以用油量和就餐人次為核算基準(zhǔn)計(jì)算獲得。假定區(qū)域內(nèi)餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備全部進(jìn)行升級(jí)改造,則升級(jí)改造后,VOCs和PM2.5排放量范圍分別為92.14~109.89/a和30.22~36.05t/a.這時(shí),較大值均是以灶頭數(shù)為核算基準(zhǔn)計(jì)算獲得,較小值均是以就餐時(shí)間為核算基準(zhǔn)計(jì)算獲得。這表明凈化設(shè)備改造后就餐時(shí)間不再是影響排放量主要的約束因素。在實(shí)際監(jiān)督管理過(guò)程中,應(yīng)督促餐飲企業(yè)及時(shí)進(jìn)行餐飲廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造,進(jìn)行餐飲業(yè)用油量、灶頭數(shù)量和就餐人次的管控。根據(jù)以上結(jié)果,餐飲廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造后,餐飲源VOCs減排率為71%~82%,PM2.5減排率達(dá)到80%~86%。

以街道為單元,對(duì)VOCs和PM2.5排放量貢獻(xiàn)占比較大的街道為展覽路街道(17.46%),月壇街道(12.68%),金融街街道(12.44%),德勝街道(8.73%)。通過(guò)餐飲企業(yè)的位置、數(shù)量、排放量及地區(qū)占地面積,獲得不同街道餐飲業(yè)VOCs和PM2.5年度排放強(qiáng)度分別為1.45~4.32t/km2和0.47~1.42t/km2。其中VOCs排放強(qiáng)度較大的5個(gè)街道分別為陶然亭街道(4.32t/km2)、大柵欄街道(4.23t/km2)、新街口街道(4.03t/km2)、月壇街道(3.90t/km2)和金融街街道(3.08t/km2).餐飲源PM2.5排放強(qiáng)度較小的街道為廣安門(mén)外街(0.47t/km2),排放強(qiáng)度較大為陶然亭街道(1.42t/km2)。

為驗(yàn)證廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造前后對(duì)大氣中PM2.5含量的影響效果,選擇在7月(升級(jí)改造前)和10月(升級(jí)改造后)兩個(gè)時(shí)間段,對(duì)研究區(qū)域中餐飲企業(yè)分布密集社區(qū)進(jìn)行了PM2.5監(jiān)測(cè)。鑒于大氣污染物存在明顯的季節(jié)變化,把實(shí)測(cè)值減去當(dāng)月的平均值得到差值(PM2.5)進(jìn)行對(duì)比(圖1)。從圖1可看出,改造后PM2.5比改造前明顯降低,尤其在早餐(05:30~08:30)、午餐(10:30~13:30)和晚餐(16:00~19:00)時(shí)段。此外,由于兩次測(cè)值是在不同年段完成的,除排放外,大氣污染物還會(huì)受到天氣以及輸送變化的影響,導(dǎo)致個(gè)別改造后的測(cè)值大于改造前的。將對(duì)應(yīng)的改造前后早午晚餐時(shí)段PM2.5進(jìn)行了差異性檢驗(yàn),兩獨(dú)立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果顯示各抽樣社區(qū)PM2.5濃度實(shí)測(cè)值在凈化設(shè)備改造前后變化呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05),即區(qū)域PM2.5排放濃度經(jīng)過(guò)餐飲廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造后有明顯的降低。

通過(guò)實(shí)測(cè)值計(jì)算,在月壇街道鐵二二社區(qū),牛街街道東里社區(qū),金融街街道豐匯園社區(qū)和大柵欄街道煤市街東社區(qū)早中晚餐時(shí)段PM2.5分別減少了26.9%,25.1%,32.9%和30.8%.4個(gè)社區(qū)平均減少了28.9%,較接近于以用油量為核算基準(zhǔn)的排放因子降低比例。

圖1餐飲企業(yè)分布密集社區(qū)廢氣改造設(shè)備升級(jí)前后實(shí)測(cè)PM2.5濃度比較

3.安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監(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(mén)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(kāi)機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)開(kāi)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。

3.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)

平臺(tái)GIS地圖采集餐飲油煙處理設(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(mén)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?，F(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

3.2平臺(tái)主要功能

（1）在線(xiàn)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(xiàn)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。

3.3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(xiàn)或無(wú)線(xiàn)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.結(jié)語(yǔ)

1）通過(guò)對(duì)研究區(qū)域內(nèi)餐飲企業(yè)進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)數(shù)據(jù)及活動(dòng)水平調(diào)查,分別得到了基于就餐人數(shù)、就餐時(shí)間、食用油用量和灶頭數(shù)4項(xiàng)核算基準(zhǔn)的餐飲業(yè)VOCs和PM2.5排放因子,但4種核算基準(zhǔn)的排放因子差異較大,需要進(jìn)一步本地化檢驗(yàn)。

2）本研究區(qū)域餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造前,VOCs排放量范圍為319.03~506.38t/a,改造后為92.14~109.89t/a；PM2.5排放量范圍改造前為166.55~211.09t/a,改造后為30.22~36.05t/a,經(jīng)過(guò)餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造后VOCs及PM2.5排放量分別減少了71%~82%和80%~86%。

3）計(jì)算得到以街道為單元的餐飲業(yè)VOCs及PM2.5排放強(qiáng)度,VOCs排放強(qiáng)度范圍1.45~4.32t/km2,PM2.5排放強(qiáng)度范圍0.47~1.42t/km2。通過(guò)餐飲源VOCs和PM2.5排放強(qiáng)度情況的定量計(jì)算,便于有針對(duì)性的開(kāi)展相應(yīng)區(qū)域餐飲源大氣污染物治理工作。

4）通過(guò)對(duì)典型社區(qū)PM2.5濃度(小時(shí)值)抽樣檢測(cè)餐飲廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造前、后PM2.5濃度平均減少比例為28.9%,較接近于用油量為核算基準(zhǔn)的排放因子降低比例。進(jìn)一步說(shuō)明餐飲業(yè)廢氣凈化設(shè)備升級(jí)改造對(duì)于PM2.5減排效果顯zhu。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鄭君瑜,王水勝,黃志烔,等.區(qū)域高分辨率大氣排放源清單建立的技術(shù)方法與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2014:124-161.

[2]張洋,支國(guó)瑞,薛志剛,等.餐飲行業(yè)活動(dòng)水平調(diào)查及大氣污染物排放清單編制研究[J].環(huán)境科學(xué)研究,2019,32(6):929-937.

[3]孫成一,白畫(huà)畫(huà),陳雪,等.北京市餐飲業(yè)大氣污染物排放特征[J].環(huán)境科學(xué),2020,41(6):2596-2601.

[4]馬殊瓊,林偉立,夏建新.北京市典型城區(qū)餐飲業(yè)VOCs和PM2.5排放量估算[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)2021,41（5）：2090-2096

[5]安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái).2020.05版.

作者簡(jiǎn)介：

趙娜，女，現(xiàn)任安科瑞電氣股份有限公司，主要從事餐飲油煙監(jiān)測(cè)的研發(fā)與應(yīng)用。