淺談飲食業(yè)油煙污染現狀及在線(xiàn)監測系統的設計選型

摘要：城市餐飲業(yè)油煙污染成了困擾主要城市環(huán)境保護部門(mén)和人民群眾日常生活的主要問(wèn)題。油煙污染已經(jīng)成為我國一個(gè)重要的污染源，是形成 PM2.5的重要污染源之一，為了解決餐飲業(yè)油煙管理方面存在的問(wèn)題，設計餐飲業(yè)油煙在線(xiàn)監控系統，對油煙污染實(shí)行在線(xiàn)監測，可以對未來(lái) 監管部門(mén)提供有效、實(shí)用、先進(jìn)的監控系統解決方案，可以實(shí)時(shí)、快捷、廣域的進(jìn)行環(huán)境數據監測，提高環(huán)保部門(mén)的反應能力，并有助實(shí)現環(huán)保部門(mén)的信息化、數字化建設。對于改善城市環(huán)境質(zhì)量，建設和諧社會(huì )都有重要意義。

關(guān)鍵詞：油煙污染；在線(xiàn)監控系統；飲食業(yè)油煙
 
0引言
隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的高速發(fā)展，重視人類(lèi)生存環(huán)境逐漸成為人們意識、行動(dòng)的重要的指導思想。根據環(huán)保部的部署，要逐步在一些大中城市建立區域性的環(huán)境質(zhì)量和污染源監測的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )系統。這幾年，環(huán)保部已經(jīng)對全國主要污染源工業(yè)企業(yè)分步實(shí)施污染源在線(xiàn)監測系統，包括廢水、廢氣、固體廢物等污染物的排放情況實(shí)現實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控，并將監控數據實(shí)時(shí)有效的上傳到環(huán)保監控平臺，為各級環(huán)保監管部門(mén)提供有利證據。油煙在線(xiàn)監測系統，不但實(shí)現實(shí)時(shí)顯示統計凈化器清潔狀態(tài)、凈化器開(kāi)關(guān)狀態(tài)、風(fēng)機開(kāi)關(guān)狀態(tài)、GPRS狀態(tài) 、聯(lián)動(dòng)比率等，同時(shí)顯示企業(yè)名稱(chēng)、企業(yè)編碼、企業(yè)地址、監測時(shí)間，并且系統可設置多級登入權限，管理員能夠進(jìn)行信息發(fā)布及互換：也可進(jìn)行歷史數據及歷史曲線(xiàn)查詢(xún)：同時(shí)系統又可以自動(dòng)生成報告、報表等特點(diǎn) 。
 
1 我國飲食業(yè)油煙污染的現狀及成因
1.1油煙污染現狀及成因
1.1.1 污染現狀
飲食業(yè)油煙就是指食物烹飪和食品加工過(guò)程中揮發(fā)的油脂、有機質(zhì)及熱氧化和熱裂解 產(chǎn)生的混合物，就目來(lái)說(shuō)，已有99種油煙化合物被發(fā)現，這也是我國對飲食業(yè)油煙越來(lái)越重視的原因。
國內的餐飲油煙污染一直以來(lái)部是廣大市民投訴的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。大量的油煙污染排放不能得到有效的控制，多數餐館開(kāi)在居民小區、臨街房屋，對環(huán)境質(zhì)量和居民的健康帶來(lái)不利的影響。
1.1.2 油煙污染危害
飲食服務(wù)業(yè)排放油煙的成分至少有300多種，主要有脂肪酸、烷烴、酯、芳香化合等，其中至少有數十種危害人體健康。飲食服務(wù)業(yè)油煙廢氣正和工業(yè)廢氣、機動(dòng)車(chē)尾氣一起，被視為大氣的三大“污染殺手 ”。
油煙對人體健康的危害主要有以下三個(gè)方面。
1.1.2.1 肺臟毒性
除了吸煙，烹飪已被確定為市內空氣污染的主要來(lái)源，并危害著(zhù)人們的身心健康，而吸入油煙對健康人和慢性支氣管炎病人肺功能有明顯的影響，表明為PEFR、V76、Vso、V25均明顯下降 ，慢性支氣管炎組FVC和FEV也明顯降低，吸入者出現嗆咳、胸悶、氣短等癥狀，說(shuō)明油煙對氣道有強的刺激作用，使氣道收縮 ，呼吸阻力增加。
1.1.2.2 增加致癌機率，降低免疫力
對于長(cháng)期與油煙接觸的人群進(jìn)行調查，發(fā)現其外周血淋巴細胞SEC和微核率均明顯高于對照組，并隨暴露年限的延長(cháng)而升高，長(cháng)期的暴露在油煙中，這可能是患肺癌的 重要因素。大量的研究表明，烹調油煙中存在著(zhù)能引起基因突變，染色體損傷，NDA損傷等不同生物學(xué)效應的細胞遺傳毒性物質(zhì)，具有肯定的致突變性。其遺傳毒性與食物成份及食用油種類(lèi)、烹調溫度有關(guān)，并隨溫度升高其致突變性增強。烹調油煙氣中的一些致突變物同時(shí)也具致癌性，其中苯并芘、揮發(fā)性亞硝酸胺、雜環(huán)胺類(lèi)化合物等是已知的致突變、致癌物。
1.1.2.3 容易產(chǎn)生腫瘤
從上海大學(xué)的一些課題研究可以表明，長(cháng)期在廚房做飯的女性，其產(chǎn)生肺癌的幾率大大增加2～3倍 ，因為中國女性接觸的油煙比較多，也因此患肺癌機率中國女性占了一定人數在理 ，其原因在于支氣管上皮細胞(BEAS。2B細胞)暴露于 0．1或 I．0¨M 的TT—DDE中，和氧化活性氧(ROS)產(chǎn)生反應所致 。
1.1.3 油煙污染是PM2.5的重要組成之一
現在人們幾乎“談 PM2．5色 變 ”，但殊不知 PM2．5一個(gè)重要排放源就在我們身邊，即餐飲油煙。據((2013年O4月22目，經(jīng)濟參考報》報道：中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員王躍思等人在對北京冬季及夏季大氣細粒子中有機組分的來(lái)源及貢獻進(jìn)行研究后發(fā)現，餐飲油煙排放的有機氣溶膠(氣溶膠是液態(tài)或固態(tài)微粒在空氣中的懸浮體系）是一次有機氣溶膠中主要組成部分，控制這類(lèi)排放源對降低北京氣細粒子PM1污染水平具有十分重要的意義。
PM1是指大氣中直徑小于或等于1微米的顆粒物。它包含在PM2.5中，其質(zhì)量濃度約占PM2.5的60％～80％。相對于PM2.5和PMl0，PMl由于在大氣中的留時(shí)間長(cháng)，并容易進(jìn)入人體肺部深處，對氣候、環(huán)境和人體健康造成的不利影響為突出。
1．2 油煙污染的成因
我國的飲食習慣決定了油煙排放污染比較嚴重，但同時(shí)，我國在環(huán)境管理中對飲 食業(yè)油煙污染源一直重視不夠，油煙污染日益嚴重 。
首先，各地環(huán)保主管部門(mén)對飲食業(yè)油煙的環(huán)境監測手段很多都只是使用手工監測的手段，監控數據也只是靠人工報送數據。手工檢測只能是瞬時(shí)的，而且只能是短時(shí)間的檢測。不可能對實(shí)際的排放情況有一個(gè)準確的掌握。數據不夠準確和及時(shí)，不能及時(shí)處理油煙污染，影響環(huán)保部門(mén)的辦事效率。
其次，烹調油煙含有多種有毒化學(xué)成份，必須對其采取有效的凈化措施。一般來(lái)說(shuō)，污染物的控制對策有兩種：清潔生產(chǎn)和終端控制。者從研究污染物產(chǎn)生機理著(zhù)手，力圖在生產(chǎn)過(guò)程中降低污染物的產(chǎn)生量；后者用物理、化學(xué)、生物方法對產(chǎn)生的污染物進(jìn)行處理，力圖降低污染物的排放量，從而降低其環(huán)境效應。但是由于監管不到位，而且很多污染制造企業(yè)或單位為了節約開(kāi)支，而導致油煙凈化裝置形同虛設，甚至根本沒(méi)有安裝油煙凈化裝置的現象，己成為油煙污染問(wèn)題的重要起因。
第三，飲食業(yè)的油煙污染如此的嚴重，另外一個(gè)原因是缺乏統一的協(xié)調管理機制，因為飲食行業(yè)油煙污染等生活環(huán)境污染問(wèn)題具有很強的社會(huì )性。涉及到的管理部門(mén)可 能包括有、、城建局、甚至還有食物衛生監督局等。各個(gè)部門(mén)之間缺少 一個(gè)良好的協(xié)調機制，不能形成合力。近年來(lái)雖然我國已加強了環(huán)境保護“三同時(shí) ”的管理，通過(guò)環(huán)保部門(mén)的大量協(xié)調工作，這一問(wèn)題得到了較好解決，在開(kāi)發(fā)建設和第三產(chǎn)業(yè)的審批上環(huán)保審批權已開(kāi)始得到落實(shí)，但是，問(wèn)題還遠遠沒(méi)有得到*改善。
為了切實(shí)解決油煙污染擾民問(wèn)題，確保飲食服務(wù)企業(yè)的油煙凈化設施正常運行，減少油煙排放給市區環(huán)境帶來(lái)的污染，推動(dòng)油煙在線(xiàn)監控，就能通過(guò)反饋調節達到油煙凈化設備的高效運行和油煙的達標排放。
 
2 油煙污染在線(xiàn)監控系統的設計
2.1 油煙在線(xiàn)監控系統的設計原則
油煙在線(xiàn)監控系統的政策性和專(zhuān)業(yè)性很強，要以省、市信息化建設和環(huán)境信息化建設方針為指導，圍繞環(huán)境保護的工作和生態(tài)建設的目標和任務(wù)。以環(huán)境管理需求為導向，以網(wǎng)絡(luò )建設為基礎，以數據共享和應用開(kāi)發(fā)為核心，整合資源 ，夯實(shí)基礎，堅持 “統籌規劃、資源共享、應用主導、務(wù)求實(shí)效”的發(fā)展方針，并堅持 以下原則：
2.1.1統一實(shí)用原則
結合當餐飲業(yè)油煙治理工作的實(shí)際，堅持統一規劃、分步實(shí)施、因地制宜，使在線(xiàn)監控數據經(jīng)過(guò)收集、傳遞、處理后，能實(shí)時(shí)準確地反映相關(guān)企業(yè)的油煙處理和排放實(shí)況，真正地解決油煙超標排放監管難題，切實(shí)提高環(huán)境監理效率和管理水平。
2.1.2 安全可靠原則
油煙在線(xiàn)監控系統項 目代表未來(lái)環(huán)保智能化發(fā)展趨勢，傳感、傳輸、實(shí)時(shí)監測等技術(shù)要求較高，一定要采取先進(jìn)可靠成熟技術(shù)，確保整個(gè)系統安全、可靠地運行。
另外，系統的硬件和軟件都要采用可靠性措施，如傳感器使用壽命、系統安全保密措施、抗干擾措施 、數據備份和恢復、嚴格的權限控制、防止計算機病毒侵入、嚴格管理制度等。
2.1.3 兼容共享原則
隨著(zhù)油煙在線(xiàn)監控系統監測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，信息量會(huì )越來(lái)越大，監控節點(diǎn)數也將逐步增加。系統首先是整合現有資源，包括通信資源，使得指揮通信有序T作。為統～指揮、協(xié)同作戰提供通信保障：其次是整合信息資源，加強信息的管理和應用，建立“關(guān)聯(lián)應用 ”體系，為系統的擴展應用提供提條件。同時(shí)，要考慮操作者使用方便、靈活，人機界面友好，直觀(guān)清晰。同時(shí)，要考慮操作者使用方便、靈活，人機界面友好，直觀(guān)清晰。
因此，硬件和軟件會(huì )不斷擴充，系統功能會(huì )不斷增強。因此這些都要求系統具有較強的兼容和共享功能。
2.2 油煙在線(xiàn)監控系統的總體設計思路
采用基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊的方式，對油煙凈化處理設備進(jìn)行實(shí)時(shí)不間斷監控(也可自行設定監控時(shí)段)，數據自動(dòng)傳送到環(huán)保部門(mén)監控平臺，提高了監控水平，油煙在線(xiàn)檢測儀器在自動(dòng)采集油煙凈化設備的運行數據后，通過(guò)數據采集器或者RTU。以無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )(或其他媒介)將 運行情況以及濃度等數據傳送到的監控中心，監控中心的服務(wù)器接收到這些數據之后，其軟件管理平臺會(huì )根據數據的情況進(jìn)行統計分析。
 
2.2.1油煙在線(xiàn)監控終端設備
實(shí)現采集監控油煙凈化器設備開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號、清潔度信號，及通過(guò)油煙濃監測模塊采集排放的油煙中油煙濃度信息，并預留揮發(fā)性有機物的在線(xiàn)檢測接口。
2.2.2 數據采集傳輸模塊
采用可靠的數據傳輸設備，保證連續、及時(shí)、可靠地進(jìn)行數據傳輸、即時(shí)數據發(fā)送、批量數據發(fā)送、狀態(tài)信息發(fā)送、數據采集時(shí)間間隔和發(fā)送時(shí)間間隔可調、具有在通訊出現故 障及通訊恢復后的續傳功能、設備包括無(wú)線(xiàn)通訊卡以及能滿(mǎn)足監控要求的通訊費。
采用GPRS或 CDMA無(wú)線(xiàn)通訊方式，將監控現場(chǎng)數據上傳至環(huán)境保護局監控中心系統平臺，實(shí)現數據的遠程通訊，并保持數據的一致性。符合 《測量、控制和實(shí)驗室電氣設備的安全要求》的規定。數據接口兼容模擬量輸入檢測口、RS232數字接口、繼電器觸點(diǎn)輸出接 口、開(kāi)關(guān)量輸入、LAN 等多種接口：能支持多種采集器同時(shí)采集。凈化器的開(kāi)關(guān)量檢測、風(fēng)機開(kāi)關(guān)量檢測、凈化器清潔度檢測 ，能將劃分若干等級描述清潔度、油煙排放濃度檢測、預留一個(gè)備用檢測通道。
2.2.3 監控管理中心
配備相應的服務(wù)器、路由器等網(wǎng)絡(luò )硬件，實(shí)現監控中心功能，同時(shí)開(kāi)發(fā)油煙在線(xiàn)監控系統平臺軟件，平臺軟件具有以下功能和特點(diǎn) ：
(1)監控油煙凈化設施風(fēng)機開(kāi)啟狀態(tài)，確保監控點(diǎn)風(fēng)機在油煙排放期間正常開(kāi)啟；
(2)監控油煙凈化器的清潔度狀況，根據油煙凈化器的清潔情況進(jìn)行監控；
(3)實(shí)時(shí)監測油煙排放氣體的濃度，并預留檢測總揮發(fā)性有機物的接口；
(4)通過(guò)CDMA/GPRS進(jìn)行數據傳輸；
(5)采用B/S模式，客戶(hù)端隨時(shí)隨地運行新的程序，而且不受平臺限制；
(6)系統集成WebGIS(網(wǎng)絡(luò )地理信息系統)應用。
 
3安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監測云平臺
為了彌補現存餐飲行業(yè)在煙油監測上的漏洞，同時(shí)便利監管部門(mén)的監察，安科瑞油煙監測云平臺應運而生。油煙監測模塊通過(guò)2G/4G與云端平臺進(jìn)行通信和數據交互，系統能夠對企業(yè)餐飲設備的開(kāi)機狀態(tài)、運行狀態(tài)進(jìn)行監控；實(shí)現開(kāi)機率監測，凈化效率監測，設施停運告警，待清洗告警，異常告警等功能；對采集數據進(jìn)行統計分析、等統計功能；較之傳統的靜電監測方案，具安全性和實(shí)效性。平臺預留與其他應用系統、設備交互對接接口，具有很好的擴展性及融合性。
3.1平臺結構
平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設備運行狀態(tài)和油煙排放的濃度數據，自動(dòng)對超標排放及異常企業(yè)進(jìn)行提示預警，監管部門(mén)可迅速進(jìn)行處理，督促餐飲企業(yè)整改設備，并定期清洗、維護，實(shí)現減排環(huán)保，不擾民等目的?，F場(chǎng)安裝監測終端，持續監測油煙凈化器的工作狀態(tài)，包括設備運行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時(shí)結合排煙口的揮發(fā)性物質(zhì)、顆粒物濃度等進(jìn)行對比分析，一旦排放超標，系統會(huì )發(fā)出異常信號。
 
■ 油煙監測設備用來(lái)監測油煙、顆粒物、NmHc等數據
■ 凈化器和風(fēng)機配合對油煙進(jìn)行凈化處理，同時(shí)對凈化設備的電流、電壓進(jìn)行監測
■ 設備通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )將采集的數據上傳至遠程云端服務(wù)器
3.2 平臺主要功能
(一)在線(xiàn)監測
對油煙排污數據的監測，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數值采集監測;同時(shí)對監控風(fēng)機和凈化器的啟停狀態(tài)、運行數據進(jìn)行監測。
 
　　(二)告警數據監測
　　系統根據采集的油煙數值大小，產(chǎn)生對應的排放超標告警;對凈化器的運行數據分析，上傳凈化設備對應的運行、停機、故障等告警事件。
　  (三)數據分析
運行時(shí)長(cháng)分析，離線(xiàn)分析;告警占比、分析;歷史數據統計等。
 
　　(四)隱患管理
系統對采集的告警數據分析，產(chǎn)生對應的隱患記錄，派發(fā)、處理隱患，及時(shí)處理告警，形成閉環(huán)
 
(五)統計分析
包括時(shí)長(cháng)分析、超標分析、歷史數據、分析報告等模塊
 
(六)基礎數據維護
個(gè)人信息、權限維護，企業(yè)信息錄入，對應測點(diǎn)信息錄入等
(七)數據服務(wù)
數據采集，短信提醒，數據存儲和解析
3.3油煙監測主機
油煙監控主機是現場(chǎng)的管理設備，實(shí)時(shí)采集油煙濃度探測器和工況傳感器的信號，進(jìn)行數據處理，通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊將數據傳輸到服務(wù)器平臺。同時(shí)，對本地數據進(jìn)行存儲，監控現場(chǎng)設備狀態(tài)，提供人機操作界面。
 
 
 
具體技術(shù)參數如下：

3.4 設備選型方案

注：雙探頭適合雙排煙通道的場(chǎng)合，每路探頭監測1路排煙通道。
 
4 總結
油煙污染已經(jīng)成為我國一個(gè)重大的污染源，是形成PM2．5的重要污染源之一，特別是餐飲業(yè)排放油煙污染嚴重影響周?chē)用窈拖嚓P(guān)行業(yè)從業(yè)者的健康。但對油煙污染的控制存在諸 多問(wèn)題。油煙污染控制相關(guān)標準不太完善，并且執行有困難；油煙凈化設備普及程度不高 ，于大城市的大餐館能得到較好的強制安裝運行，很多中小城市及小餐館均直接排放，并且油煙凈化設備利用效率不高。為了解決上述問(wèn)題，對油煙污染實(shí)行在線(xiàn)監測非常重要。
油煙污染的在線(xiàn)監測可以快速、準確和連續的監測油煙凈化設備的工作情況和油煙的凈化與排放情況。與傳統監測手段相比，它具有高度的實(shí)時(shí)性、同步性 、造價(jià)低、布點(diǎn)靈活、施工快捷等一系列勢。
 
【參考文獻】
[1] 熊鴻斌 ．飲食業(yè)油煙凈化技術(shù)及影響因素[J].2008，21(4)：38-4I．
[2] 梁文，周智全，徐歡歡，飲食業(yè)油煙污染現狀及在線(xiàn)監測系統的設計[J].廣東化工 2017
[3] 安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監測云平臺.2020.05版