室内空气污染的危害及治理

厨房油烟的危害及治理内容简介•油烟的形成•油烟的组成•油烟的危害•油烟对城市环境的影响•典型油烟净化技术简单介绍前言•近年来，随着我国经济的发展，第三产业蓬勃发展，餐饮服务业得到了迅速的发展，城市宾馆、饭店、食堂数量的增加导致了由厨房产生的油烟量越来越大。•这些餐饮业多集中于城市人口稠密地区和居民小区，在就餐的高峰时刻，未经任何处理的油烟直接排到大气中，致使油烟气中含有的各种短链醛、酮、酸、醇等有害气体及燃料燃烧所产生的二氧化硫、氮氧化物及一氧化碳、二氧化碳等扩散到空气中,往往达到很高的浓度，同时,油烟中的异味使得居民投诉连年上升。•餐饮业油烟、汽车尾气和各类噪声已经构成城市的三大公害。油烟的形成•食用油分为植物油和动物油。植物油有豆油、菜籽油、花生油等。主要成份为亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪；动物油主要是猪油，主要成分为饱和脂肪酸甘油脂。食用油的沸点比较复杂，主要成分的沸点约300℃左右。•油烟的形成可以分为以下三个阶段：•(1)油加热到50~100℃时，油面有清微热气上升，所含低沸点分量和水分首先汽化。•(2)油的温度上升至100~270℃时，较高沸点分量开始汽化，油泡较密，开始形成肉眼可见的油烟，主要是直径约10-3cm以上的小油液滴组成。•(3)油的温度大于270℃后，高沸点的食用油分量开始汽化，并形成大量“青烟”，主要是由直径范围10-7~10-3cm不为肉眼可见的微油滴所组成。此时，往油中加入食品，食品中所含水分急剧汽化膨胀，其中部分冷凝成雾，与油烟一起形成可见的油烟雾。•同时，燃料热分解也会生成烟尘。上述各阶段所形成的混合气体在上升过程中与空气分子碰撞，温度迅速下降到60℃以下，饱和蒸汽压下降，形成含冷凝物的气溶胶，而水气、含水烟尘气体、食用油及食品在高温下的挥发物所组成的烹饪油烟外排周围大气中。油烟的组成•从油烟的形成过程可以看出，油烟是一种气、液、固三相混合的气溶胶，其成分十分复杂，并且，随着烹饪条件以及食材种类的不同而变化。采用气-质联用法对反复加热的烹饪油烟雾中的有机成分进行了GC-MS（气相色谱-质谱联用仪）分析，共检测出196种成分，有醛、酮、烃、酯、酸、醇及芳香族和杂环化合物。最主要的成分是烷烃和烯烃,其次是有机酸、醛类化合物和多环芳烃。•厉曙光等人采用气相色谱-质谱仪对厨房吸油烟机杯中冷凝物的总化学成分进行了分析，研究表明，共有74种化合物，除去15种同分异构体，将剩余的59种有机化合物分为8类，分别为烃类、醇酚类、醛酮类、羧酸类、稠环杂环类、多醇类等化合物。•油烟的主要成分脂肪烃类虽然不是致癌物，但是十一烷、十二烷、十八烷以及二十烷都是重要的促癌物质。酫类中检测出的甲醛、乙醛、丙醛、戊醛和庚醛以及二甲基丙烯醛、二甲基辛烯醛、9,17-十八碳烯醛等都被证明具有致突变性，并且与肺癌的发生关联密切。检测出的酚类化合物，如苯酚和甲基苯酚都是重要的促癌物。•检测出的多种多环芳烃是公认的重要强致癌物，它的危害包括损伤生殖系统，导致皮肤癌，肺癌，上消化道肿瘤，动脉硬化，不育症，多环芳烃作为环境污染物在食物中的影响不可被低估,食品在熏制和烘烤等加工过程中往往产生大量的多环芳烃，对人体的健康很具危害性。油烟的危害•油烟对人体健康的影响主要包括四个方面：•1.吸入毒性。•大量的油烟废气还会使人流泪、咳嗽，甚至引发结膜炎、支气管炎等疾病，会使肺部和呼吸道受到一定程度的损伤，对厨房工作者和周边居民的危害尤其大。•对于女性来说，油烟的另一大毁灭功能就是使面部皮肤因子活性下降，灰暗而粗糙，充满皱纹（民间俗称“黄脸婆”），使用再多的化妆品也挽回不了油烟对青春的损害。•对儿童来说，油烟同样危害着他们的健康。据调查，厨房污染严重的家庭，儿童感冒咳嗽的发病率超过50％，父母呼吸系统的发病率也呈相同趋势，但变化不如儿童明显。儿童对室内空气污染比较敏感，相对于成人更容易受到伤害。•2.致突变性。•烹调油烟中存在着能引起基因突变、DNA损伤、染色体损伤等不同生物学效应的细胞遗传性物质。对居民家的冷凝物研究表明，食油在270-280℃高温产生的烟气具有致突变性，以豆油、菜籽油的油烟致突变活性最强。烹饪过程中，食物热分解产生的挥发性物质也据有致突变性，烧烤类食品烟气中含有强致突变物，检测为杂环胺类化合物，它的致突变性远高于苯并芘。•另外，一些粮食青菜在高温和一定条件下也能形成致突变物。研究发现，烹调油烟气致突变活性受烹饪温度、方法和时间的影响。温度越高，油烟的致突变活性越大。居民家中收集利用多次的油烟样品比利用次数少的油烟样品具有更高的致突变活性。•3.致癌性•在加拿大和英美等国的病例对照研究发现，餐饮业厨师患肺癌、鼻咽癌和食管癌的危险性较大；香港女人不吸烟却比男人更容易患癌，香港卫生署给出毒理依据，主妇烹饪时吸入比室外高出188倍的多环芳烃DNP，DNP是强致肺癌物质。•有关资料显示,在致肺癌因素中,烹调油烟是仅次于“深度吸烟”雾到达呼吸道深部的危险因素。•4.对免疫功能的影响•研究发现，烹调油烟气影响机体的细胞免疫，巨噬细胞功能和抗肿瘤效应、免疫监视功能，从而使机体的免疫功能下降。油烟对城市环境的影响•油烟不仅影响城市居民身体健康，也给视觉景观造成了很大的影响，严重影响市容，由于个别地域餐饮业与居民区相互交错，也产生了广泛的社会矛盾，因油烟问题引起的投诉日趋增加。•油烟是一种由微小油滴、水气、燃料分解产物等物质混合而成的气溶胶，在向大气环境扩散的过程中，会与空气中的灰尘，地面的尘土等混合，形成粘腻不易清除的油渍。•油烟附着在床单、窗帘、厨具等家具上，不仅难以清除损害家具，使投入巨资的装修受到破坏，同时易滋生细菌、昆虫等，引起各种疾病。•油烟未经处理排放到大气中，遇冷会粘在烟道壁、墙壁以及周围建筑物上，不仅是重要的火灾隐患，同时也对城市市容造成了严重的影响。特别是近年来随着经济的发展,城市内高楼耸立,原先在平房内开设的饮食业由于旧城改造不得不迁移至高层建筑底层,油烟影响面也扩大至整幢。•油烟排放比较分散，排污不连续，有效治理难，维护成本高，排烟筒高度低，且分布在不能高空排放的区域，更有数量大的小型餐馆缺乏油烟净化设备，直接向大气环境排放油烟，餐饮业油烟污染近年来成为严重困扰城市居民生活的问题。•因此，选择合理有效的净化技术对餐饮业油烟进行治理,以消除对周围居民的影响,已成为环保工作的一项迫在眉睫的大事。典型油烟净化技术简单介绍•厨房油烟污染的净化可归纳为物理法、化学法、生物法和矿物法或复合净化。•一、物理法主要有机械式、等离子体法、静电沉积法、过滤和吸附。•（一）机械法•机械净化法的原理是：利用油烟颗粒的质量大于空气质量，通过重力、离心力、惯性力等使油烟颗粒分离出来，以达到净化的目的。•利用重力分离即使收集的油烟废气经过空气沉降器，由于油烟各成分比空气所受重力要大，大部分的重油烟颗粒物都能沉降分离出来；利用离心力分离即在油烟管道系统中增设旋风分离器，使特定管道内的气流发生旋转，利用旋转气流产生的离心力使油烟中的颗粒物分离出来；而惯性分离是通过改变气流方向使油烟中的颗粒物靠惯性碰撞而得以从气流中分离，一般使用金属网罩作为分离器材，以铝合金蜂窝式较为常见。•机械净化法使用设备简单，压降小，成本较小，但去除油烟的效率不高，通常只有50%~70%，对粒径较小的成分往往难以达到分离效果，且分离的油烟污染物易堆结且不易清洗，一般只作为净化工艺的预处理。•（二）等离子体法•等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的导电性流体。整个体系呈电中性，具有与一般气体不同的性质，容易受磁场、电场的影响，称为物质第四态，它为化学反应提供必须的能量粒子和活性物种，从而引发在常规化学反应中不能或难以实现的物理变化和化学反应。目前等离子体净化油烟装置已经达到了商业化应用水平，对油烟的净化率可达90%以上，异味去除率大于70%。•（三）静电沉积法•静电沉积法是将油烟气引入高压电场，气体电离后产生的电子、阳离子吸附在通过电场的油烟微粒上使之荷电，在电场力作用下向集尘极运动，并沉积下来而从油烟中脱除，从而达到油烟微粒与空气分离的目的。•但长期使用后电极表面沉积油垢，形成油膜层，阻碍电场放电，且不易清洗，维护工作量增大，且用清洗法清除集尘极上的颗粒物时产生二次污染，设备费用较高，应用受到一定限制。•（四）过滤和吸附•过滤法通过惯性碰撞、截留和扩散沉积共同作用下被捕集于滤料中得到净化，使油烟通过金属丝编织网、颗粒物等材料组成的过滤层的过滤作用而吸附油烟雾粒子。吸附法采用吸附介质将油烟中的污染物吸附脱除。目前常用的过滤和吸附分离方式所用材料有活性炭块、活性炭粒、活性炭膜、过滤纤维等。•二、化学法•常用的化学法有洗涤吸收、热氧化焚烧和催化净化。•（一）洗涤吸收法•将油烟通过特殊的气体分离装置与吸收液接触，用吸收液吸收烟气中的污染物，通过气液接触使油烟雾滴和其他污染物质从气相向液相转移，其治理机理是利用双膜理论吸收模型来分析的。洗涤吸收不仅可以很好的去除油雾,而且对烟尘，SO2，NOx也具有很好的去除效果。•（二）热氧化焚烧法和催化净化法•热氧化焚烧法是利用热推进的反应，将油烟气中的有毒成分转换成安全状态。•国外餐饮业油烟浓度低，大型餐饮业一般采用热氧化焚烧法处理。催化净化法采用各种具有自净化功能的催化剂，在烹调过程中通过催化氧化燃烧将油液滴转化为CO2和水蒸汽，从而消除污染和臭味。•国外餐饮业油烟浓度低，中、小型餐饮业一般采用催化剂净化法。由于催化剂法和热氧化焚烧法的治理技术使用成本相对较高，主要被一些欧美国家采用。•（三）水处理法•该法的原理为：油烟气进入净化箱后,与喷嘴射出的净化液雾(在水中加入一些化学试剂增加吸收)充分接触,这样就增大了水油接触的表面积,提高了水对油雾的吸收能力,从而达到更好的去除油烟粒子的目的。水溶液在重力作用下流回水箱循环使用,净化后的含水气雾经过气液分离装置进行气水分离,随风机向大气排放。装置停用时,含油净化液在水箱中油水分离,漂于液面的油污越过溢污墙经排污管流入隔油池。•其优点是净化效率较高,能降低排油烟温度,去除辣椒、胡椒等刺激性异味,实现火烟、油烟一起处理,价格适中,宜于被中小型餐饮业所接受。•缺点是须有一定的安装场地,处理后须设油水分离箱,处理不好时,可能造成二次污染。•三、生物法•生物降解法的原理是利用具有降解油烟成分的微生物对油烟气进行吸附降解。首先对污泥进行驯化，培养其对油烟废气的降解能力，然后进行挂膜，通过一定的装置将油烟气降温通入填料塔中，油烟污染物首先必须经过由气相转入到液相或固相表面的液膜中的传质过程，然后在液相或固相的表面被微生物吸附降解。•四、矿物法•环境矿物材料在环境污染治理中已显示出独特的优势。人们将矿物材料海泡石用于油烟净化，根据原海泡石特性提出”分散—提纯—活化—成型”的制备海泡石颗粒的工艺流程。用所制得的粒径为1.8海泡石颗粒进行油烟吸附实验，分析了海泡石吸附油烟的容量，绘出吸附穿透曲线，并提出海泡石吸附剂再生的方法，同时将海泡石与活性炭吸附油烟的效率做了对比实验。实验结果表明：海泡石成本低，油烟去除率高，是一种理想的油烟净化剂。六、高空排放•该法是由10块40um厚的特殊蜂巢状结构的不锈钢网构成,油烟经过不锈钢网时被多次改变气流方向,由于惯性与碰撞,油烟微粒被截留收集而流入油槽,再通过烟道集中引入高空排放,一般要求烟囱出口高于周围建筑物3米以上。•该滤网安装方便,可直接装入吸风罩出风口前,投资较小,除油效率可达60%。但在实际运行中,发现两眼灶效率较高,超过两眼灶效果不佳,且无法去除刺激性异味,铁皮烟道容易被腐蚀,油滴在排气筒出口处及在周围建筑物上附着,影响环境卫生。油烟未经任何净化,污染大气环境。•五、复合净化法•复合净化是将2种或2种以上油烟净化技术有机组合起来使用，这种方法能有效提高净化效率。如有机械过滤、静电及机械吸附相结合、过滤与等离子相结合和静电与湿式相结合等方式，均得到了较好的效果。净化设备•由于大多数餐厅的厨房在设计时未曾考虑油雾气净化问题,因此油雾净化器的安装空间非常有限,有时甚至