胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 

   摘要：城市餐飲業(yè)油煙污染成了困擾城區環(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)重大的污染源，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，設計了餐飲業(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)政府監管部門(mén)提供有效、實(shí)用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

   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)對全國關(guān)鍵污染源工業(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)顯示統計凈化器川清潔狀態(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，就目前來(lái)說(shuō)，已經(jīng)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)都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、芳香化合物等，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FEV1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、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1.0μM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04月22日，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重要的組分，控制這類(lèi)排放源對降低北京大氣細粒子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0.6~0.8。相對PM2.5和PM10,PM1由于在大氣中的停留時(shí)間更長(cháng)，并更容易進(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更為突出。

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)處理油煙污染執法，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，需要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。前者從研究污染物產(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，已成為油煙污染問(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)可能包括有環(huán)保局、工商局、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)保的審批權已開(kāi)始得到落實(shí)，但是，問(wèn)題還遠遠沒(méi)有得到全部改善。

   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，要以國家、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、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

   結合當前餐飲業(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，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，一定要采取可靠成熟技術(shù)，確保整個(gè)系統穩定、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，使得指揮通信有序工作，為統一指揮、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前提條件。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環(huán)保局的監控，環(huán)保局監控的服務(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。

系統拓撲示意圖

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)油煙濃度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監控管理核心

   配備相應的服務(wù)器、路由器等網(wǎng)絡(luò )硬件，實(shí)現監控核心功能，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、安科瑞餐飲油煙監測云平臺解決方案

           AcrelCloud-3500餐飲油煙監測平臺可對餐飲點(diǎn)位進(jìn)行不間斷的數據跟蹤與統計分析，在發(fā)生油煙濃度預警時(shí)，信息可多種途徑及時(shí)通知相關(guān)單位處理，確保油煙等污染物的正常排放，讓超標濃度無(wú)處可藏，防患于未然。針對各餐飲點(diǎn)位安科瑞通過(guò)加裝多種產(chǎn)品可以進(jìn)行檢測，主要有ACY100型號餐飲油煙監測設備，外加裝電流互感器及溫濕度探頭。

   餐飲油煙監測平臺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。

   現場(chǎng)安裝油煙在線(xiàn)監控儀，實(shí)時(shí)監測排煙煙道內的油煙、顆粒物和非甲烷甲烷總烴等濃度，同時(shí)對油煙凈化器和風(fēng)機的運行電流和開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監測，一旦排放超標，系統會(huì )發(fā)出告警信息。

系統結構圖如下：

3.1首頁(yè)

   接入企業(yè)，顯示接入的企業(yè)數，監測點(diǎn)位數；AQI天氣，實(shí)時(shí)AQI天氣狀況；告警率、超標率、在線(xiàn)率顯示告警企業(yè)數量，告警率，包括超標、在線(xiàn)率統計。

   地圖點(diǎn)位統計；按接入企業(yè)GIS，在地圖展示。

   該頁(yè)面通過(guò)分倉形式將云平臺系統的所有基本信息全部展示在大屏上，主要包含了項目總覽，企業(yè)隱患排名，報警信息列表，監測點(diǎn)位以及報警統計，監測點(diǎn)位地理位置，工單任務(wù)統計等。

3.2 大屏展示

   該頁(yè)面通過(guò)分倉形式將云平臺系統的所有基本信息全部展示在大屏上，主要包含了項目總覽，企業(yè)隱患排名，報警信息列表，監測點(diǎn)位以及報警統計，監測點(diǎn)位地理位置，工單任務(wù)統計等。

3.3 實(shí)時(shí)監控

   系統可進(jìn)行監測點(diǎn)的篩選，點(diǎn)擊每個(gè)監測點(diǎn)信息，可以看到實(shí)時(shí)數據和24小時(shí)數據變化曲線(xiàn)。并且可以看到監測節點(diǎn)的歷史告警信息。

   實(shí)時(shí)監測數據包括油煙凈化器和風(fēng)機的運行電流，油煙濃度、顆粒物濃度和NMHC濃度等信息。

   實(shí)時(shí)狀態(tài)列表：系統對當前點(diǎn)位進(jìn)行數據列表統計，對采集的實(shí)時(shí)數據匯總，分析其運行狀態(tài)，預警范圍等。

   實(shí)時(shí)監控：運行工況；實(shí)時(shí)監測數據包括油煙凈化器和風(fēng)機的運行電流，根據電流數值來(lái)判斷當前進(jìn)化器的運行狀態(tài)，包括失聯(lián)、停機、運行等狀態(tài)，結合運行數據曲線(xiàn)，更加方便直觀(guān)。

3.4 隱患管理

   后臺根據測點(diǎn)設置的濃度閾值以及門(mén)在隱患巡查中產(chǎn)生對應的報警信息，并在首頁(yè)進(jìn)行鈴鐺和語(yǔ)音提示。企業(yè)用戶(hù)對隱患進(jìn)行確認，確認工單派發(fā)對象，工單截至期限，以及工單任務(wù)描述；運維人員確認工單內容并對隱患進(jìn)行處理，填寫(xiě)處理結果詳情，上傳現場(chǎng)圖片等附件或進(jìn)行二級派發(fā)；相關(guān)企業(yè)用戶(hù)可在“隱患記錄"頁(yè)面來(lái)確認對應隱患信息的處理進(jìn)度，包括是否處理、是否派發(fā)。

3.5 統計分析

   超標分析：對相關(guān)的采集數據油煙、顆粒物、NMHC數據進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，對超標的種類(lèi)、企業(yè)進(jìn)行餅狀圖的展示，同時(shí)對報警企業(yè)進(jìn)行排名，根據排名情況對相關(guān)企業(yè)進(jìn)行數據和運行狀態(tài)的分析評價(jià)。

   歷史數據：支持對數據進(jìn)行年、月、日篩選查詢(xún)，自定義日期篩選數據，相關(guān)數據支持Excel表格導出，便于后期數據的校驗和排查。

   設備維護：設備需要定期清洗、維護和更換濾芯。

3.6 統計分析

   用戶(hù)分析報告：用戶(hù)分析報告模塊，將企業(yè)目前的告警進(jìn)行匯總，支持模板的Word導出，具體的模板內容可根據客戶(hù)需求實(shí)現定制化設計。

在線(xiàn)時(shí)長(cháng)分析

   企業(yè)在線(xiàn)時(shí)長(cháng)報告模塊，將企業(yè)目前監測儀的在線(xiàn)時(shí)長(cháng)，失聯(lián)時(shí)長(cháng)，風(fēng)機、凈化器的在線(xiàn)、離線(xiàn)時(shí)間進(jìn)行匯總，以折線(xiàn)圖、雷達圖的形式展示。

3.7 設備清洗維護

   設置企業(yè)檢測儀定期的清洗、更換計劃，包括維護監測點(diǎn)位的安裝時(shí)間，上一次清洗時(shí)間，以及下一次的維護周期，對應的負責人等信息，清洗前/后照片對比。

3.8 視頻功能

   支持餐飲點(diǎn)位“一點(diǎn)一視頻"的接入模式，在餐飲污染排放點(diǎn)位安裝攝像頭。支持視頻實(shí)時(shí)預覽監測和歷史視頻回放功能。

3.9.系統硬件配置

4、資質(zhì)認證

   已經(jīng)獲取中國環(huán)境保護產(chǎn)品認證證書(shū)（中環(huán)協(xié)CCEP認證證書(shū)）并取得對應的軟件測試報告《油煙濃度在線(xiàn)監測儀測試報告》，還取得計算機軟件著(zhù)作權。

5、結論

   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，僅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、施工快捷等一系列優(yōu)勢。

參考文獻

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