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(qū)環(huán)境保護部門和人民群眾日常生活的主要問題。油煙污染已經(jīng)成為我國一個重大的污染源，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題，設計了餐飲業(yè)油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)，對油煙污染實行在線監(jiān)測，可以對未來政府監(jiān)管部門提供有效、實用的監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，可以實時、快捷、廣域的進行環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測，提高環(huán)保部門的反應能力，并有助實現(xiàn)環(huán)保部門的信息化、數(shù)字化建設。對于改善城市環(huán)境質(zhì)量，建設和諧社會都有重要意義。

   關鍵詞：油煙污染；在線監(jiān)控系統(tǒng)；飲食業(yè)油煙

   隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，重視人類生存環(huán)境逐漸成為人們意識、行動的重要的指導思想。根據(jù)環(huán)保部的部署，要逐步在一些大中城市建立區(qū)域性的環(huán)境質(zhì)量和污染源監(jiān)測的自動化網(wǎng)絡系統(tǒng)。這幾年，環(huán)保部已經(jīng)對全國關鍵污染源工業(yè)企業(yè)分步實施污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括廢水、廢氣、固體廢物等污染物的排放情況實現(xiàn)實時在線監(jiān)控，并將監(jiān)控數(shù)據(jù)實時有效的上傳到環(huán)保監(jiān)控平臺，為各級環(huán)保監(jiān)管部門提供有利證據(jù)。

   油煙在線監(jiān)測系統(tǒng)，不但實現(xiàn)實時顯示統(tǒng)計凈化器川清潔狀態(tài)、凈化器開關狀態(tài)、風機開關狀態(tài)、 GPRS 狀態(tài)、聯(lián)動比率等，同時顯示企業(yè)名稱、企業(yè)編碼、企業(yè)地址、監(jiān)測時間，并且系統(tǒng)可設置多級登入權限，管理員能夠進行信息發(fā)布及互換；也可進行歷史數(shù)據(jù)及歷史曲線查詢；同時系統(tǒng)又可以自動生成報告、報表等特點。

1、我國飲食業(yè)油煙污染的現(xiàn)狀及成因

1.1油煙污染現(xiàn)狀及成因

1.1.1污染現(xiàn)狀

   飲食業(yè)油煙就是指食物烹飪和食品加工過程中揮發(fā)的油脂、有機質(zhì)及熱氧化和熱裂解產(chǎn)生的混合物，就目前來說，已經(jīng)有99種油煙化合物被發(fā)現(xiàn)，這也是我國對飲食業(yè)油煙越來越重視的原因。

   國內(nèi)的餐飲油煙污染一直以來都是廣大市民投訴的熱點和難點問題。大量的油煙污染排放不能得到有效的控制，多數(shù)餐館開在居民小區(qū)、臨街房屋，對環(huán)境質(zhì)量和居民的健康帶來不利的影響。

1.1.2油煙污染危害

   飲食服務業(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(shù)十種危害人體健康。飲食服務業(yè)油煙廢氣正和工業(yè)廢氣、機動車尾氣一起，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方面。

1.1.2.1肺臟毒性

   除了吸煙，烹飪已被確定為市內(nèi)空氣污染的主要來源，并危害著人們的身心健康，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(xiàn)嗆咳、胸悶、氣短等癥狀，說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

   對于長期與油煙接觸的人群進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)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而升高，長期的暴露在油煙中，這可能是患肺癌的重要因素。大量的研究表明，烹調(diào)油煙中存在著能引起基因突變，染色體損傷，NDA損傷等不同生物學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、烹調(diào)溫度有關，并隨溫度升高其致突變性增強。烹調(diào)油煙氣中的一些致突變物同時也具致癌性，其中苯并芘、揮發(fā)性、雜環(huán)胺類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

   從上海大學的一些課題研究可以表明，長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(shù)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(xiàn)在人們幾乎“談 PM2.5色變",但殊不知PM2.5一個重要排放源就在我們身邊，即餐飲油煙。據(jù)《2013年04月22日，經(jīng)濟參考報》報道：中國科學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源及貢獻進行研究后發(fā)現(xiàn)，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間更長，并更容易進入人體肺部深處，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，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)保主管部門對飲食業(yè)油煙的環(huán)境監(jiān)測手段很多都只是使用手工監(jiān)測的手段，監(jiān)控數(shù)據(jù)也只是靠人工報送數(shù)據(jù)。手工檢測只能是瞬時的，而且只能是短時間的檢測，不可能對實際的排放情況有一個準確的掌握。數(shù)據(jù)不夠準確和及時，不能及時處理油煙污染執(zhí)法，影響環(huán)保部門的辦事效率。

   其次，烹調(diào)油煙含有多種有毒化學成份，需要對其采取有效的凈化措施。一般來說，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)生機理著手，力圖在生產(chǎn)過程中降低污染物的產(chǎn)生量；后者用物理、化學、生物方法對產(chǎn)生的污染物進行處理，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(jiān)管不到位，而且很多污染制造企業(yè)或單位為了節(jié)約開支，而導致油煙凈化裝置形同虛設，甚至根本沒有安裝油煙凈化裝置的現(xiàn)象，已成為油煙污染問題的重要起因。

   第三，飲食業(yè)的油煙污染如此的嚴重，另外一個原因是缺乏統(tǒng)一的協(xié)調(diào)管理機制，因為飲食行業(yè)油煙污染等生活環(huán)境污染問題具有很強的社會性。涉及到的管理部門可能包括有環(huán)保局、工商局、城建局、甚至還有食物衛(wèi)生監(jiān)督局等。各個部門之間缺少一個良好的協(xié)調(diào)機制，不能形成合力。近年來雖然我國已加強了環(huán)境保護“三同時"的管理，通過環(huán)保部門的大量協(xié)調(diào)工作，這一問題得到了較好解決，在開發(fā)建設和第三產(chǎn)業(yè)的審批上環(huán)保的審批權已開始得到落實，但是，問題還遠遠沒有得到全部改善。

   為了切實解決油煙污染擾民問題，確保飲食服務企業(yè)的油煙凈化設施正常運行，減少油煙排放給市區(qū)環(huán)境帶來的污染，推動油煙在線監(jiān)控，就能通過反饋調(diào)節(jié)達到油煙凈化設備的運行和油煙的達標排放。

2、油煙污染在線監(jiān)控系統(tǒng)的設計

2.1 油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的設計原則

   油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的政策性和專業(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，以環(huán)境管理需求為導向，以網(wǎng)絡建設為基礎，以數(shù)據(jù)共享和應用開發(fā)為核心，整合資源，夯實基礎，堅持“統(tǒng)籌規(guī)劃、資源共享、務求實效"的發(fā)展方針，并堅持以下原則：

2.1.1 統(tǒng)一實用原則

   結合當前餐飲業(yè)油煙治理工作的實際，堅持統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施、因地制宜，使在線監(jiān)控數(shù)據(jù)經(jīng)過收集、傳遞、處理后，能實時準確地反映相關企業(yè)的油煙處理和排放實況，解決油煙超標排放監(jiān)管難題，切實提高環(huán)境監(jiān)理效率和管理水平。

2.1.2安全可靠原則

   油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)項目代表未來環(huán)保智能化發(fā)展趨勢，傳感、傳輸、實時監(jiān)測等技術要求較高，一定要采取可靠成熟技術，確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運行。

   另外，系統(tǒng)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(tǒng)保密措施、抗干擾措施、數(shù)據(jù)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

   隨著油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測技術的進一步發(fā)展，信息量會越來越大，監(jiān)控節(jié)點數(shù)也將逐步增加。系統(tǒng)首先是整合現(xiàn)有資源，包括通信資源，使得指揮通信有序工作，為統(tǒng)一指揮、協(xié)同作戰(zhàn)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“關聯(lián)應用"體系，為系統(tǒng)的擴展應用提供前提條件。同時，要考慮操作者使用方便、靈活，人機界面友好，直觀清晰。同時，要考慮操作者使用方便、靈活，人機界面友好，直觀清晰。

   因此，硬件和軟件會不斷擴充，系統(tǒng)功能會不斷增強。因此這些都要求系統(tǒng)具有較強的兼容和共享功能。

2.2油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計思路

   采用基于無線網(wǎng)絡通訊的方式，對油煙凈化處理設備進行實時不間斷監(jiān)控（也可自行設定監(jiān)控時段），數(shù)據(jù)自動傳送到環(huán)保部門監(jiān)控平臺，提高了監(jiān)控水平，油煙在線檢測儀器在自動采集油煙凈化設備的運行數(shù)據(jù)后，通過數(shù)據(jù)采集器或者RTU，以無線網(wǎng)絡（或其他媒介）將運行情況以及濃度等數(shù)據(jù)傳送到環(huán)保局的監(jiān)控，環(huán)保局監(jiān)控的服務器接收到這些數(shù)據(jù)之后，其軟件管理平臺會根據(jù)數(shù)據(jù)的情況進行統(tǒng)計分析。

系統(tǒng)拓撲示意圖

2.2.1油煙在線監(jiān)控終端設備

   實現(xiàn)采集監(jiān)控油煙凈化器設備開關狀態(tài)信號、清潔度信號，及通過油煙濃度監(jiān)測模塊采集排放的油煙中油煙濃度信息，并預留揮發(fā)性有機物的在線檢測接口。

2.2.2數(shù)據(jù)采集傳輸模塊

   采用可靠的數(shù)據(jù)傳輸設備，保證連續(xù)、及時、可靠地進行數(shù)據(jù)傳輸、即時數(shù)據(jù)發(fā)送、批量數(shù)據(jù)發(fā)送、狀態(tài)信息發(fā)送、數(shù)據(jù)采集時間間隔和發(fā)送時間間隔可調(diào)、具有在通訊出現(xiàn)故障及通訊恢復后的續(xù)傳功能、設備包括無線通訊卡以及能滿足監(jiān)控要求的通訊費。

   采用GPRS或CDMA無線通訊方式，將監(jiān)控現(xiàn)場數(shù)據(jù)上傳至環(huán)境保護局監(jiān)控系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程通訊，并保持數(shù)據(jù)的一致性。符合《測量、控制和實驗室電氣設備的要求》的規(guī)定。數(shù)據(jù)接口兼容模擬量輸入檢測口、RS232數(shù)字接口、繼電器觸點輸出接口、開關量輸入、LAN 等多種接口；能支持多種采集器同時采集。凈化器的開關量檢測、風機開關量檢測、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、預留一個備用檢測通道。

2.2.3監(jiān)控管理核心

   配備相應的服務器、路由器等網(wǎng)絡硬件，實現(xiàn)監(jiān)控核心功能，同時開發(fā)油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)平臺軟件，平臺軟件具有以下功能和特點：

(1)監(jiān)控油煙凈化設施風機開啟狀態(tài)，確保監(jiān)控點風機在油煙排放期間正常開啟；

(2)監(jiān)控油煙凈化器的清潔度狀況，根據(jù)油煙凈化器的清潔情況進行監(jiān)控；

(3)實時監(jiān)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CDMA/GPRS進行數(shù)據(jù)傳輸。

(5)采用B/S 模式，客戶端隨時隨地運行新的程序，而且不受平臺限制。

(6)系統(tǒng)集成WebGIS （網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)）應用。

3、安科瑞餐飲油煙監(jiān)測云平臺解決方案

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

   餐飲油煙監(jiān)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(shù)據(jù)，自動對超標排放及異常企業(yè)進行提示預警，監(jiān)管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業(yè)整改設備，并定期清洗、維護，實現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的。

   現(xiàn)場安裝油煙在線監(jiān)控儀，實時監(jiān)測排煙煙道內(nèi)的油煙、顆粒物和非甲烷甲烷總烴等濃度，同時對油煙凈化器和風機的運行電流和開關狀態(tài)進行監(jiān)測，一旦排放超標，系統(tǒng)會發(fā)出告警信息。

系統(tǒng)結構圖如下：

3.1首頁

   接入企業(yè)，顯示接入的企業(yè)數(shù)，監(jiān)測點位數(shù)；AQI天氣，實時AQI天氣狀況；告警率、超標率、在線率顯示告警企業(yè)數(shù)量，告警率，包括超標、在線率統(tǒng)計。

   地圖點位統(tǒng)計；按接入企業(yè)GIS，在地圖展示。

   該頁面通過分倉形式將云平臺系統(tǒng)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(jiān)測點位以及報警統(tǒng)計，監(jiān)測點位地理位置，工單任務統(tǒng)計等。

3.2 大屏展示

   該頁面通過分倉形式將云平臺系統(tǒng)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(jiān)測點位以及報警統(tǒng)計，監(jiān)測點位地理位置，工單任務統(tǒng)計等。

3.3 實時監(jiān)控

   系統(tǒng)可進行監(jiān)測點的篩選，點擊每個監(jiān)測點信息，可以看到實時數(shù)據(jù)和24小時數(shù)據(jù)變化曲線。并且可以看到監(jiān)測節(jié)點的歷史告警信息。

   實時監(jiān)測數(shù)據(jù)包括油煙凈化器和風機的運行電流，油煙濃度、顆粒物濃度和NMHC濃度等信息。

   實時狀態(tài)列表：系統(tǒng)對當前點位進行數(shù)據(jù)列表統(tǒng)計，對采集的實時數(shù)據(jù)匯總，分析其運行狀態(tài)，預警范圍等。

   實時監(jiān)控：運行工況；實時監(jiān)測數(shù)據(jù)包括油煙凈化器和風機的運行電流，根據(jù)電流數(shù)值來判斷當前進化器的運行狀態(tài)，包括失聯(lián)、停機、運行等狀態(tài)，結合運行數(shù)據(jù)曲線，更加方便直觀。

3.4 隱患管理

   后臺根據(jù)測點設置的濃度閾值以及門在隱患巡查中產(chǎn)生對應的報警信息，并在首頁進行鈴鐺和語音提示。企業(yè)用戶對隱患進行確認，確認工單派發(fā)對象，工單截至期限，以及工單任務描述；運維人員確認工單內(nèi)容并對隱患進行處理，填寫處理結果詳情，上傳現(xiàn)場圖片等附件或進行二級派發(fā)；相關企業(yè)用戶可在“隱患記錄"頁面來確認對應隱患信息的處理進度，包括是否處理、是否派發(fā)。

3.5 統(tǒng)計分析

   超標分析：對相關的采集數(shù)據(jù)油煙、顆粒物、NMHC數(shù)據(jù)進行關聯(lián)分析，對超標的種類、企業(yè)進行餅狀圖的展示，同時對報警企業(yè)進行排名，根據(jù)排名情況對相關企業(yè)進行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)的分析評價。

   歷史數(shù)據(jù)：支持對數(shù)據(jù)進行年、月、日篩選查詢，自定義日期篩選數(shù)據(jù)，相關數(shù)據(jù)支持Excel表格導出，便于后期數(shù)據(jù)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(tǒng)計分析

   用戶分析報告：用戶分析報告模塊，將企業(yè)目前的告警進行匯總，支持模板的Word導出，具體的模板內(nèi)容可根據(jù)客戶需求實現(xiàn)定制化設計。

在線時長分析

   企業(yè)在線時長報告模塊，將企業(yè)目前監(jiān)測儀的在線時長，失聯(lián)時長，風機、凈化器的在線、離線時間進行匯總，以折線圖、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(jiān)測點位的安裝時間，上一次清洗時間，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

   支持餐飲點位“一點一視頻"的接入模式，在餐飲污染排放點位安裝攝像頭。支持視頻實時預覽監(jiān)測和歷史視頻回放功能。

3.9.系統(tǒng)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（中環(huán)協(xié)CCEP認證證書）并取得對應的軟件測試報告《油煙濃度在線監(jiān)測儀測試報告》，還取得計算機軟件著作權。

5、結論

   油煙污染已經(jīng)成為我國一個重大的污染源，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圍居民和相關行業(yè)從業(yè)者的健康。但對油煙污染的控制存在諸多問題。油煙污染控制相關標準不太完善，并且執(zhí)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。為了解決上述問題，對油煙污染實行在線監(jiān)測非常重要。

   油煙污染的在線監(jiān)測可以快速、準確和連續(xù)的監(jiān)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(tǒng)監(jiān)測手段相比，它具有高度的實時性、同步性、造價低、布點靈活、施工快捷等一系列優(yōu)勢。

參考文獻

[1]張楷，馬永亮，徐康富．飲食業(yè)油煙控制技術現(xiàn)狀分析[J]．2003，25(4)：l8—24．

[2]梁文，周智全，徐歡歡.飲食業(yè)油煙污染現(xiàn)狀及在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計[J].2017，44（353）：228-229.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與選型手冊.2022.05版.

[4]安科瑞油煙監(jiān)測平臺宣傳冊 2020.01版.