资源简介

(共49张PPT)
任务4.7 餐饮废气油烟的测定
项目四 大气固定污染源监测
前言/PREFACE
油烟是指食物烹饪、加工过程中挥发出来的油脂、有机质及其加热分解或裂解产物，其主要成分是动植物油及其分解产物。目前，油烟已经成为继噪声、尾气、沙尘之后的又一大污染问题，并且成为百姓环保投诉的热点问题之一。有关部门对北京大气气溶胶中PM2.5 做的研究表明，其中有机物含量高达 30 %～40 %，而来源于饮食业的油烟比例达到了13%～15%，明显高于发达国家的比例。中国科学院大气物理研究所研究员王跃思等人的研究结果表明，餐饮油烟排放的有机气溶胶（气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系）是一次有机气溶胶中最重要的组分，餐饮油烟在北京市大气中 PM2.5中的比例约为13%，最高时达到 15 %，在京津冀地区所占的比例约为 6 %。根据媒体报导，目前广州餐饮企业的排放比重约占大气污染物比重 14 %。以上数据显示，油烟已经成为影响城市空气质量的一个重要污染物来源，加强油烟治理是改善城市空气质量的一项重要措施。
学习目标
掌握餐饮废气油烟的测定方法。
知识目标
技能目标
1、能根据实际情况确定油烟采样位置，完成布点；
2、能根据实际情况折算工作灶头数；
3、能根据结果计算实测浓度、折算浓度、治理效率，并进行评价。
能根据标准规范要求准确测定饮食业油烟，严防数据造假，具备良好的职业素质和道德素质。
素质目标
目录/Contents
01
02
03
04
05
基础知识
测定准备
样品采集
分析测定
结果计算与评价
06
质量控制与保证
01
基础知识
一、基础知识——测定依据
a. 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法（GB 16157-1996）
b. 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法（GB_T 16157-1996）修改单
c. 固定源废气监测技术规范（HJ_T 397-2007）
d. 饮食业油烟排放标准（试行）
e.固定污染源废气 油烟和油雾的测定 红外分光光度法（HJ 1077-2019）
《餐饮业油烟污染物排放标准（征求意见稿）》
一、基础知识——专业术语
（2）油烟
指食物烹任、加工过程中挥发的油脂、有机质及其加热分解或裂解产物，统称为油烟。
（1）标准状态
指温度为２７３Ｋ，压力为１０１３２５Ｐａ时的状态。本标准规定的浓度标准值均为标准状态下的干烟气数值。
（3）饮食业单位
处于同一建筑物内，隶属于同一法人的所有排烟灶头，计为一个饮食业单位。
餐饮服务单位：通过即时制作加工、商业销售和服务性劳动等，向消费者提供食品和消费场所的服务机构。处于同一建筑物内，隶属于同一法人的所有排烟灶头，计入一个餐饮服务单位。——《餐饮业油烟污染物排放标准（征求意见稿）》
一、基础知识——专业术语
（6）油烟去除效率
指油烟经净化设施处理后，被去除的油烟与净化之前的油烟的质量的百分比。
（4）无组织排放
未经任何油烟净化设施净化的油烟排放。
（5） 城市
与《中华人民共和国城市规划法》关于城市的定义相同，即：国家按行政建制设立的直辖市、市、镇。
由于《中华人民共和国城市规划法》已于 2008 年 1 月 1 日起废止，且污染物去除效率的概念已众所周知，不会产生歧义，《餐饮业油烟污染物排放标准（征求意见稿）》中去除了城市和污染物去除效率的定义。
由于气候、地理、历史、物产及饮食风俗的不同，经过漫长历史演变而形成的独特风味的区域性菜肴和一整套自成体系的烹饪技艺，当前已发展出我们今天所熟知的最有影响和代表性的八大菜系，即：四川菜系（川菜）、山东菜系（鲁菜）、广东菜系（粤菜）、江苏菜系（苏菜）、浙江菜系（浙菜）、福建菜系（闽菜）、安徽菜系（徽菜）和湖南菜系（湘菜）。这八大菜系各具风格，但在烹饪方式上均含有“炒”，这是中式餐饮服务单位使用最频繁的烹饪方式，也是油烟产生的主要来源方式。
一、基础知识——我国八大菜系
一、基础知识——油烟污染物产生过程
餐饮业原料主要为肉禽类，果蔬类，饮品类等。餐饮业的加工过程可以描述如下：准备阶段：洗菜、切菜、解冻食品；烹调阶段：煎、炸、炒、烤、蒸、煮等；结束阶段：倾倒剩余食品，洗涤锅、碗、瓢、盆等器皿、地面清洗等。
煎、炸、炒、烤等工艺都会产生油烟污染物。炒是中餐最为常用的烹饪方法。中餐炒菜时按油烟产生过程可分为热锅干锅、放油热油、食材入锅、翻炒颠勺、调味收尾、出锅几个阶段，每个阶段油烟成分有较大的变化。
一、基础知识——油烟污染物产生过程
炒锅加热，锅体迅速升温，残留在锅体表面的油膜迅速蒸发，之后凝聚成油烟。此阶段产生的油烟的颗粒物主要为 PM1.0,气态污染物主要是燃烧产物与食用油蒸汽。
食油加入锅中，油温逐渐升高，如食油中含有水分，当油温升至 100℃以上时，会出现爆鸣声，同时有油滴溅开。因为油和水均为热的良导体，热油迅速将热量传递给锅底的水珠，水珠瞬间气化体积爆增近千倍，最终导致爆炸。水滴爆炸时产生油烟颗粒物属于 TSP。
油温持续升高，食油开始沸腾，此时炒锅温度不均匀，Ta>Tb>Tc。锅中食油表面大量蒸发的食油分子在油面上空形成过饱和油蒸汽，在油面与其上空的超过130℃的空气温度梯度中凝聚成油烟颗粒物，由于油面交界处温度较高，因此边缘油烟量较中央部更浓。此阶段产生的油烟的颗粒物主要为 PM2.5,气态污染物主要是燃烧产
物与食用油蒸汽。
一、基础知识——油烟污染物产生过程
当温度达到要求时，食材下锅。通常新鲜食材表面带有大量的清洗水，水滴与高温油相遇瞬间产生大量的爆炸，爆炸出来的油滴溅到炒锅边缘 a 点部位，由于 a 点温度远远高于 b、c 点，当油滴溅到 a 点部位时，油烟迅速蒸发，在锅面形成浓烟，也是油烟产生的第一个高峰，此过程产生的油烟包含爆炸与挥发凝聚两个模态，粒径在纳米至毫米量级之间均有分布。此过程开始油烟VOCs 成分开始变得极为复杂。
食材入锅初期，伴随着翻炒，锅面温度降低，食材温度上升，温差逐渐减小，油烟浓度随之下降。从锅面到食材中心呈现不均匀的温度梯度，在食材与锅面之间有一个油水接触层，此层产生的油烟包含爆炸与挥发凝聚两个模态，其挥发凝聚过程与单纯空气中的过饱和凝聚不同，存在过饱和食油蒸气在水泡表面瞬间凝聚的过程，会产生超过毫米级别的油包水与水包油粗颗粒物。
中餐炒菜在菜即将起锅之前往往有一个猛火爆炒使得锅内食材起火燃烧的过程，而这个过程并非食材起火，而是食材腾空翻起时产生的小油滴和细小的食材渣燃烧起火，并产生大量的油烟，这是油烟浓度产生的最后一个峰值，此过程产生的油烟包含爆炸与挥发凝聚以及食材不完全燃烧产物聚集三个模态，此过程颗粒物的成分最为复杂。
一、基础知识——油烟污染物产生过程
食材炒好后起锅，在食材盛入碟子的过程中，由于炒锅外沿温度往往高于食材集中的锅底，导致汤汁受高温挥发产生一个短时间的极浓油烟，随即，锅体温度迅速下降，油烟产生量迅速减少，此过程产生的油烟包含爆炸与挥发凝聚两个模态，产生油烟颗粒物属于 TSP。
餐饮业油烟污染物：油烟颗粒物 挥发性有机物（VOCs）
部分VOCs 散发的异味对周边居民造成直接的生活困扰，相关投诉较多
PM2.5 和 O3 的前体物，对大气环境存在一定的污染
餐饮油烟污染排放控制技术水平已有显著提升，GB 18483-2001中2.0mg/m3的油烟排放限值已显宽松
一、基础知识——油烟排放控制指标
《餐饮业油烟污染物排放标准（征求意见稿）》
《饮食业油烟排放标准（试行）》（GB18483-2001）
增加对挥发性有机物的控制
油烟排放限值收紧
增加净化设施运维管理要求
一、基础知识——油烟排放标准适用范围
适用于城市建成区。
适用于现有饮食业单位的油烟排放管理，以及新设立饮食业单位的设计、环境影响评价、环境保护设施竣工验收及其经营期间的油烟排放管理；排放油烟的食品加工单位和非经营性单位内部职工食堂，参照本标准执行。
不适用于居民家庭油烟排放。
饮食业油烟排放标准
GB 18483-2001
本标准适用于餐饮服务单位油烟和非甲烷总烃的排放管理，以及新建餐饮服务单位的设计、环境影响评价、竣工环境保护验收及其经营期间的餐饮油烟排放管理。
排放油烟的食品加工单位和非经营性单位内部职工食堂，参照本标准执行。
本标准适用于法律允许的污染物排放行为。新设立污染源的选址和特殊保护区域内现有污染源的管理，按照《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国环境影响评价法》等法律、法规、规章的相关规定执行。
本标准不适用于居民家庭油烟和非甲烷总烃的排放控制。
餐饮业油烟污染物排放标准
（征求意见稿）
一、基础知识——油烟测定方法
利用采气泵将油烟吸附在油烟采样滤筒内，回到实验室后用四氯化碳萃取滤筒内油烟物质，利用红外测油仪对样品进行检测。该方法能够准确检测油烟含量，且灵敏度高，测定结果不受油烟样品品种的影响，一直在我国环境监测工作中起着重要作用。但在实际工作中存在一定的局限性，如没有检出限、精密度和准确度等技术指标，没有油雾的测定方法。
GB 18483-2001 中的附录方法
固定污染源废气中的油烟和油雾经滤筒吸附后，用四氯乙烯超声萃取，萃取液用红外分光光度法测定。
国内多位相关专家做过相关试验，结论是四氯乙烯可以作为四氯化碳替代试剂用于石油类分析，且目前国内相关试剂厂家已能够生产出满足实验要求的合格试剂。英国 IP 426 方法也是用四氯乙烯替代四氯化碳，是目前为止最为经济实惠又最可取的途径。
HJ 1077-2019
一、基础知识——油烟测定方法选择
四氯化碳是《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》附件 B 第二类受控物质，2010 年已经完成其受控用途的淘汰，因此必须寻找四氯化碳的替代试剂。
一、基础知识——国外主要油类检测方法比较
一、基础知识——测定方法适用范围
本标准规定了测定固定污染源废气中油烟和油雾的红外分光光度法。
本标准适用于固定污染源废气中油烟和油雾的测定。
当采样体积为 250 L（标准状态），萃取液体积为 25 ml，使用 4 cm 石英比色皿时，本方法油烟和油雾的检出限均为 0.1 mg/m3，测定下限均为 0.4 mg/m3。
《固定污染源废气 油烟和油雾的测定 红外分光光度法》
（HJ 1077-2019）
一、基础知识——油烟测定原理
固定污染源废气中的油烟和油雾经滤筒吸附后，用四氯乙烯超声萃取，萃取液用红外分光光度法测定。油烟和油雾含量由波数分别为 2930cm-1(CH2基团中C—H键的伸缩振动)、2960cm-1 (CH3基团中C--H键的伸缩振动)和3030cm-1 (芳香环中C—H键的伸缩振动)谱带处的吸光度A2930、A2960和A3030 进行计算。
《固定污染源废气 油烟和油雾的测定 红外分光光度法》
（HJ 1077-2019）
02
测定准备
二、测定准备——试剂和材料
四氯乙烯、油烟标准物质、25ml比色管、变色硅胶、卷尺、胶带、洗瓶、劳保手套、抹布、安全帽、安全带、防护背心、聚四氟乙烯套筒等
二、测定准备——主要的仪器设备
宇隆博YLB-3330D大流量低浓度烟尘烟气测试仪
宇隆博YLB-L18高效多功能尘气同采取样管
宇隆博YLB-4630电子综合校准仪
二、测定准备——主要的仪器设备
KQ-300DE型
数控超声波清洗器
油烟金属采样滤筒
华夏科创OIL480型
红外分光测油仪
滤筒
聚四氯乙烯套筒
二、测定准备——主要的仪器设备
二、测定准备——金属采样滤筒的准备
新购置金属滤筒或采集高浓度油烟（油雾）的滤筒，需用溶剂或洗涤剂洗涤。当用洗涤剂洗涤时，需用纯水将洗涤剂冲洗干净，并烘干。
滤筒洗涤
除用溶剂或洗涤剂外，还可将滤筒在
400℃下灼烧 1 h，去除油污染。处理后的滤筒测定值低于方法检出限后方可使用。
滤筒灼烧
滤筒清洗后用
无油清洁空气吹干置于套筒内保存。
滤筒保存
3
样品采集
三、样品采集——工况分析判断
工况分析判断问题1：样品采集的时间段应该如何选取？
饮食业油烟排放标准GB 18483-2001：
采样工况：样品采集应在油烟排放单位作业（炒菜、食品加工或其它产生油烟的操作）高峰期进行。
早餐时间？
午餐、晚餐时间？
宵夜时间？
三、样品采集——工况分析判断
工况分析判断问题2：炉灶多产排污可能大，但炉灶大小、数量有区别，怎么评估
大酒店
餐厅
小饭馆
GB 18483-2001：
基准灶头！
三、样品采集——工况分析判断
工况分析判断问题3：基准灶头数如何计算？
饮食业油烟排放标准GB 18483-2001：基准灶头数按灶的总发热功率或排气罩灶面投影总面积折算。
工况分析判断问题3：基准灶头数如何计算？
1 、计算方法一：按灶头总发热功率
基准灶头功率1.67×108J/h
基准投影面积1.1m2
基准灶头数=
灶头总发热功率×（实际在用灶头数/总灶头数）
1.67×108J/h
基准灶头数=
集气罩垂直投影面积×（实际在用灶头数/总灶头数）
1.1m2
需调查灶头发热总功率
核实实际在用灶头数
计算结果保留小数点后1位
2、计算方法二：按集气罩投影面积
需测量集气罩垂直投影面积
核实实际在用灶头数
计算结果保留小数点后1位
两者不统一时
三、样品采集——工况分析判断
1.监测要求
（1）排放油烟的炊食业单位必须安装油烟净化设施，并保证操作期间按要求运行。油烟无组织排放视同超标。
（2）排气筒出口段的长度至少应有4.5倍直径（或当量直径）的平直管段。
（3）排气筒出口朝向应避开易受影响的建筑物。油烟排气筒的高度、位置等具体规定由省级环境保护部门制定。
（4）排烟系统应做到密封完好，禁止人为稀释排气筒中污染物浓度。
（5）饮食业产生特殊气味时，参照《恶臭污染物排放标准》臭气浓度指标执行。
（6）滤筒在清洗完后，应置于通风无尘处晾干。
（7）采样前后均保证没有其它带油渍的物品污染滤筒。
三、样品采集——采样和样品保存
2.采样位置
采样位置应优先选择在垂直管段。应避开烟道弯头和断面急剧变化部位。采样位置应设置在距弯头、变径管下游方向不小于３倍直径，和距上述部件上游方向不小于1.5倍直径处，对矩形烟道，其当量直径Ｄ＝２ＡＢ／（Ａ十Ｂ），式中Ａ、Ｂ为边长。
三、样品采集——采样和样品保存
3.采样点
当排气管截面积小于0.5m2时，只测一个点，取动压中位值处；超过上述截面积时，则按GB/T 16157-1996有关规定进行。
4.采样时间和频次
执行GB 18483-2001标准规定的排放限制指标体系时，采样时间应在油烟排放单位正常作业期间，采样次数为连续5次，每次10min。
5.采样工况
样品采集应在油烟排放单位作业（炒菜、食品加工或其它产生油烟的操作）高峰期进行。
三、样品采集——采样和样品保存
6.采样步骤
采样布点、频次、采样工况按照 GB 18483、GB/T 16157、HJ/T 397 和其他相关标准要求进行。
①采样前，先检查系统的气密性。
②测量烟气温度、大气压和排气筒直径。
③测量烟气动、静压。
④计算烟气含湿量、烟气密度、烟气流速、等速采样流量及确定采样嘴直径。
⑤采用干湿球法测定含湿量。
⑥装采样嘴及滤筒：装滤筒时需小心将滤筒直接从聚四氟乙烯套筒中倒入采样头内特别注意不要污染滤筒表面。
⑦将采样管放入烟道内，封闭采样孔。
⑧设置采样时间，开机。
⑨用油烟采集器采集油烟。
⑩记录采样前后累积体积、滤筒号、采样流量、表头负压、温度及采样时间。记录滤筒号。
三、样品采集——采样和样品保存
三、样品采集——采样和样品保存
现场采样与监测
1设
2布
3况
4湿
5采
6查
5油烟采样：气密性检查-安装金属滤筒-连接管路-采样设置-油烟连续采样10min-采样结束后立即将金属滤筒倒入聚四氟乙烯套筒中，盖紧盖子，再将聚四氟乙烯套筒放入样品箱内。样品若不能在 24 h 内测定，可冷藏（≤4℃）保存 7 d。
6查询记录：按数据查询进入数据查询菜单，输入文件号打开文件进行数据查询，做好现场采样记录。
4测含湿量：使用干湿球法测定含湿量，选择测量含湿量，待含湿量值保持不变时按 “完毕”返回上一级。
2烟道布点：圆形烟道输入直径和套管长度；矩形烟道输入两个边长和套管长度。
3工况预测：皮托管悬空自动调零；每个点的动压值基本稳定后确认当前值，按完毕退出预测流速；查看采样嘴型号。
1系统设置：测试类别选油烟；烟温、大气压选测量；输入皮托管系数；勾选防倒吸。
7洗
7管路清洗：选择“测含湿量”，使测试仪在湿度测试状态空转（5~10min），清洗完毕后按“完毕”退出，停止测量。
7.样品保存
采集了油烟的滤筒应立即转入聚四氟乙烯清洗杯中，盖紧盖子；样品采集后应尽快测定，样品若不能在24h内测定，可在冰箱的冷藏室（≤4℃）保存7d。
三、样品采集——采样和样品保存
4
分析测定
四、分析测定——试样制备
在采样后的套筒中加入四氯乙烯溶剂 12 ml，旋紧套筒盖，将套筒置于超声波清洗器，超声清洗 10 min，萃取液转移至 25 ml 比色管，再加入 6 ml 四氯乙烯超声清洗 5 min，将萃取液转移至上述 25 ml 比色管。用少许四氯乙烯清洗滤筒及聚四氟乙烯套筒二次，清洗液一并转移至上述 25 ml 比色管，加入四氯乙烯至刻度标线，密封待测。
01
油烟的试样制备
用空白滤筒，按照试样的制备步骤制备空白试样。
02
空白试样的制备
四、分析测定——分析步骤
每批样品均应进行校正系数的检验，根据所需浓度，取适量油烟标准油使用液，用四氯乙烯配置适当浓度的标准溶液，按照试样测定步骤进行测定，按照公式计算测定浓度。如果测定值与标准值的相对误差在±10%以内，则校正系数可采用。否则需查找原因，重新测定校正系数并校准仪器，或者重新配制检验校正系数用的标准溶液。
01
校正系数的检验
将制备好的试样置入 4 cm 石英比色皿中，盖上比色皿盖，以四氯乙烯为参比，于 2930 cm-1、2960 cm-1 和 3030 cm-1 处测定其吸光度 A2930、A2960 和 A3030，按照公式计算油烟或油雾浓度。
注：当样品浓度超出测定范围时，可稀释后测定。
02
试样测定
注：红外分光光度计出厂时如果设定了校正系数，不必每次测定校正系数，当校正系数检验不合格时需重新测定校正系数。
5
结果计算与评价
1、实测浓度
五、结果计算与评价——实测浓度
式中：ρ排——油烟的排放浓度，mg/m ；
ρ1——样品滤筒萃取液的质量浓度，mg/L；
V1—萃取液体积，ml；
Vnd—标准状态下干烟气采样体积，L。
五次采样分析结果之间，其中任何一个数据与最大值比较，若该数据小于最大值的四分之一，则该数据为无效值，不能参与平均值计算。数据经取舍后，至少有三个数据参与平均值计算。若数据之间不符合上述条件，则需重新采样。
2、折算浓度
监测排放浓度时，应将实测排放浓度折算为基准风量时的排放浓度。
五、结果计算与评价——折算浓度
式中：C基——折算为单个灶头基准排风量时的排放浓度，mg/m ：
Q测——实测排风量， m /h；
q基——单个灶头基准排风量，大、中、小型均为2000m /h；
n—折算的工作灶头个数。
3、治理效率
治理效率的计算
五、结果计算与评价——治理效率
式中：P——油烟去除效率，％；
C前——治理设施前的油烟浓度，mg/m ；
Q前——治理设施前的排风量，m /h；
C后——治理设施后的油烟浓度，mg/m ；
Q后——治理设施后的排风量，m /h。
4、结果评价
五、结果计算与评价——结果评价
《饮食业油烟排放标准》（GB18483-2001）规定：饮食业单位的油烟净化设施最低去除效率限值按规模分为大、中、小三级，饮食业单位的规模按基准灶头数划分，基准灶头数按灶的总发热功率或排气罩灶面投影总面积折算。每个基准灶头对应的发热功率为1.67×108J/h，对应的排气罩灶面投影面积为1.1m2。饮食业单位的规模划分参数见下表。
表 饮食业单位的规模划分
规模 小型 中型 大型
基准灶头数 ≥1，＜3 ≥3，＜6 ≥6
对应灶头总功率（108J/h） 1.67，＜5.00 ≥5.00，＜10 ≥10
对应排气罩灶面总投影面积（m2） ≥1.1，＜3.3 ≥3.3，＜6.6 ≥6.6
4、结果评价
五、结果计算与评价——结果评价
饮食业单位油烟的最高允许排放浓度和油烟净化设施最低去除效率，按下表的规定执行。
表2 饮食业单位的油烟最高允许排放浓度和油烟净化设施最低去除效率
规模 小型 中型 大型
最高允许排放浓度（mg/m3） 2.0 净化设施最低去除效率（%） 60 75 85
（1）安装并正常运行符合表2要求的油烟净化设施视同达标。县级以上环保部门可视情况需要，对饮食单位油烟排放状况进行监督监测。
（2）新老污染源执行同一标准值。自标准实施之日之前已开业的饮食业单位或已批准设立的饮食业单位为现有饮食业单位，未达标的应限期达标排放。自标准实施之日起批准设立的饮食业单位为新饮食业单位，应按“三同时”要求执行本标准。
（3）油烟净化设施须经国家认可的单位检测合格才能安装使用。
6
质量控制与保证
六、质量控制与保证
2
空白试验的测定值应小于方法检出限。
采样过程的质控按照 GB/T 16157 和 HJ/T 397 的要求进行。
1
4
配制标准溶液、试样和空白的四氯乙烯宜使用同一批四氯乙烯。使用不同批次四氯乙烯时，如果校正系数检验测定值与标准值的相对误差超过 10%，需重新配制标准贮备液和使用液。
每季度至少测定 3 个浓度点的标准溶液进行校正系数的线性检验。
3
6
采样前应确认采样器未受油烟或油雾污染。
新购置金属滤筒或采集高浓度油烟（油雾）的滤筒，需用溶剂或洗涤剂洗涤。当用洗涤剂洗涤时，需用纯水将洗涤剂冲洗干净，并烘干。除用溶剂或洗涤剂外，还可将滤筒在400℃下灼烧 1 h，去除油污染。处理后的滤筒测定值低于方法检出限后方可使用。
5
注意事项
油烟无组织排放视同超标。
排气筒出口段的长度至少应有4.5倍直径（或当量直径）的平直管段
饮食业产生特殊气味时，参照《恶臭污染物排放标准》臭气浓度指标执行。
水平管段采集油烟，采样嘴位置在截面中心点稍向下移，或在该截面增加1至2个监测点。
实际工作过程中饮食业排放单位的现场情况较为复杂，应以标准规范要求为指导，积极创造条件准确测定饮食业油烟，严防数据造假，应具备良好的职业素质和道德素质。
注意事项

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