趙麗麗

摘? ?要：飲食文化是我國文化的一大特色，有炸、炒、煎、烤、蒸等烹飪方式。油煙中含有大量的氣溶膠以及各種有害氣體成分，對城市空氣以及室內(nèi)環(huán)境都有很大影響?？偨Y前人對烹飪油煙的研究，從形成機理、形貌特征兩個方面的定量和定性分析進行匯總歸納，為油煙治理提供理論基礎。

關鍵詞：烹飪油煙;形成機理;排放特征

飲食文化是我國文化的一大特色，以地區(qū)化和多樣化為特征。烹飪方式有炸、炒、煎、烤、蒸等。但烹飪油煙中含有大量的氣溶膠以及各種有害氣體成分，包括烷烴、烯烴、多環(huán)芳烴、脂肪酸、鹵代烴、羰基化合物、離子、金屬元素等[1]。流行病學研究表明，長期暴露于烹飪油煙中不利于身體健康，易引起如肺癌、鼻炎、肺功能衰竭等病癥[2]。

烹飪油煙是指在烹飪行為中，食物制作和加工揮發(fā)的油脂、有機質(zhì)及其加熱分解或裂解產(chǎn)物，是一種有機氣溶膠顆粒物和揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs）的混合物。烹飪行為中產(chǎn)生的油煙可能因擴散、通風條件不良等因素影響室內(nèi)環(huán)境，且當油煙排放至室外后，有機氣溶膠顆粒是造成城市大氣霧霾的罪魁禍首之一，VOCs氣體也成為大氣二次氣溶膠的主要前體物。

1? ? 烹飪油煙對環(huán)境的影響

近年來，隨著城市大氣霧霾污染的逐漸加重，針對大氣顆粒物污染源的研究越來越多。烹飪源對城市霧霾有很大的影響，以北京市為例，烹飪源PM2.5占大氣PM2.5質(zhì)量分數(shù)的7.5%～21.2%[3-4]。

1.1? 對室內(nèi)環(huán)境的影響

在傳統(tǒng)觀念中，人們提到的室內(nèi)空氣質(zhì)量往往以住宅內(nèi)的裝修材料揮發(fā)出來的甲醛、苯系物等總揮發(fā)性有機物（Total Votatile Organic Compound，TVOC）的質(zhì)量分數(shù)作為評判優(yōu)劣的標準，而忽略室內(nèi)空氣中的顆粒物污染。顆粒物是室內(nèi)重要的污染源，可隨呼吸進入人體呼吸道甚至肺泡，這些進入人體的顆粒物作為有毒物質(zhì)的載體，對人體的危害極大[5]。室內(nèi)顆粒物主要來源于室內(nèi)人為行為和室外顆粒物的滲透。Koutrakls等[6]對紐約州能源研究發(fā)展局（Energy Research and Development Agency，ERDA）研究的部分數(shù)據(jù)進行了分析，并運用簡單的質(zhì)平衡模型計算了室內(nèi)污染源和室外環(huán)境空氣對室內(nèi)顆粒物濃度的貢獻率。發(fā)現(xiàn)在沒有明顯室內(nèi)污染的情況下，室內(nèi)PM2.5質(zhì)量分數(shù)30%～40%來自室內(nèi)污染源，而烹調(diào)行為的貢獻率占到25%～30%。Glytsos等[7]針對幾種不同的室內(nèi)行為引起的室內(nèi)顆粒物質(zhì)量分數(shù)的變化特征進行分析，發(fā)現(xiàn)烹飪行為明顯導致室內(nèi)顆粒物濃度的增加，并且其中納米顆粒物占數(shù)量質(zhì)量分數(shù)的80%以上。這與郭偉等[8]針對不同場所的人為行為導致室內(nèi)顆粒物濃度變化的研究結果一致。郭偉研究發(fā)現(xiàn)，烹飪會使室內(nèi)顆粒物的數(shù)量濃度急劇增加，但質(zhì)量濃度并沒有數(shù)量濃度的增幅明顯。另外，Kim等研究也發(fā)現(xiàn)，烹飪能釋放多種有害物質(zhì)，增加室內(nèi)污染等級，危及烹飪者以及家庭成員的健康。

1.2? 對室外環(huán)境的影響

烹飪行為對室外環(huán)境也有一定的貢獻，特別是像中國這樣注重飲食文化的國家。我國的烹飪油煙排放源頭包括住宅、餐館以及具有餐飲功能的商業(yè)建筑。在住宅和具有餐飲功能的商業(yè)建筑排放源中，通過油煙機未經(jīng)處理直接排放或集中通過煙道排放至室外環(huán)境。在餐館排放源中，烹飪油煙不經(jīng)過處理或者通過油煙凈化設備簡單處理后排放至大氣中。這些排放到大氣的烹飪油煙成為引起大氣污染的重要排放源之一。2001年出臺的《飲食業(yè)油煙排放標準》中，對油煙的排放標準存在缺陷，導致“抽樣檢測合格但目測有很濃的煙霧”的現(xiàn)象發(fā)生。不論是現(xiàn)有油煙凈化設備或者國家標準均未對油煙中的顆粒物特別是細顆粒物（動力學直徑<2.5 μm）加以關注。

國內(nèi)外不少學者研究發(fā)現(xiàn)，烹飪源是城市有機氣溶膠的主要來源之一。Rogge等研究發(fā)現(xiàn)，在洛杉磯地區(qū)，大約有21%的一次有機細顆粒物是由烹飪排放引起的。Sun等研究發(fā)現(xiàn)，紐約地區(qū)大氣中的PM1.0，有機氣溶膠占總質(zhì)量的54%，而烹飪和交通排放的有機氣溶膠占總有機氣溶膠的30%左右。Huang等使用高分辨率飛行時間質(zhì)譜儀（HR-TOF-AMS）對2008年奧運會期間北京及周邊地區(qū)空氣中的亞微氣溶膠顆粒進行源分析，發(fā)現(xiàn)烹飪排放的有機氣溶膠占總有機氣溶膠的24.4%。Sun等也對北京地區(qū)夏季空氣中的有機和無機氣溶膠進行調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)在進餐時間內(nèi)，空氣中由烹飪排放引起的烴類有機氣溶膠明顯增加。潘月云等建立了廣東省大氣污染物的排放清單，顯示餐飲源是室外空氣有機碳（Organic Carbon，OC）的第二大貢獻源。

2? ? 烹飪油煙的物理特征

顆粒物的物理特征主要包括形貌特征、排放質(zhì)量分數(shù)以及粒徑分布3個方面。烹飪過程的顆粒物排放研究主要集中在模擬廚房和實際環(huán)境兩個方面。

2.1? 形成機理

烹飪過程中產(chǎn)生的油煙通常由顆粒相和氣相的污染物組成，顆粒相的污染物包含油滴、燃燒源充分燃燒導致的碳顆粒、霧滴以及部分氣相污染物的凝結顆粒。這些顆粒物的粒徑較小，通常在200 nm以下。中式烹飪需要大量的油以及較高的烹飪溫度，因而產(chǎn)生大量的煙霧，這些煙霧冷凝成核形成細顆粒物。Buonanno等研究發(fā)現(xiàn)，在烹飪過程中，燃燒源燃燒形成的碳顆粒、食物中的水分以及烹飪過程加入的水分蒸發(fā)冷凝形成的水顆粒、食物中部分脂肪酸降解過程產(chǎn)生的碳顆粒，這些顆粒物表面凝結或吸附氣態(tài)污染物以及顆粒之間的碰并等，都是油煙中顆粒物的形成途徑。

2.2? 形貌特征

目前，關于烹飪油煙中顆粒物形貌特征的報道較少，而顆粒物的形貌對反映顆粒物特征尤為重要。不同形狀的顆粒物表面積差別很大，其表面的有害物質(zhì)吸附量也有不同。另外，顆粒物形狀的研究對顆粒物的脫除也有重要的參考價值。

Buonanno等通過透射電子顯微鏡（Transmission Electron Microscope，TEM）對烹飪產(chǎn)生的顆粒物形貌進行觀察，如圖1所示。從圖1中可以看出，油煙中產(chǎn)生的顆粒物呈枝狀，其分形維度低于2。另外，圖1中的原始粒子近似為核模態(tài)細顆粒，通過擴散、凝并、碰并等作用形成積聚模態(tài)顆粒。溫夢婷等采用電廠發(fā)射掃描電鏡（Field Emission Scanning Electron Microscope，F(xiàn)ESEM）發(fā)現(xiàn)烹飪油煙中的顆粒物形貌有3種：球狀、固態(tài)及液態(tài)，認為球狀顆粒來自燃燒排放的碳顆粒，固態(tài)顆粒多為無定型結構，可能為有機顆粒物，液態(tài)顆粒呈扁平狀等不規(guī)則形狀。3種形狀的顆粒數(shù)量比例為3%、43%、44%。

3? ? 結語

烹飪過程中產(chǎn)生的油煙對室內(nèi)和室外環(huán)境都有影響，與人類的健康息息相關。目前，我國對烹飪油煙的排放管理相對較松，在住宅和具有餐飲功能的商業(yè)建筑排放源中，通過油煙機后未經(jīng)處理直接或集中通過煙道排放至室外環(huán)境。在餐館排放源中，烹飪油煙不經(jīng)過處理或者通過油煙凈化設備簡單處理后排放至大氣中?？偨Y前人研究成果，從形成機理、形貌特征兩個方面的定量和定性分析進行匯總歸納，以便充分了解烹飪油煙，為治理油煙污染提供基礎。

[參考文獻]

[1]汪篤權，左曉斌，李小玲，等.飲食油煙檢測及成分分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（9）：284-285.

[2]SZE-TO G N，WU C L，CHAO C Y H，et al.Exposure and cancer risk toward cooking-generated ultrafine and coarse particles in Hong Kong homes[J].HVAC&R Research，2012，18（2）：204-216.

[3]朱? ?春，李旻雯，繆盈盈，等.城市烹飪油煙顆粒物排放特性分析[J].綠色建筑，2014（5）：57-60.

[4]王桂霞，董雪玲，許立男.餐飲源排放顆粒物的污染特征[C].上海：2012年環(huán)境污染與大眾健康學術會議（CEPPH2012），2012.

[5]徐? ?亞，趙金平，陳進生，等.室內(nèi)空氣中顆粒物污染特征研究[J].環(huán)境污染與防治，2011（1）：52-56.

[6]KOUTRAKIS P，BRIGGS S L K，LEADERER B P.Source apportionment of indoor aerosols in suffolk and onondaga counties[J].New York：Environmental Science & Technology，1992，26（3）：521-527.

[7]GLYTSOS T，ONDRá?EK J，D?UMBOVá L，et al. Characterization of particulate matter concentrations during controlled indoor activities[J].Atmospheric Environment，2010，44（12）：1 539-1 549.

[8]郭? ?偉，程? ?燕，晁攸闖，等.人為活動對室內(nèi)空氣質(zhì)量的影響[J].中國粉體技術，2013（5）：12-18.