岳陽市餐飲業(yè)VOCs排放特征及減排潛力研究

摘要：基于湖南省岳陽市2019年大氣污染源排放清單，對(duì)岳陽市餐飲源VOCs排放特征進(jìn)行分析。根據(jù)排放源類別及VOCs凈化技術(shù)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)低目標(biāo)和高目標(biāo)2種減排場(chǎng)景，估算岳陽市餐飲業(yè)VOCs減排潛力。結(jié)果表明，岳陽市餐飲業(yè)VOCs排放主要來自居民餐飲，排放量占比為94.95%，其中農(nóng)村家庭餐飲排放量占比為63.57%；在設(shè)計(jì)的2種減排情景下，企業(yè)餐飲源中的大、中型餐飲企業(yè)減排空間有限，減排貢獻(xiàn)率為10.36%，小型餐飲企業(yè)減排潛力最大，減排貢獻(xiàn)率可達(dá)82.71%；在居民餐飲中，農(nóng)村家庭餐飲減排潛力最大，減排貢獻(xiàn)率為66.95%。本研究結(jié)果可為餐飲業(yè)VOCs治理工作提供科學(xué)支撐。

關(guān)鍵詞：餐飲源；VOCs排放；減排潛力；減排對(duì)策

引言

岳陽市是湖南省第二大經(jīng)濟(jì)體，也是長(zhǎng)株潭及傳輸通道城市中的重要城市之一。近年來，岳陽市通過實(shí)施系列大氣污染綜合防治措施，空氣質(zhì)量得到有效改善，2017～2021年，岳陽市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率從84%提升至90.4%，然而PM2.5濃度仍高于《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（35ug/m3），O3濃度在140～160 ug/m3浮動(dòng)。其中，2021年以PM2.5為首要污染物的超標(biāo)天數(shù)占48.6%，以O(shè)3為首要污染物的超標(biāo)天數(shù)占42.8%，PM2.5和O3污染協(xié)同治理與目標(biāo)控制是岳陽市面臨的主要環(huán)境污染問題之一。

PM2.5和O3形成機(jī)制復(fù)雜，需經(jīng)過共同前體物的系列反應(yīng)形成。其中，揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是重要的前體物之一[1][2]，也是影響污染物濃度的直接因素之一[3]。經(jīng)研究，VOCs減排對(duì)降低全國各區(qū)域PM2.5和O3濃度均有利[4]。VOCs來源廣泛且成分復(fù)雜[5]，人為排放源主要有工業(yè)源、移動(dòng)源及生活源三大類，其中，生活源主要包括餐飲業(yè)排放和生物質(zhì)燃燒[6]。隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和居民物質(zhì)水平的提高，餐飲業(yè)排放源已成為VOCs減排管控中不可忽視的環(huán)節(jié)[7]。目前，國內(nèi)VOCs排放及減排潛力研究主要集中在化工等重點(diǎn)工業(yè)領(lǐng)域，針對(duì)餐飲業(yè)VOCs排放及減排潛力的研究相對(duì)較少。同時(shí)，餐飲業(yè)規(guī)模普遍較小，分布散亂，經(jīng)營(yíng)情況不穩(wěn)定，油煙成分復(fù)雜多變[8]，導(dǎo)致治理難度加大。本研究對(duì)岳陽市全市餐飲業(yè)VOCs排放特征進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)前餐飲油煙治理技術(shù)發(fā)展，以不同規(guī)模餐飲企業(yè)、點(diǎn)源及面源排放源等為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)不同減排情景來評(píng)估岳陽市餐飲業(yè)VOCs減排潛力，為進(jìn)一步治理餐飲油煙污染、制定精細(xì)化的減排措施提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1 研究對(duì)象及數(shù)據(jù)來源

本研究選取岳陽市企業(yè)餐飲和居民餐飲進(jìn)行排放特征分析和減排潛力研究，以點(diǎn)源和面源方式統(tǒng)計(jì)。VOCs排放基準(zhǔn)數(shù)據(jù)來源于2019年岳陽市生態(tài)環(huán)境局和中科弘清（北京）科技有限公司編制的岳陽市大氣污染源排放清單。依據(jù)《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18483-2001）[9]，按照基準(zhǔn)灶頭數(shù)將企業(yè)餐飲排放點(diǎn)源分為大型（≥6）、中型（≥3，＜6）、小型（≥1，＜3）三級(jí)規(guī)模。居民餐飲面源按全市行政區(qū)劃分別統(tǒng)計(jì)各區(qū)域城鎮(zhèn)、農(nóng)村餐飲固定爐頭數(shù)。

1.2 減排情景設(shè)計(jì)

1.2.1 基準(zhǔn)情景

本研究以岳陽市2019年大氣污染源排放清單中各餐飲油煙排放量為基準(zhǔn)排放量，依據(jù)《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18483-2001），設(shè)定餐飲企業(yè)和居民餐飲的凈化效率，基準(zhǔn)情景見表1。

1.2.2 減排情景

餐飲業(yè)油煙減排取決于源頭削減、過程控制及末端治理，由于源頭削減和過程控制缺乏具體數(shù)據(jù)，本研究?jī)H面向末端治理環(huán)節(jié)對(duì)減排潛力進(jìn)行定量評(píng)估。末端治理[10]，即減少或阻止油煙排放，降低油煙對(duì)環(huán)境的破壞程度，其關(guān)鍵因素在于末端凈化治理技術(shù)的升級(jí)和凈化設(shè)備的安裝。目前，國內(nèi)采用的餐飲油煙VOCs治理可分為吸收、吸附、光解、低溫等離子、燃燒等單一技術(shù)，以及可結(jié)合多種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的組合技術(shù)，具體技術(shù)性能及成本分析如表2所示[11～13]。

本研究針對(duì)VOCs不同末端治理技術(shù)來定量評(píng)估岳陽市餐飲業(yè)的減排潛力，基于2019年大氣污染源排放清單排放量，根據(jù)岳陽市餐飲排放不同類型排放源（點(diǎn)源、面源）及企業(yè)不同規(guī)模（大、中、小型）采取不同的VOCs凈化技術(shù)，進(jìn)行減排情景設(shè)計(jì)，兩種減排情景設(shè)計(jì)如表3所示。其中，主要考慮不同規(guī)模餐飲企業(yè)凈化技術(shù)升級(jí)的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，城鎮(zhèn)與農(nóng)村家庭餐飲煙油治理設(shè)備的推廣程度，發(fā)現(xiàn)大、中型餐飲企業(yè)更有條件升級(jí)采用去除效率較高的凈化技術(shù)，城鎮(zhèn)家庭比農(nóng)村家庭更易集中治理和管控。

2討論與分析

2.1 岳陽市餐飲業(yè)VOCs排放特征

根據(jù)2019年岳陽市大氣污染源排放清單，共統(tǒng)計(jì)岳陽市全市餐飲企業(yè)6791家，數(shù)量較多，分布較廣，主要集中在岳陽樓區(qū)等中心城區(qū)及各縣市的居民區(qū)，空間分布情況見圖1。其中，大、中、小型企業(yè)數(shù)量分別為352家、201家、6238家，VOCs排放量占比分別為13.24%、4.46%、82.30%，可見岳陽市餐飲企業(yè)VOCs排放主要貢獻(xiàn)來自小型餐飲企業(yè)。

岳陽市餐飲源VOCs排放量構(gòu)成見圖2。其中，居民餐飲VOCs排放量最大，總排放量為1418t，占岳陽市餐飲排放量的94.95%；主要排放區(qū)域集中在平江縣、岳陽縣、華容縣、湘陰縣、汨羅縣等農(nóng)村人口大縣，占居民餐飲VOCs排放量的近70%。岳陽市城鎮(zhèn)、農(nóng)村家庭按灶頭數(shù)統(tǒng)計(jì)，灶頭之比為1.32：1，VOCs排放量之比接近1：2，表明數(shù)量占比約40%的農(nóng)村家庭貢獻(xiàn)了約66%的VOCs排放量，可見岳陽市家庭餐飲排放量主要貢獻(xiàn)來自農(nóng)村家庭烹飪。

2.2 岳陽市餐飲業(yè)VOCs減排潛力綜合分析

基于以上2種減排情景，岳陽市不同類型餐飲排放源的減排潛力結(jié)果見表4、表5。低目標(biāo)減排情景1中，大、中型餐飲企業(yè)分別為352家、201家，采用高成本、高效率治理技術(shù)替代后，VOCs總減排量為7815.25kg，大、中型餐飲企業(yè)減排率分別為66.67%、34.41%，總減排率較低僅為10.36%；在居民餐飲排放源中，城鎮(zhèn)居民餐飲VOCs去除效率從60%提高到90%后，VOCs減排量達(dá)到了35.16t，城鎮(zhèn)居民餐飲減排率為75%，居民餐飲總減排率為24.79%。岳陽市餐飲VOCs減排量為35.95t，減排率為24.06%，主要為居民餐飲減排貢獻(xiàn)。

高目標(biāo)減排情景2中，6238家小型餐飲VOCs去除效率從75%、60%均提高到90%，總減排量達(dá)到了4.52t，減排率為60.22%，減排潛力較高，總減排率為59.92%，其中大型餐飲企業(yè)減排貢獻(xiàn)率為14.73%，中型餐飲企業(yè)減排貢獻(xiàn)率為2.56%，小型餐飲企業(yè)減排貢獻(xiàn)率為82.71%；在居民餐飲排放源中，通過對(duì)農(nóng)村居民餐飲VOCs治理技術(shù)替代，農(nóng)村餐飲減排量可達(dá)到71.23t，農(nóng)村餐飲減排率為75%，居民餐飲業(yè)總減排率為74.24%。岳陽市餐飲VOCs減排量為110.92t，減排率為74.24%，主要為居民餐飲減排貢獻(xiàn)。

從企業(yè)餐飲規(guī)模類型來看，低目標(biāo)減排情景1僅針對(duì)大、中型企業(yè)VOCs減排技術(shù)替代，因此在該情景下應(yīng)對(duì)小型餐飲企業(yè)加強(qiáng)油煙排放監(jiān)管，嚴(yán)懲無組織排放；高目標(biāo)減排情景2對(duì)小型企業(yè)排放影響增大，減排貢獻(xiàn)率達(dá)到82.71%，減排空間非常大，大、中型企業(yè)減排空間較小，這是因?yàn)槠髽I(yè)原有末端治理技術(shù)去除效率已經(jīng)較高，所以在該情景下應(yīng)加大挖掘大、中型餐飲企業(yè)的源頭削減、過程控制的減排潛力。

從居民餐飲類型來看，無論是城鎮(zhèn)居民餐飲還是農(nóng)村居民餐飲，經(jīng)過VOCs治理技術(shù)替代后，VOCs減排率均為75%。由于農(nóng)村居民餐飲規(guī)模大、排放量占比大，因此減排空間大。

2.3 不確定性分析

本研究根據(jù)餐飲業(yè)不同企業(yè)規(guī)模及不同居民餐飲類型，按照末端凈化技術(shù)替代的不同，對(duì)岳陽市餐飲行業(yè)減排潛力進(jìn)行估算，在減排情景設(shè)計(jì)及減排潛力估算方面均存在一定的不確定性，主要原因體現(xiàn)在2個(gè)方面。一方面是減排技術(shù)推廣的不確定性，包括VOCs末端治理技術(shù)進(jìn)步的不確定，隨著行業(yè)的不斷創(chuàng)新，更優(yōu)的組合技術(shù)替代可能出現(xiàn)，同時(shí)需考慮政策及經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的不確定性，政策的不確定性有可能影響到企業(yè)決策，而當(dāng)經(jīng)濟(jì)負(fù)面影響較大時(shí)，部分大、中型企業(yè)或許會(huì)傾向于低成本的治理技術(shù)[14]。另一方面是清單數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理的不確定性，源清單數(shù)據(jù)在處理過程中本身就存在不確定性[15]，同時(shí)VOCs去除效率在實(shí)際運(yùn)行過程中也存在出入。

3結(jié)果與對(duì)策

3.1 結(jié)果

岳陽市餐飲源VOCs排放貢獻(xiàn)以居民餐飲排放為主，排放貢獻(xiàn)率達(dá)到94.95%，其中又以農(nóng)村家庭為主；企業(yè)餐飲源中，以小型餐飲企業(yè)排放貢獻(xiàn)為主，占餐飲業(yè)排放源VOCs排放量的82.3%。

依據(jù)末端治理技術(shù)替代設(shè)計(jì)的2種VOCs減排情景分析，大、中、小型餐飲企業(yè)減排率分別為66.67%、34.41%、60.22%，城鎮(zhèn)居民餐飲和農(nóng)村居民餐飲的減排率均為75%。設(shè)計(jì)情景下，居民餐飲減排效果明顯大于企業(yè)餐飲減排效果，其中以農(nóng)村居民減排效果最為顯著，在情景2中減排貢獻(xiàn)率為64.22%；在企業(yè)餐飲中，小型企業(yè)減排效果遠(yuǎn)大于大、中型餐飲企業(yè)減排效果。

3.2 對(duì)策

開展餐飲企業(yè)油煙整治常態(tài)化工作，要嚴(yán)格管控大、中型餐飲企業(yè)油煙污染排放，更要加大對(duì)小型餐飲企業(yè)的監(jiān)督與管理，開展小型餐飲企業(yè)油煙整治，從源頭實(shí)現(xiàn)小型餐飲企業(yè)的精細(xì)化管理。

重點(diǎn)加強(qiáng)居民餐飲油煙治理管控，尤其是要重視農(nóng)村家庭餐飲VOCs排放整治，釋放農(nóng)村餐飲VOCs減排空間，加快完善適用于居民家庭餐飲油煙控制的排放標(biāo)準(zhǔn)及小區(qū)公共煙道設(shè)計(jì)規(guī)范與排放標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)住宅區(qū)油煙設(shè)備在線監(jiān)測(cè)。同時(shí)，加大農(nóng)村家庭油煙凈化設(shè)施安裝普及，構(gòu)建適用于農(nóng)村家庭烹飪面源污染控制的監(jiān)測(cè)管控平臺(tái)。

結(jié)語

目前，我國VOCs排放機(jī)制等理論研究已經(jīng)比較成熟，但餐飲源排放相關(guān)研究相對(duì)較少，且由于餐飲源呈現(xiàn)分布散、亂、小，排放量不穩(wěn)定等特征，導(dǎo)致實(shí)際排放管控有更大難度。本研究分析了不同類型排放源的特征與減排潛力，未來研究可以加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，針對(duì)燃料、油品、烹調(diào)方式等不同因素來分析其對(duì)餐飲VOCs排放的影響，加強(qiáng)油煙凈化系統(tǒng)的應(yīng)用研究，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)餐飲業(yè)的精細(xì)化管控。

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作者簡(jiǎn)介

朱娟（1990—），女，漢族，湖南衡陽人，碩士，工程師，主要從事生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃咨詢、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)等方面的研究。