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家庭厨房IAQ环境——数字化测评

2022-12-04科学

「民以食为天」,烹饪和享受美食,一直是我们大众日常生活的关注话题。居家生活中,厨房环境往往被提到比较少,印象中局促的厨房空间,做饭时呛人的烹饪油烟易使人挥之不去,还有油腻的灶台,隆隆的吸油烟机噪声,总使人不自觉的回避。

厨房的空气质量到底怎么样?今年11月因为疫情次密接,笔者被要求居家隔离1周,全家4口人封闭生活在家里。利用这个机会,正好有机会笔者亲身做了一次厨房IAQ(Indoor Air Quality)环境在线测试 实验,透视家庭厨房的日常空气质量到底怎么样?

测试背景&方法

住宅厨房的面积约10m2,设有常规2个灶头的燃气灶具,炒菜烹饪时使用抽油烟机。厨房的通风外窗常开,在非使用时厨房门保持关闭。

本次在厨房灶台附近1m处的案台上,放置小型空气质量监测仪 ,实时测量室内温度、湿度、PM2.5、CO2、TVOC等环境参数。通过无线NB协议 传输数据信号,数据全部传输到云平台,实时显示并可储存和下载分析。

厨房IAQ环境监测场景

结果分析

1. PM2.5

通过一周的数据监测,如下看到厨房PM2.5环境的动态变化。可以发现,PM2.5是典型的厨房特征污染物 ,每次烹饪炒菜期间(主要是中午、晚饭烹饪做饭时),厨房内油烟细颗粒物浓度呈脉冲式升高(本次环境测试仪 PM2.5的上限为500μg/m3),两个做饭时段,厨房环境呈严重的颗粒物污染。

查看厨房间典型PM2.5日变化过程,可以发现中饭、晚饭炒菜炊事时段(~15mins),尽管油烟风机开启,厨房房间仍然充满油烟,房间内PM2.5严重污染(>500μg/m3);当停止炒菜后,排风和外窗补风共同通风作用下,约15mins后,PM2.5降至50μg/m3(IAQ标准)限值以下。

每日做饭时,PM2.5浓度峰值浓度有显著差异,这主要与做饭炒菜的强度存在差异。根据调研数据比较,川菜等爆炒烹饪方式PM2.5污染强度高于一般家常菜蒸煮方式,家庭餐饮烹饪以清淡、少油为主时,厨房PM2.5浓度更低。对于早餐,当不使用灶具烹饪时,房间PM2.5浓度与环境浓度没有差异。

2. TVOC

厨房油烟,除PM2.5细颗粒物外,还存在气态的挥发性有机物(TVOC)。通过测试发现,厨房的TVOC环境变化较为复杂,并不与炊事过程完全一致,也不呈现典型的日变化特征,可能受到厨房存放食品、调料、配菜等储存物干扰;也可能由于厨房内建筑和物品表面吸附的油性有机物 的慢性气体挥发影响。

由于油烟是食物烹饪过程中挥发出的油脂,属有机质及其加热分解或裂解的产物,这种高浓度的油烟排放到空气中后,其中的短链醛 、酮、酸、醇等有害气体逐渐扩散,并伴随空气侵入人体呼吸道,进而引起身体不适。油烟的成份极为复杂,并与燃料类型、食品成份、烹饪时间、烹饪温度、烹饪方式等因素有关。不同种类的食用油在高温下的热解产物多达200多种,主要有醛类、酮类、烃、脂肪酸、芳香族化合物及杂环化合物 等。

3. CO2

测试过程,发现厨房烹饪过程,环境CO2浓度与PM2.5变化具有一致性变化,即CO2浓度也迅速升高,从环境浓度450ppm,迅速升到2800~4000ppm。CO2浓度升高(室内CO2浓度限值要求1000ppm),出现CO2浓度升高,可判断为燃气烹饪过程,天然气燃料燃烧产生的氧化反应生成。

厨房烹饪时,迅速升高的CO2浓度也需通过有效的通风来迅速稀释。

4. 温度/湿度

如图,典型日的厨房环境温湿度变化,均呈现因中饭、晚饭的烹饪过程引发的脉冲式 升高过程,直接引起房间温度升高约1.6℃,湿度从65%升高至80%以上。厨房温度下降过程,较湿度下降缓慢,可能是由于大量湿气迅速在内墙和物体低温表面结露 引起。

结语

厨房环境较住宅内其他功能房间,其空气质量相对较差,经连续日变化动态测试 发现,烹饪过程可引起厨房环境的PM2.5、TVOC、CO2呈脉冲式显著升高,对做饭人员的健康有潜在影响。

近年,我国推出【住宅厨房空气污染物控制的通风设计标准 】,重点考虑厨房通风需考虑烹饪过程引起的室内余热、PM2.5等油烟污染物浓度要求。同时,该标准也推荐设置污染物监测与控制系统,从而满足厨房环境的数字化显示,以及与厨房通风系统联动等措施。

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