餐饮油烟中醛酮类化合物排放特征及丙烯醛净化研究.pdfVIP

摘要

餐饮油烟挥发性有机物（VolatileOrganicCompounds，VOCs）是重要的大气污

染源，其是大气臭氧产生的关键前体物，对人体健康也存在致癌风险等危害。醛酮

类化合物是餐饮油烟VOCs中最主要的成分，受食材种类、烹饪条件等复杂因素的

影响，醛酮类化合物的排放特征目前仍不明确，无法准确判定餐饮油烟中醛酮类化

合物的典型污染物。针对餐饮油烟净化技术的研究较为局限，尚无特定去除餐饮油

烟中醛酮类化合物的吸附材料和技术。因此，开展餐饮油烟中醛酮类化合物排放特

征、全面评价及相关净化技术研究具有重要意义。

本文采用油烟发生装置研究了大豆油和猪油在不同加热温度、加热时间、水油

比条件下产生的醛酮类化合物浓度排放特征，利用最大增量反应活性法进行了臭氧

生成潜势分析，采用剂量反应评估法进行健康风险评价、阈稀释倍数法进行臭气强

度评价。结果表明，随着加热温度的升高，醛酮类化合物排放浓度显著提高，270℃

33

时大豆油产生的醛酮类化合物总浓度（19.23mg/m）高于猪油（11.49mg/m），丙

3

烯醛（4.96mg/m）产生浓度最高。加热时间长达5h时，大豆油产生的醛酮类化合

333

物总浓度（17.34mg/m）高于猪油（12.85mg/m），丙烯醛（3.22mg/m）最高。

3

水油比为2:1时，大豆油产生的醛酮类化合物总浓度大豆油（75.89mg/m）高于猪

33

油（46.44mg/m），丙烯醛（19.74mg/m）。臭氧生成潜势：丙烯醛（36%）甲醛

（25%）乙醛（25%）。丙烯醛危险商值（329007.70）远高于其他醛酮类化合物。

臭气强度：乙醛（5047.53）丙烯醛（2398.60）正戊醛（1427.77）。丙烯醛的臭

氧生成潜势及健康风险最高，且臭气强度位居前列，将其确定为餐饮油烟中典型醛

酮类化合物。

为开展丙烯醛净化研究，搭建滤料吸附实验平台，制备氨基、羧基及不同钴含

量的钴离子改性13X分子筛（浸渍液浓度分别为0.01M、0.05M、0.1M、0.5M），

进行表征和吸附性能分析，并利用分子模拟手段对吸附实验结果进行验证。研究结

果表明，在10L/min100ppm丙烯醛条件下，氨基、羧基改性13X分子筛几乎没有

吸附性能，0.05M钴离子改性13X分子筛，饱和吸附量达到27.86mg/g，较13X分

子筛提高了一倍，并测得在相对湿度20%以下其吸附性能较好，可达到28.39mg/g。

分子模拟结果表明，丙烯醛分子醛基中的H与0.05M钴离子改性13X分子筛-OH中

O垂直连接时结合能为-37.07kJ/mol，较原13X分子筛与丙烯醛的结合能（-30.73

kJ/mol）有明显改善，进一步阐明了丙烯醛与钴离子改性分子筛之间的化学吸附机理。

关键词餐饮油烟；醛酮类化合物；丙烯醛；13X分子筛；吸附；分子模拟

Abstract

Recently,moreandmoreattentionshavebeenattractedoncookingoilfumesissue.

Aldehydesandketonesarethemostabundantcomponentsincookingoilfumes.Itshould

benotedaldehydesandketonesarevolatileorganiccompounds,whicharekeyozone

precu