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不同燃料和通风类型下烹饪时室内空气污染特征

烹饪；清洁燃料；空气污染物；通风。

烹饪是室内空气污染的重要来源之一。本研究是为了比较使用电和天然气两种在中国城市地区最常使用的清洁燃料烹饪时厨房污染物浓度差异，并探究烹饪时使用抽油烟机对厨房污染物的影响。在2018年12月至2019年1月期间，研究者在武汉市城区两户家庭厨房中进行现场实验，比较不同清洁燃料使用（电和天然气）和通风情况（使用及不使用抽油烟机）下进行30分钟的煮水或者烹饪两道在中国受欢迎的家常菜（西红柿炒蛋和红烧鱼）时厨房细颗粒物（fine particulate matter，PM_2.5）、一氧化氮（nitric oxide，NO）、二氧化氮（nitrogen dioxide，NO₂）和多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs，PM_2.5吸附和气态）的浓度差异。本研究预设的每种实验条件均在两户家庭中分别进行8次重复实验，每次重复实验时均测定厨房PM_2.5、NO和NO₂的浓度，为了能够达到检出限，PAHs在每四次重复实验（分别包含两次通风、不通风的条件）时测定一次。研究首先比较使用不同清洁燃料煮水或烹饪时厨房污染物浓度差异（不区分是否通风）。以重复实验的均值作为该条件下厨房污染物的平均水平并依据污染物浓度的分布采用独立样本t检验或曼惠特尼U检验比较差异是否具有统计学意义，其次，研究比较了使用不同清洁燃料烹饪时在通风和不通风情况下，厨房污染物的差异，并使用配对t检验比较不同通风条件下烹饪时厨房污染物浓度差异是否具有统计学意义。最后，依据烹饪过程中PM_2.5实时监测结果，绘制了使用不同清洁燃料时，在通风和不通风情况下，30分钟烹饪过程中厨房PM_2.5实时浓度的变化图。结果表明，和使用电相比，使用天然气煮水或烹饪时厨房PM_2.5、NO、NO₂的平均浓度均显著性升高（P＜0.05），使用天然气煮水或烹饪时厨房PAHs的平均浓度比使用电时更高，即使差异不具有统计学意义（P_煮水=0.35，P_烹饪=0.11）。特别地，烹饪过程中升高的PM_2.5及其吸附的PAHs主要来自于食物的烹饪加工过程，而NO和NO₂则主要来自于天然气燃烧。使用电烹饪时，和不通风相比，通风条件下，在厨房等效空气交换速率达到17.7h^-1时，厨房PM_2.5浓度降低了69.8%（P＜0.01）；使用天然气烹饪时，通风可使厨房内污染物浓度均显著降低（P＜0.01），其中PM_2.5浓度平均下降72.8%、NO下降65.8%、NO₂下降69.6%。此外，烹饪过程中PM_2.5实时监测结果表明，在通风情况下进行烹饪时，厨房PM_2.5的实时浓度始终低于不通风情况下PM_2.5的实时浓度。尤其是当使用电烹饪时，通风情况下厨房PM_2.5的实时浓度（63.2~100.4μg/m³）接近室外水平（71.3μg/m³）。本研究结果提示即使是使用清洁燃料，家庭烹饪过程中也会产生大量的PM_2.5、NO、NO₂和PAHs等污染物，其中使用天然气比用电烹饪时室内污染物的浓度更高。总体来说，结合使用更清洁的燃料如电及使用适当的通风设施如抽油烟机是保持清洁烹饪环境的有效措施。