最近，环境领域顶级期刊EST杂志7月刊登了一篇关于厨房油烟的封面文章,由复旦大学陈建民教授团队解读了关于油烟暴露的大量实验数据。油烟如何影响人们的身体健康？该问题也受到了业界的关注。
1 油烟及其危害
烹饪油烟指食物烹饪、加工过程中挥发的油脂、有机质及其加热分解或裂解产物，是一种有机颗粒物和挥发性有机物(VOCs)的混合物。对于建筑室内环境，厨房油烟是除人员吸烟外PM2.5重要发生源。烹饪过程的高浓度油烟暴露直接威胁厨房作业人员的健康，是室内非吸烟人群肺癌发病风险的主因。网上曾盛传的“炒菜1小时=吸半包烟”的说法也引起了人们的关注和热议。
有研究表明，厨房炒菜时，当通风条件为关窗关门开抽油烟机时，属于清洁的厨房数量的比例为4.8%，属于未污染的厨房数量的比例为33.5%，属于轻污染的厨房数量的比例为21.7%，达到中污染和重污染的厨房数量的比例分别为14 %和26 %。另一方面，厨房高油烟浓度还可进入其他客厅、卧室房间，引起串气问题，并在较长时间内难以消散。
陈建民团队研究了厨房油烟的化学成分和应激活性氧(ROS)浓度。通过评估5种食用油(大豆油，花生油，猪油，菜籽油，葵花油)、3种调味料(辣椒粉，胡椒粉，大蒜)和2种菜肴(番茄鸡蛋，青椒肉丝)，分析烹饪产生的颗粒物及相关气体排放物，同时监测了应激活性氧(ROS)浓度，相应评估了它们对暴露在人类支气管上皮细胞中的遗传损伤和表达的影响。研究发现，ROS的形成发生在多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的自氧化过程中，葵花油和菜籽油产生的ROS最高。由于ROS浓度越大，细胞活力越低, 这一现象直接证明了ROS的细胞毒性，因而认为ROS可能是直接评估接触水平和潜在毒性的合适指标。
2. 油烟颗粒物理特性
2.1油烟粒径质量比
对烹饪油烟的研究中，一般通过测试油烟烟气排放口的PM2.5(可入肺颗粒物、细颗粒物)、PM10(可吸入颗粒物)，甚至粒径更小的PM1排放浓度。由于食物的烹饪过程的烹饪温度、食物组成、油烟净化装置以及客流量等相关,对每次样本采样的散发强度一般难以界定，而每次测试样本的颗粒物质量比相对稳定，表1给出各类菜系油烟颗粒质量比的整理结果。
根据表1，各菜系样本的PM1/PM2.5质量比为0.66~0.85，说明各类中式烹饪过程主要散发粒径<1μm的积聚态颗粒物，这类细小的有机气溶胶颗粒与室外大气中充分混合并长时间存在，可影响城市大气环境；而PM2.5/PM10范围在0.57~0.62，可见烹饪油烟同时含有约含有40%的粗颗粒，在排放后主要影响建筑内及建筑周围区域浓度更高，在环境中短期存留后重力沉降。
2.2 数浓度谱
利用显微镜照相技术和电低压冲击式采样器分别对餐饮业油烟中10 μm 以上和10 μm 以下的颗粒物进行分析，得出餐饮业油烟颗粒物的粒径分布状况。测试得出餐饮业油烟可吸入颗粒数浓度谱成单峰对数正态分布，峰值粒径在63～109nm，即为积聚态分布。油烟中可吸入颗粒物数量浓度最高的是快餐，高达5.43×106 个/cm3，而西餐厨房内油烟中可吸入颗粒数量浓度峰值为5.21×104 个/cm3。
关于烹饪油烟的粒径分布特征，如下图不同烹制内容的餐饮油烟粒径数浓度谱分布拟合曲线。
餐饮油烟颗粒物粒径分布及曲线拟合
通过上图曲线拟合发现，熏肉、烤肠油烟的颗粒峰值粒径分别为51nm和44nm，熏肉、烤肠油烟单模态对数正态分布曲线的几何标准差分别为1.65和1.98。比较中式烹饪油烟数浓度谱，假设中式、西餐烹饪油烟密度相同，发现中式烹饪是西餐烹饪油烟的质量浓度的2~10倍。
2.3 餐饮源排放颗粒物形貌特征
应用环境扫描电镜(FESEM)分别对油烟样品进行颗粒物形貌研究，发现餐饮油烟颗粒物形貌差别不大，主要有3 种颗粒物：球状颗粒物、固态颗粒物和液态颗粒物。对电镜照片中统计发现：球状颗粒物、固态颗粒物和液态颗粒物分别大约占3%、43% 和44%。
利用透射电镜(TEM)观测更细小粒径范围油烟颗粒，可见油烟颗粒物基本粒子是纳米级的球状颗粒物，在凝并作用下形成积聚态颗粒物，与室外积聚态颗粒物模态相当。
a) 一次粒子成像形态
b）单个积聚态颗粒物团
透射电镜(TEM)观测餐饮源排放颗粒物微观形态
2.4 油烟排放速率
有西方文献测试了不同食品类型、调料、油温、油品等因素的烹饪排放，发现高油温、含脂肪类高的油品颗粒物排放浓度高，并得出不同西餐做法的颗粒物数浓度排放速率(测试粒径范围15-700nm)，结果如下表：
上表可见，低温烹饪方式下的颗粒物散发浓度较小；超过300℃油温条件下，颗粒数浓度增加10倍以上。对烹饪燃料散发颗粒物影响，气炉和电炉方式没有明显差异。
2.5 油温和油品
关于一般家庭烧菜油温选择。炒菜时采用爆炒，油温基本在240℃左右，煎时基本控制在120℃～150℃，油炸的温度(特别是烹调物质需要炸干的)基本上到200℃～230℃ ，油干烧可到达270℃或更高。烹调的温度越高，油烟颗粒的粒径越小，呼吸入肺含量越多，危害也越大，因而食用油干烧的油烟浓度比加入食物烹调的油烟浓度高，且炒菜(爆炒)的油烟浓度比油炸食品大。
对不同食用油(菜籽油、花生油、大豆油、玉米油)的油烟研究发现，不同烹调食用油所产生空气中油烟浓度大小的比较为大豆油>玉米油>菜籽油>花生油，测试距油锅20～30cm距离(人的呼吸带)，采集各种烹调方式下的油烟浓度，下表可见没有油烟机收集下的油烟污染水平。具体结果如下表：
3. 油烟化学特性
食用油和食物在高温条件下，发生一系列复杂的变化，产生大量的热氧化分解产物，其中部分分解产物以烟雾形式散发到空气中，形成油烟气。在烹调过程中，烟气的形成途径主要为：油脂及食物本身所含脂质的热氧化分解；食物中碳水化合物、蛋白质、氨基酸等发生米拉德反应，上述反应的中间或终产物之间相互作用的二次反应产物。
烹调油烟气中有机类（OC）组分至少有300多种成份，具体因烹饪条件不同而各异，最主要的成份是脂肪酸、烷烃和烯烃，其次是醛类化合物，戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛普遍存在于各种油烟气中，其中己醛含量较高，主要由于亚油酸酯加热氧化产生己醛和戊烷；另外，庚醛和反-2一庚烯醛的含量也较高；再次是酮、醇、酯、芳香化合物和杂环化合物等。
4. 结语
我国中餐类的烹饪方式以炸、炒、煎、烤为主，容易产生大量油烟颗粒物。近期疫情期间，需要留心的厨房炒菜的小技巧，避免高浓度厨房油烟的污染暴露时间过长。
据中国科协科普平台发布的防烹饪挥发物技巧，本文引用如下：
(1) 开火前打开抽油烟机；
(2) 油温5~6成热即可；
(3) 反复烹炸的油不要用了；
(4) 炒菜时的油温也要有所控制(以油锅冒烟为极限)；
(5) 炒完菜抽油烟机再开10分钟。
最后，根据复旦研究团队结论，炒菜用油可使用花生油，可最大限度降低挥发性有机化合物(VOC)的产生。
参考文献
1. Lina Wang, LY Zhang, Jianmin Chen, et al. Assessing the effect of ROS and VOC profiles coming from certain type of Chinese cooking on the toxicity of human bronchial epithelial cells. EST.2020,7
2. 朱春. 城市烹饪油烟颗粒物排放特性分析. 绿色建筑.2014,5
3. 厉曙光,黄昕.家庭厨房烹调油烟污染的危害.上海预防医学杂志, 2003, 2.