鎮(zhèn)江市市區(qū)施工揚(yáng)塵污染調(diào)查與監(jiān)測(cè)研究

曹芹++殷偉慶

摘 要：以鎮(zhèn)江市區(qū)一具代表性的建筑施工地為調(diào)查對(duì)象，通過優(yōu)化布點(diǎn)/現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)/樣品采集，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的降塵和環(huán)境空氣PM10進(jìn)行了系統(tǒng)的分析監(jiān)測(cè)，分析了揚(yáng)塵污染的主要影響因素。結(jié)果表明，揚(yáng)塵污染受風(fēng)速、顆粒物的含水率以及施工現(xiàn)場(chǎng)人為操控的影響較大，同時(shí)依據(jù)影響因素進(jìn)行探討，提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：揚(yáng)塵 影響因素 控制措施

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）08（a）-0094-04

隨著對(duì)大氣環(huán)境污染的關(guān)注和報(bào)道日益增多，霧霾、灰霾、PM2.5、PM10、空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Index， AQI）已經(jīng)成為社會(huì)各界關(guān)注的熱點(diǎn)。2013年以來，全國(guó)中東部地區(qū)都出現(xiàn)大范圍的重度和嚴(yán)重污染，嚴(yán)重影響城市居民的健康及城市生態(tài)環(huán)境，造成諸多危害。2014年1月4日，國(guó)家首次將霧霾天氣納入2013年自然災(zāi)情進(jìn)行通報(bào)。目前，城市大氣污染是各地面臨的最大挑戰(zhàn)之一，如何防治城市大氣污染，改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量，是當(dāng)今重大而緊迫的問題。

國(guó)外進(jìn)行了許多對(duì)城市顆粒物來源進(jìn)行分析的試驗(yàn)，研究表明，揚(yáng)塵即顆粒物開放源是城市顆粒物污染的重要來源[1]。揚(yáng)塵是指地表松散物質(zhì)在自然力或人力作用下進(jìn)入到環(huán)境空氣中形成的一定顆粒徑范圍的空氣顆粒物。揚(yáng)塵根據(jù)其主要來源可以分為土壤風(fēng)沙塵、道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、堆場(chǎng)揚(yáng)塵四類。而我國(guó)現(xiàn)處于城市建設(shè)的高峰時(shí)期，建筑、拆遷、道路施工及堆料、運(yùn)輸遺撒等施工過程中產(chǎn)生的建筑塵，已經(jīng)成為影響城市空氣質(zhì)量、降低大氣能見度、危害市民身體健康的主要污染來源。

為進(jìn)一步改善我市市區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量，控制揚(yáng)塵，有效降低PM2.5、PM10揚(yáng)塵污染的產(chǎn)生，促進(jìn)城市空氣質(zhì)量的持續(xù)改善，特此開展了揚(yáng)塵污染專項(xiàng)治理監(jiān)測(cè)。目前國(guó)家還未開展對(duì)揚(yáng)塵污染的監(jiān)測(cè)工作，而揚(yáng)塵污染中的主要成分是降塵，其可代表局部環(huán)境中揚(yáng)塵污染的程度。此外，上海、南京等地也多以降塵監(jiān)測(cè)反映揚(yáng)塵污染[2]，故此次揚(yáng)塵污染專項(xiàng)治理重要是針對(duì)降塵污染，并結(jié)合TSP和PM10監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)查與研究。

1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選擇和布置

針對(duì)風(fēng)向、距離、監(jiān)測(cè)時(shí)間等要素進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的比較分析，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查和溝通協(xié)調(diào)，選擇具有代表性的招商北固灣項(xiàng)目所在地作為本次調(diào)查研究對(duì)象。招商北固灣位于鎮(zhèn)江市京口區(qū)濱水路北固山風(fēng)景去旁，地處東吳路與濱水路的交匯處，距離市中心區(qū)域不到1.5 km。該項(xiàng)目地塊坐擁三山一江資源，位于三山（金山、焦山、北固山）中流砥柱的位置。項(xiàng)目總占地面積近40萬m2，總建筑面積約75萬m2，分多期開發(fā)，物業(yè)類型包括別墅、花園洋房、江景洋房等為一體的大型城市綜合體項(xiàng)目，綜合考慮在該項(xiàng)目區(qū)域設(shè)立揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣象情況，四個(gè)風(fēng)向各設(shè)1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向按照扇形發(fā)60 ℃布設(shè)，選擇主導(dǎo)風(fēng)向以外50 m布設(shè)一個(gè)空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)，100 m布設(shè)1個(gè)空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)，150 m布設(shè)一個(gè)空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)。根據(jù)項(xiàng)目所在地，由于季節(jié)不同所導(dǎo)致的主導(dǎo)風(fēng)向的差異，設(shè)定秋冬季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向點(diǎn)布置方案，具體點(diǎn)位布設(shè)見圖1。

G5、G6、G7分別為主導(dǎo)東北風(fēng)風(fēng)向以外50 m布設(shè)1個(gè)空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)，100 m布設(shè)1個(gè)空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)，150 m布設(shè)一個(gè)空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)揚(yáng)塵的污染來源

2.1 項(xiàng)目地?fù)P塵起塵環(huán)節(jié)和影響因素

2.1.1 起塵環(huán)節(jié)

建筑施工與土壤風(fēng)沙塵、道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、堆場(chǎng)揚(yáng)塵等均屬開放塵源（Open dust sources），排放的顆粒物統(tǒng)稱揚(yáng)塵（Fugitive Dust）[3]。建筑施工揚(yáng)塵排放特點(diǎn)和影響因素與其他開放源有很多類似之處，此外還有自身獨(dú)有的特點(diǎn)。一般的開放源排放相對(duì)比較穩(wěn)定，且存在一定周期，而建筑施工過程有比較明確的開始和結(jié)束，施工操作過程和狀態(tài)的不同以及不同氣象條件也會(huì)使顆粒物排放產(chǎn)生極大的不同。因此，在調(diào)查期間應(yīng)綜合項(xiàng)目工地的實(shí)際建設(shè)情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

建筑施工操作主要分為建設(shè)施工、市政施工和拆遷施工三種。本次專項(xiàng)調(diào)查的招商北固灣項(xiàng)目屬于建設(shè)施工中的建筑物建設(shè)。建筑物建設(shè)施工中產(chǎn)生揚(yáng)塵的主要環(huán)節(jié)有地面清理（Land Clearing）、打孔、爆破、開挖、過篩、研磨、粉碎、材料運(yùn)輸、卸裝材料、動(dòng)土操作、原料堆放、機(jī)動(dòng)車行駛及尾氣排放等。

除了上述環(huán)節(jié)，還有一個(gè)環(huán)節(jié)就是運(yùn)輸建筑材料和廢物的機(jī)動(dòng)車、后續(xù)混凝土澆筑車輛的不斷進(jìn)出施工地，在來往道路上攜帶大量的粉塵和泥沙，使得其他路過車輛形成二次揚(yáng)塵，往往二次揚(yáng)塵污染大大超過建筑工地本身的污染物排放[4]。

2.1.2 影響因素

如上所述，在建筑施工過程中產(chǎn)生揚(yáng)塵的環(huán)節(jié)有很多，因而受影響的因素也很多。故對(duì)揚(yáng)塵污染的調(diào)查應(yīng)該結(jié)合各方面的影響因素，才能對(duì)揚(yáng)塵污染進(jìn)行更加準(zhǔn)確/客觀地監(jiān)測(cè)和分析。

（1）粒徑

研究表明，由于密度高、形狀不規(guī)則，開放源顆粒物的空氣動(dòng)力學(xué)直徑與幾何粒徑基本相當(dāng)[5]。粒徑是影響顆粒物在空氣中懸浮能力最直接的因素，一般大于30微米的顆粒物通常會(huì)快速沉降，環(huán)境空氣中顆粒物大多處于6～25微米之間[6]。建筑揚(yáng)塵中的顆粒物粒徑多為2.5 μm以上。

（2）含水率

水可以使粉塵的顆粒聚集到一起，并在水分蒸發(fā)后仍在表面形成一層硬殼，從而有效控制顆粒物的懸浮。有些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)揚(yáng)塵表面含水率從0.56%增加到2%時(shí)，抑制揚(yáng)塵效率可達(dá)到80%[7]。需要注意的是，如果施工地灑水過多，進(jìn)出工地的機(jī)動(dòng)車便會(huì)粘帶大量泥土。

（3）風(fēng)速

風(fēng)提供了使松散顆粒揚(yáng)起的動(dòng)力，而這個(gè)動(dòng)力準(zhǔn)確的說應(yīng)該是摩擦風(fēng)速，即工地上料堆、土堆表面的摩擦風(fēng)速。資料顯示，當(dāng)風(fēng)速超過7 m/s時(shí)，建筑工地的PM10濃度開始增加，當(dāng)風(fēng)速超過10 m/s時(shí)則明顯增加[3]。endprint

3 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及數(shù)據(jù)分析

3.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

降塵：建筑工地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)周期根據(jù)具體施工時(shí)間進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際監(jiān)測(cè)時(shí)間為18 d。

TSP：施工場(chǎng)地進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，TSP監(jiān)測(cè)每月不少于10 d。日均濃度，監(jiān)測(cè)時(shí)間不小于12 h，實(shí)際監(jiān)測(cè)為三天，每天12 h以上。以上項(xiàng)目，手工監(jiān)測(cè)時(shí)，記錄當(dāng)時(shí)風(fēng)向、氣壓、溫度。

3.2 監(jiān)測(cè)質(zhì)控要求

揚(yáng)塵源監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)能反映一定范圍地區(qū)的揚(yáng)塵污染水平和規(guī)律。施工工地監(jiān)測(cè)點(diǎn)降塵集塵缸放置高度應(yīng)距離地面3 m，必要時(shí)可以設(shè)在電線桿邊，集塵缸與電線桿水平距離以0.5 m為宜（不得干擾道路交通）。

TSP和PM10測(cè)點(diǎn)應(yīng)在施工工地下風(fēng)向150 m內(nèi)（據(jù)研究資料顯示無圍檔的施工現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵十分嚴(yán)重，揚(yáng)塵污染范圍在工地下風(fēng)向250 m內(nèi)，被影響地區(qū)的TSP濃度為0.512～1.503 mg/m3，是對(duì)照點(diǎn)的1.26～3.70倍；有圍檔的施工揚(yáng)塵相對(duì)無圍檔時(shí)有明顯的改善，但仍較嚴(yán)重，揚(yáng)塵污染范圍在工地下風(fēng)向150 m之內(nèi)，被影響地區(qū)的TSP濃度平均為0.421～1.042 mg/m3，是對(duì)照點(diǎn)的1.08～2.49倍。該次監(jiān)測(cè)選擇一個(gè)方向直線距離分別為50 m、100 m、150 m進(jìn)行比較分析。

施工場(chǎng)地監(jiān)測(cè)每次注明施工期具體階段，如土方挖掘、現(xiàn)場(chǎng)堆放、土方回填、運(yùn)輸車輛行駛道路揚(yáng)塵以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的風(fēng)向等等，并對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行拍照留檔。

說明：

A.采樣儀器使用前須校準(zhǔn)流量，定期維護(hù)，并填寫好使用記錄。

B.經(jīng)常檢查TSP、PM10采樣頭是否漏氣，當(dāng)濾膜安放正確，采樣后濾膜傷顆粒物與四周白邊之間出現(xiàn)界限模糊時(shí)，則應(yīng)更換濾膜密封墊。

C.TSP、PM10采樣結(jié)束后，佩戴手套，打開采樣頭，并用鑷子輕輕取下濾膜，采樣面向里，將濾膜對(duì)折，放入號(hào)碼相同的濾膜袋中。取濾膜時(shí)，如發(fā)現(xiàn)濾膜損壞，或?yàn)V膜上塵的邊緣輪廓不清晰、濾膜安裝歪斜等，表示采樣時(shí)漏氣，則本次采樣作廢，需重新采樣。

D.集塵缸放置高度應(yīng)距離地面5～12 m。在某一區(qū)域內(nèi)采樣，各采樣點(diǎn)集塵缸的放置高度盡力保持在大致相同的高度。若放置屋頂平臺(tái)上，采樣口應(yīng)距平臺(tái)1～1.5 m，避免平臺(tái)揚(yáng)塵的影響。

E.集塵缸的支架應(yīng)該穩(wěn)定并堅(jiān)固，以防被風(fēng)吹倒或搖擺。

F.降塵須在清潔點(diǎn)設(shè)置對(duì)照點(diǎn)

3.3 采樣設(shè)備及監(jiān)測(cè)分析人員配置

空氣采樣：中流量大氣采樣器14臺(tái)、線圈7個(gè)、采樣袋、TSP和PM10濾膜、風(fēng)向風(fēng)速氣象參數(shù)儀1臺(tái)、照相機(jī)1臺(tái)、放降塵缸的架子14座、集塵缸7個(gè)以及手套鑷子等。監(jiān)測(cè)用車大型一輛、監(jiān)測(cè)人員3～4人，綜合協(xié)調(diào)2人。

3.4 數(shù)據(jù)分析

（1）TSP

通過大氣采樣器TH-150對(duì)招商北固灣總懸浮顆粒物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，后經(jīng)實(shí)驗(yàn)室分析所得數(shù)據(jù)制表如表3。

根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）二類區(qū)TSP濃度標(biāo)準(zhǔn)值為0.3mg/m3。二類區(qū)的招商北固灣總懸浮顆粒物濃度超標(biāo)率達(dá)到100%。12月4至5日項(xiàng)目所在區(qū)域內(nèi)的總懸浮顆粒物濃度均值均為0.408 mg/m3，6日的總懸浮物濃度均值為0.356 mg/m3，較前兩天的數(shù)據(jù)相比，大氣環(huán)境質(zhì)量略有好轉(zhuǎn)。通過表3數(shù)據(jù)制得柱形圖如圖2，折線圖如圖3所示。

由圖2圖3可以看出，在三天監(jiān)測(cè)日中招商北固灣東部總懸浮顆粒物濃度均達(dá)到峰值，對(duì)于東南西北四個(gè)方向上的點(diǎn)位，南部均為最低值，項(xiàng)目所在地主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向50 m處的鎮(zhèn)江航運(yùn)點(diǎn)位，在所有點(diǎn)位中總懸浮顆粒物濃度處于最低值。項(xiàng)目所在地西部北部，為主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，受項(xiàng)目揚(yáng)塵污染影響較小，項(xiàng)目所在地東部南部為主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向，所得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)較高，受項(xiàng)目揚(yáng)塵污染影響比較大。由此可見，項(xiàng)目所在地所造成的揚(yáng)塵污染，隨著主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向的距離遞減。

（2）降塵

空氣中可沉降的顆粒物，沉降在裝有乙二醇水溶液做收集液的集塵缸內(nèi)，經(jīng)蒸發(fā)、干燥、稱重后，得出的稱量數(shù)據(jù)，經(jīng)過公式計(jì)算得出降塵量，繪制表4如下。通過表4數(shù)據(jù)制得折現(xiàn)圖如圖4，通過表4數(shù)據(jù)制得柱形圖如圖5。

從表4數(shù)據(jù)可以看出，招商北固灣東部與南部的數(shù)值為峰值，項(xiàng)目所在地西部降塵量為最低值。同時(shí)，項(xiàng)目所在地東部與置業(yè)新城（主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向100 m處）點(diǎn)位的降塵量接近，項(xiàng)目所在地西部與鎮(zhèn)江航運(yùn)管理處（主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向50 m處）點(diǎn)位的降塵量數(shù)值接近?？梢娫诓贾媒祲m點(diǎn)位時(shí)，無需再布置主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向50 m、100 m，只需考慮項(xiàng)目所在地四個(gè)方向上的點(diǎn)位即可。置業(yè)新城點(diǎn)位較鎮(zhèn)江航運(yùn)點(diǎn)位相比，從理論上來說受項(xiàng)目所在地影響的降塵量應(yīng)該處于遞減狀態(tài)，實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示降塵量有所增加，原因在于以下兩點(diǎn)，其一，置業(yè)新城屬于居住區(qū)，受到居民區(qū)內(nèi)建筑施工揚(yáng)塵、道路揚(yáng)塵、土壤風(fēng)沙塵等因素的干擾；其二，鎮(zhèn)江航運(yùn)點(diǎn)位布設(shè)高于置業(yè)新城點(diǎn)位，而降塵量相比則相反，在同一風(fēng)向相近距離的情況下，降塵量隨著點(diǎn)位高度的增加而遞減。

從圖5柱形圖和圖4折線圖可以看出，項(xiàng)目所在地東部、南部降塵量最高，原因在于項(xiàng)目所在地受季風(fēng)影響比較顯著，秋冬季常為西北風(fēng)，東部南部為主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向，受項(xiàng)目所在地施工影響較大。西部和北部為項(xiàng)目所在地主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)向，所以受到施工揚(yáng)塵影響較弱。可見，降塵量受風(fēng)向影響比較明顯。

降塵和TSP量的測(cè)定均能反應(yīng)一定區(qū)域內(nèi)揚(yáng)塵對(duì)環(huán)境的污染程度。降塵量監(jiān)測(cè)天數(shù)必須為30天以上，否則無法進(jìn)行比較，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響較大。

4 討論

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，施工過程中現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速和起塵物質(zhì)的含水率是影響揚(yáng)塵排放的主要影響因素。起塵方式主要是和人員操作活動(dòng)直接相關(guān)，所以人為操作活動(dòng)直接影響揚(yáng)塵量。所以針對(duì)這兩方面，提出如下的防治措施endprint

（1）在施工期間做好具體的防護(hù)措施，對(duì)整個(gè)建筑施工地設(shè)置圍擋降低風(fēng)速影響，并提出有效規(guī)定，在一定風(fēng)速下禁止施工，從而避免大風(fēng)天進(jìn)行施工作業(yè)

（2）減少顆粒物的暴露量，料物堆放處添加覆蓋物或防塵網(wǎng)，施工裸地處加強(qiáng)綠化

（3）地面/路面及其他施工操作處要及時(shí)灑水，增加灰塵含水率

（4）要做好工地及周邊道路清潔工作，減少車輛進(jìn)出產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵尤為重要。

除此之外，建議管理部門強(qiáng)化對(duì)建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的管理和監(jiān)督，各相關(guān)部門之間建立有效的合作機(jī)制。嚴(yán)格執(zhí)行揚(yáng)塵污染防治的政策，加大對(duì)建設(shè)施工造成的揚(yáng)塵污的染處罰力度。最重要的還是推動(dòng)更具針對(duì)性的/更加規(guī)范化/細(xì)化/明確的建筑施工揚(yáng)塵污染控制法律法規(guī)的出臺(tái)，增加管理與防治的可操作性。

參考文獻(xiàn)

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[7] Flocchini R G，Cahill T A，et al.Study of fgitive PM10 emissions from selected agricultural practices on selected agricultural soils[J].Journal of the Air & Waste Management Association，2005，1206-1240.endprint

（1）在施工期間做好具體的防護(hù)措施，對(duì)整個(gè)建筑施工地設(shè)置圍擋降低風(fēng)速影響，并提出有效規(guī)定，在一定風(fēng)速下禁止施工，從而避免大風(fēng)天進(jìn)行施工作業(yè)

（2）減少顆粒物的暴露量，料物堆放處添加覆蓋物或防塵網(wǎng)，施工裸地處加強(qiáng)綠化

（3）地面/路面及其他施工操作處要及時(shí)灑水，增加灰塵含水率

（4）要做好工地及周邊道路清潔工作，減少車輛進(jìn)出產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵尤為重要。

除此之外，建議管理部門強(qiáng)化對(duì)建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的管理和監(jiān)督，各相關(guān)部門之間建立有效的合作機(jī)制。嚴(yán)格執(zhí)行揚(yáng)塵污染防治的政策，加大對(duì)建設(shè)施工造成的揚(yáng)塵污的染處罰力度。最重要的還是推動(dòng)更具針對(duì)性的/更加規(guī)范化/細(xì)化/明確的建筑施工揚(yáng)塵污染控制法律法規(guī)的出臺(tái)，增加管理與防治的可操作性。

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（1）在施工期間做好具體的防護(hù)措施，對(duì)整個(gè)建筑施工地設(shè)置圍擋降低風(fēng)速影響，并提出有效規(guī)定，在一定風(fēng)速下禁止施工，從而避免大風(fēng)天進(jìn)行施工作業(yè)

（2）減少顆粒物的暴露量，料物堆放處添加覆蓋物或防塵網(wǎng)，施工裸地處加強(qiáng)綠化

（3）地面/路面及其他施工操作處要及時(shí)灑水，增加灰塵含水率

（4）要做好工地及周邊道路清潔工作，減少車輛進(jìn)出產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵尤為重要。

除此之外，建議管理部門強(qiáng)化對(duì)建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的管理和監(jiān)督，各相關(guān)部門之間建立有效的合作機(jī)制。嚴(yán)格執(zhí)行揚(yáng)塵污染防治的政策，加大對(duì)建設(shè)施工造成的揚(yáng)塵污的染處罰力度。最重要的還是推動(dòng)更具針對(duì)性的/更加規(guī)范化/細(xì)化/明確的建筑施工揚(yáng)塵污染控制法律法規(guī)的出臺(tái)，增加管理與防治的可操作性。

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