建筑工程土方施工阶段扬尘污染监测与分析 崔晓赛

发表时间:2021/7/9   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:崔晓赛 韩贞伟 刘勇 王祥龙 张润辉
[导读] 摘要:施工扬尘是大气颗粒物的重要来源。
        中建新疆建工(集团)有限公司  乌鲁木齐市  830000
        摘要:施工扬尘是大气颗粒物的重要来源。自20世纪70年代至今,对施工扬尘的研究主要集中在排放因子方面,其中美国环境保护署提出的AP-42尘排放量的估算方法得到了国际上多数相关机构的认可。在国外对施工扬尘的研究中,研究方向集中于扬尘排放特征和影响因素、扬尘控制技术以及对人体健康造成的危害等方面。我国对施工扬尘的研究集中于施工扬尘排放特征及影响因素、排放因子和排放量、化学组分分析、扬尘扩散模拟及施工扬尘控制技术等方面。以往的施工扬尘研究大多数集中在对整个施工工地扬尘总体排放水平及特征的分析,对工地内部不同区域扬尘排放特征的研究较少。但工地内部不同区域的扬尘排放特征存在一定差异,不同影响因素与扬尘浓度的相关性也不同。
        关键词:建筑工程;土方施工阶段;扬尘污染监测
        引言
        近年来,雾霾天气引发的呼吸系统疾病和心血管不适的病例正呈现逐年上升的趋势,大气环境中的颗粒污染物已成为公众关注的焦点。研究表明,环境空气中PM10每升高10μg/m3,则由颗粒物引起呼吸系统疾病死亡率上升3.4%,心血管疾病死亡率上升1.4%。医学界也认为颗粒物对健康的影响程度取决于颗粒物的粒径大小。参照空气动力学颗粒物粒径可划分为PM2.5、PM10和TSP三大类,是雾霾和沙尘(扬尘)天气的重要组成成分。而颗粒物多来源于建筑施工、能源化工和尾气污染,其中包括施工扬尘、道路扬尘、煤炭燃烧和汽车尾气等。而施工扬尘是我国众多城市大气颗粒物的重要来源之一。
        1建筑工程土方施工阶段扬尘污染特征
        1.1点源型污染特征
        点源型扬尘是伴随物料装卸和土方施工产生的,其中,土方施工出现高强度扬尘的概率最大。土方施工伴随有基坑的开挖、回填、切割、钻井、打孔、爆破以及混凝土的搅拌等工序。这些工序是产生细小颗粒物的源头。相关研究表明,建筑施工现场的切割、钻井及混凝土搅拌过程中,颗粒小于10μm的总排放量占施工现场扬尘排放总量的52%~64%。此类扬尘产生后会卷扬到大气中,向周围扩散,其扩散范围应与风速和空气湿度有关。由此可见,点源型扬尘产生量巨大,且与风速和空气湿度有关,是建筑施工中扬尘危害的重要因素之一。
        1.2线源型污染特征
        在建筑施工全过程中,都有物料的运输,因此车辆的运输贯穿建筑施工全过程。施工现场大多是一些非硬化路段,其具有不平整、土壤颗粒细小及含水率低等特点,极易因行驶车辆所产生的气流的影响而形成线源型扬尘污染。影响此类扬尘污染的因素包括路面粉尘含量和行驶速度,如果路面粉尘含量较多且车速较快,会产生沿线扬尘,且在风力的作用下,向外扩散。除此之外,在车辆运输散流物料或粉质粒料时,如果物料完全裸露,也会产生线源型扬尘,此类扬尘高度高于路面扬尘,在工程车辆行驶时气流的带动下,比路面扬尘扩散的范围更广。线源型扬尘受气象因素影响相对有限,具有发生周期性短、污染范围大和污染不易控制等特点。
        1.3面源型污染特征
        扬尘的面源扩散大多以风蚀为主。在土方和物料长时间堆积的情况下,风蚀能将较小的散流物料、粉质粒料及土层上较小的颗粒物卷扬到大气中。一些粒径较大的颗粒物被卷扬到大气中之后会迅速沉降,形成积尘,这一类的颗粒物扩散范围有限,对环境影响较小。对于较小粒径的颗粒物,特别是PM10,在阵风的影响下,土壤表面的扬尘颗粒能克服重力作用,在大气上升气流卷扬下迅速上升,扬尘颗粒被输送至远方。由此看来,风速对这类扬尘的扩散也有重要的影响作用。阮顺领相关研究表明,随着风速的增大,扬尘地面浓度下降的趋势明显,扬尘漂移至更远距离,污染面积大大增加。由此可见,扬尘的面源型污染主要以风蚀为主,受季节性影响明显,具有扬尘颗粒小、扩散面积大和难以控制的特点。


        2建筑工程土方施工阶段扬尘污染监测
        2.1监测的指标制订与相关方案
        传统的监测对象选择工地边缘的降尘,一些要求较高的监测选择PM10,然而降尘有一定的弊端,无法反映污染源的位置。因此,将整个工地当作一个扬尘污染源的方法是不切合实际的,这样计算出来的排放因子和特征不具有代表性。此次监测采用的指标为总悬浮颗粒的密度TSP,TSP指的是空气动力学直径在100?μm以下的悬浮颗粒物总量。研究表明,TSP的质量浓度与PM10有一定的关系,能够反映出对人员的影响程度,而且监测成本低、难度小,数据搜集容易实现。
        2.2扬尘总体数据监测情况与分析
        在监测工作中,记录扬尘质量浓度的同时还需录相关的气温、天气,最后剔除特殊天气(下雨、大风)等,每一个点位在不同的施工时段进行监测,共监测3个月,获得相关的TSP质量浓度数据,其中共有60个数据符合相关规范的要求。通过分析得出以下结论:
        a)现场施工办公区和工人休息区扬尘的质量浓度比其他区域扬尘的质量浓度要低。其中,扬尘的质量浓度最低区域为现场办公区域,平均质量浓度符合相关规范的规定,工人休息区扬尘的质量浓度高于标准大约15%,情况也并不严重。造成这种现象的原因是:(a)工人休息区和现场办公区距离现场施工区域有一定的距离,而且处于边缘地段,因此扬尘来源少,能够保证基本的扬尘质量浓度。(b)在工人休息区和办公区有一定的绿化,办公区的绿化比休息区的绿化要更好,因此,办公区扬尘的质量浓度要低于休息区。由此可以看出,扬尘的质量浓度随着距离的增加明显下降,影响范围有限。从绿化率影响扬尘质量浓度的关系来看,工人的健康没有得到相关部门的足够重视。
        b)基坑内的扬尘污染情况相对较好,监测点符合规范的概率达到了80%。虽然土方工程是主要的施工项目,但是,当项目为大基坑时,开挖后的土体含水量较大,形成扬尘的概率不高;进行大基坑作业的机械通常为中型机械,施工速度慢,而且受机械本身重力的影响,周边土体被压实,不容易形成扬尘污染。
        c)通过监测发现,施工道路两侧和水泥加工区受扬尘影响严重,不同时段这2个监测点监测到的数据相差较大,而且质量浓度最高的时候比其他区域要大得多。这说明,土方运输车造成的扬尘污染和水泥加工造成的扬尘污染是最主要的工地扬尘污染源。扬尘的组成成分主要是加工形成的水泥颗粒和车辆经过扬起的土颗粒。
        结语
        通过监测发现,施工工地不同区域扬尘的质量浓度有一定的区别,其中,由于办公区和休息区域位于边缘而且周边有一定的绿化,整体影响较小。深基坑扬尘的质量浓度较小,与开挖土体的含水量相关;而扬尘质量浓度较大的地方为道路两侧和水泥加工区,水泥加工区有一定规律性,这与施工作业工序相关,能够采取措施进行治理;而道路两侧呈现出平均性,这与地面沉积的土体颗粒有关,采用洒水的方法进行治理能够有效防止扬尘。
        参考文献:
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