邯鄲市城市道路塵來源解析及對策研究

江 瀾

1 概述

道路是城市的主要構(gòu)成單元，從環(huán)保角度看道路是城市中最大的開放源類之一。對于顆粒物而言，道路與機動車尾氣塵屬于不同的排放源類，機動車尾氣塵是指機動車尾氣的排氣管排出的燃料油燃燒后形成的顆粒物;而道路塵則是指道路上的積土在一定的動力條件(風(fēng)力、機動車碾壓以及人群活動)下一次或多次被揚起并混合進(jìn)入環(huán)境空氣中形成不同粒徑分布的顆粒物，一般稱為道路揚塵，簡稱道路塵，顯然道路塵和汽車尾氣塵的形成機理是完全不同的。

道路是城市中人類活動和風(fēng)力侵蝕最為頻繁劇烈的場所，道路塵是城市揚塵中最為活躍的部分，是環(huán)保管理部門密切關(guān)注的對象。本研究采用“二重源解析技術(shù)”，計算了邯鄲市的道路塵對城市揚塵以及對TSP和PM10的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率，為環(huán)保管理部門提供污染控制的科學(xué)依據(jù)。

2 二重源解析技術(shù)

化學(xué)質(zhì)量平衡受體模型(CMB)是由一組線性回歸方程構(gòu)成的，是通過受體顆粒物上化學(xué)組分i的濃度測量值Ci等于第j類源的顆粒物中化學(xué)組分i的含量測量值Fij與第j類源的濃度貢獻(xiàn)計算值Sj的乘積的線性加和來測算Sj的技術(shù)。CMB模型可以寫成:

只有當(dāng)i≥j時，方程組的解為正。源類j的分擔(dān)率為:

道路塵同城市揚塵一樣，既是土壤風(fēng)沙塵、煤煙塵、建筑水泥塵、機動車尾氣塵、鋼鐵塵和硫酸鹽、硝酸鹽等源類(稱為單一塵源類)排放的顆粒物的接受體，也是城市揚塵(稱為混合塵源類)和受體顆粒物的供體，因此混合塵源類和某些單一塵源類的成分譜之間存在共線性，造成CMB模型的解可能出現(xiàn)負(fù)值等不合理現(xiàn)象。

首先利用CMB模型計算各單一塵源類對混合塵源類的分擔(dān)率，然后再計算各單一塵源類和混合塵源類對受體顆粒物的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率，這就是所謂“二重源解析技術(shù)”，“二重源解析技術(shù)”可以較好地解決共線性問題。

3 各單一塵源類對道路塵的分擔(dān)率

將道路塵視為各單一塵源類排放的顆粒物的接受體，利用CMB模型計算各單一塵源類對道路塵的分擔(dān)率。

由計算結(jié)果可以看出，道路塵的粗顆粒物中土壤風(fēng)沙所占比例高達(dá) 50%，其他源類所占比例很小。

道路塵的細(xì)顆粒物中土壤風(fēng)沙塵所占比例較大，高達(dá) 47%;其次是燃煤塵，分別達(dá)21%～23%;第三是鋼鐵塵，分別達(dá)14%～15%;其他源類所占比例很小，說明土壤風(fēng)沙塵和道路塵的共線性最嚴(yán)重。

4 各單一塵源類和道路塵對城市揚塵的分擔(dān)率

我們將城市揚塵視為各單一塵源類和道路塵排放的顆粒物的接受體，利用CMB模型計算各單一塵源類和道路塵對城市揚塵的分擔(dān)率。

由計算結(jié)果可知，邯鄲市揚塵的粗顆粒物中道路塵占 54%，其次是燃煤塵、建筑塵，分別占 18%，13%，其他源類所占比例很小;細(xì)顆粒物中道路塵占55%，其次是燃煤塵、建筑塵，分別占19%，13%，其他源類所占比例很小。這說明道路塵和城市揚塵的共線性最嚴(yán)重。

5 各單一塵源類、道路塵和城市揚塵對城市環(huán)境空氣的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率

我們將各單一塵源類、道路塵和城市揚塵視為環(huán)境中顆粒物的貢獻(xiàn)體，利用CMB模型計算各單一塵源類、道路塵和城市揚塵對城市環(huán)境空氣中TSP和PM10的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率，計算結(jié)果見表1，表 2。

表1 邯鄲市各單一塵源類、道路塵和城市揚塵對TSP的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率

表2 邯鄲市各單一塵源類、道路塵和城市揚塵對PM 10的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率

從表1可知，邯鄲市對TSP而言，城市揚塵是最大的貢獻(xiàn)者，貢獻(xiàn)濃度值達(dá)225.57μg/m3，分擔(dān)率達(dá)34%;其次是燃煤塵、建筑塵，貢獻(xiàn)濃度值分別達(dá)116.61μg/m3，82.89μg/m3，分擔(dān)率分別達(dá)18%，13%;從表2可知，邯鄲市對PM10而言，城市揚塵仍然是最大的貢獻(xiàn)者，貢獻(xiàn)濃度值達(dá)149.63μg/m3，分擔(dān)率達(dá)35%;其次是燃煤塵、建筑塵，貢獻(xiàn)濃度值分別達(dá)80.70μg/m3，54.87μg/m3，分擔(dān)率分別達(dá)19%，13%。

6 道路塵污染控制對策

以上結(jié)果說明控制邯鄲市TSP和PM10的污染首先要控制城市揚塵，而控制城市揚塵首先要控制道路塵，本研究針對邯鄲市實際情況提出以下道路塵污染控制對策。

6.1 制訂道路積土量控制限值

目前城市常用的控制道路塵的方法有道路機械化清掃逐步替代手工清掃方式;全天候保潔制度;市區(qū)道路的中水噴灑和沖刷等。我們在肯定上述對策的基礎(chǔ)上提出建立“邯鄲市道路積土量控制限值”的對策。

“邯鄲市道路積土量控制限值”相當(dāng)于建立道路積土量的地方標(biāo)準(zhǔn)。道路的積土量是主要的控制指標(biāo)，根據(jù)不同等級路面上積土量的實驗數(shù)據(jù)確定積土量控制限值。

“道路積土量控制限值”提出了道路干凈程序的定量化評估標(biāo)準(zhǔn)，目前國內(nèi)還沒有城市采用這種定量化的管理技術(shù)來控制城市揚塵，邯鄲市如果能夠率先提出并制定這種標(biāo)準(zhǔn)，不僅對邯鄲市城市揚塵的治理有重大意義，而且對于推動其他城市的揚塵治理也有積極的示范作用。

6.2 道路裸土地面的治理

邯鄲市區(qū)內(nèi)與城鄉(xiāng)結(jié)合部還有許多半裸土路或全裸土路，是道路塵的主要排放源，要作為防臟治亂的重點，動員全社會的力量有計劃有步驟地進(jìn)行綠化、硬化和美化路面的工作。1年 ～2年內(nèi)消滅市區(qū)內(nèi)的裸土地面(包括樹坑)，2年 ～3年內(nèi)消滅城鄉(xiāng)結(jié)合部的裸土地面。在消滅裸土地面的時候，應(yīng)該注意軟化、硬化、綠化相結(jié)合，反對全部硬化的做法。

6.3 道路施工管理

邯鄲市有多條道路正在新建和擴建，道路施工會在路中或路旁堆積大量土方，當(dāng)風(fēng)力、人力或機動車擾動后產(chǎn)生大量的道路塵。因此建議改為道路分段施工方式，最大限度地縮短工期，并對土方采用遮蓋等措施，抑制道路積土起塵。在道路施工段上，經(jīng)常噴水，防止道路積土被擾動。

6.4 清除道路垃圾

由于垃圾收集和處理站點少，分布不合理，所以在市區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部的多條道路旁和溝渠中堆放了許多建筑垃圾與生活垃圾，形成了多個臨時堆放場，垃圾圍城現(xiàn)象嚴(yán)重。應(yīng)該在短期內(nèi)集中較大的人力物力清除這些垃圾，徹底改變垃圾圍城的臟亂差局面。邯鄲市應(yīng)該進(jìn)行城市垃圾日產(chǎn)日清的能力建設(shè)，以便為市環(huán)衛(wèi)部門提供解決垃圾圍城的硬件條件。

6.5 加強散裝物料車輛的管理

運輸煤炭、渣土、灰土、垃圾等散裝物料的車輛均要進(jìn)行遮蓋，防止撒落，限道限時運行。交通管理部門應(yīng)對其進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)不符合要求的車輛，依法進(jìn)行處罰。

6.6 建立車輛清洗點

在入市的主要路口及市區(qū)內(nèi)建設(shè)若干個車輛清洗點，如中水沖洗站與無水清洗站，利用城市處理達(dá)標(biāo)后的中水或采用無水洗車新技術(shù)，對入市的和市區(qū)內(nèi)的車輛的車身和輪胎進(jìn)行沖洗。尤其在建筑工地、料渣和垃圾堆放場地的出口，建立機動車洗車通道，便于對車輪進(jìn)行沖洗，這是減少道路塵的必要措施。

7 結(jié)語

只有二重源解析技術(shù)才能同時解析出各單一塵源類和混合源(道路塵和城市揚塵)源類對受體中顆粒物(TSP和PM10)的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率;城市揚塵是TSP和PM10的最大貢獻(xiàn)者，道路塵又是城市揚塵的最大貢獻(xiàn)者，追根溯源，土壤風(fēng)沙塵是道路塵的最大貢獻(xiàn)者，所以減少邯鄲市建成區(qū)的裸土面積和道路上的積土量，加快建成區(qū)周圍的生態(tài)建設(shè)，是實現(xiàn)TSP和PM10達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。

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