鎮江市市區施工揚塵污染調查與監測研究

曹芹++殷偉慶

摘 要：以鎮江市區一具代表性的建筑施工地為調查對象，通過優化布點/現場觀測/樣品采集，對施工現場的降塵和環境空氣PM10進行了系統的分析監測，分析了揚塵污染的主要影響因素。結果表明，揚塵污染受風速、顆粒物的含水率以及施工現場人為操控的影響較大，同時依據影響因素進行探討，提出相關建議。

關鍵詞：揚塵 影響因素 控制措施

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0094-04

隨著對大氣環境污染的關注和報道日益增多，霧霾、灰霾、PM2.5、PM10、空氣質量指數（Air Quality Index， AQI）已經成為社會各界關注的熱點。2013年以來，全國中東部地區都出現大范圍的重度和嚴重污染，嚴重影響城市居民的健康及城市生態環境，造成諸多危害。2014年1月4日，國家首次將霧霾天氣納入2013年自然災情進行通報。目前，城市大氣污染是各地面臨的最大挑戰之一，如何防治城市大氣污染，改善城市大氣環境質量，是當今重大而緊迫的問題。

國外進行了許多對城市顆粒物來源進行分析的試驗，研究表明，揚塵即顆粒物開放源是城市顆粒物污染的重要來源[1]。揚塵是指地表松散物質在自然力或人力作用下進入到環境空氣中形成的一定顆粒徑范圍的空氣顆粒物。揚塵根據其主要來源可以分為土壤風沙塵、道路揚塵、施工揚塵、堆場揚塵四類。而我國現處于城市建設的高峰時期，建筑、拆遷、道路施工及堆料、運輸遺撒等施工過程中產生的建筑塵，已經成為影響城市空氣質量、降低大氣能見度、危害市民身體健康的主要污染來源。

為進一步改善我市市區大氣環境質量，控制揚塵，有效降低PM2.5、PM10揚塵污染的產生，促進城市空氣質量的持續改善，特此開展了揚塵污染專項治理監測。目前國家還未開展對揚塵污染的監測工作，而揚塵污染中的主要成分是降塵，其可代表局部環境中揚塵污染的程度。此外，上海、南京等地也多以降塵監測反映揚塵污染[2]，故此次揚塵污染專項治理重要是針對降塵污染，并結合TSP和PM10監測結果進行調查與研究。

1 監測點位的選擇和布置

針對風向、距離、監測時間等要素進行相關數據的比較分析，經現場勘查和溝通協調，選擇具有代表性的招商北固灣項目所在地作為本次調查研究對象。招商北固灣位于鎮江市京口區濱水路北固山風景去旁，地處東吳路與濱水路的交匯處，距離市中心區域不到1.5 km。該項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。項目總占地面積近40萬m2，總建筑面積約75萬m2，分多期開發，物業類型包括別墅、花園洋房、江景洋房等為一體的大型城市綜合體項目，綜合考慮在該項目區域設立揚塵監測點位。

根據現場氣象情況，四個風向各設1個監測點，主導風向的下風向按照扇形發60 ℃布設，選擇主導風向以外50 m布設一個空氣監測點，100 m布設1個空氣監測點，150 m布設一個空氣監測點。根據項目所在地，由于季節不同所導致的主導風向的差異，設定秋冬季節的主導風向點布置方案，具體點位布設見圖1。

G5、G6、G7分別為主導東北風風向以外50 m布設1個空氣監測點，100 m布設1個空氣監測點，150 m布設一個空氣監測點。

2 監測點揚塵的污染來源

2.1 項目地揚塵起塵環節和影響因素

2.1.1 起塵環節

建筑施工與土壤風沙塵、道路揚塵、施工揚塵、堆場揚塵等均屬開放塵源（Open dust sources），排放的顆粒物統稱揚塵（Fugitive Dust）[3]。建筑施工揚塵排放特點和影響因素與其他開放源有很多類似之處，此外還有自身獨有的特點。一般的開放源排放相對比較穩定，且存在一定周期，而建筑施工過程有比較明確的開始和結束，施工操作過程和狀態的不同以及不同氣象條件也會使顆粒物排放產生極大的不同。因此，在調查期間應綜合項目工地的實際建設情況，進行動態監測。

建筑施工操作主要分為建設施工、市政施工和拆遷施工三種。本次專項調查的招商北固灣項目屬于建設施工中的建筑物建設。建筑物建設施工中產生揚塵的主要環節有地面清理（Land Clearing）、打孔、爆破、開挖、過篩、研磨、粉碎、材料運輸、卸裝材料、動土操作、原料堆放、機動車行駛及尾氣排放等。

除了上述環節，還有一個環節就是運輸建筑材料和廢物的機動車、后續混凝土澆筑車輛的不斷進出施工地，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塵，往往二次揚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生揚塵的環節有很多，因而受影響的因素也很多。故對揚塵污染的調查應該結合各方面的影響因素，才能對揚塵污染進行更加準確/客觀地監測和分析。

（1）粒徑

研究表明，由于密度高、形狀不規則，開放源顆粒物的空氣動力學直徑與幾何粒徑基本相當[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快速沉降，環境空氣中顆粒物大多處于6～25微米之間[6]。建筑揚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。有些實驗數據顯示，當揚塵表面含水率從0.56%增加到2%時，抑制揚塵效率可達到80%[7]。需要注意的是，如果施工地灑水過多，進出工地的機動車便會粘帶大量泥土。

（3）風速

風提供了使松散顆粒揚起的動力，而這個動力準確的說應該是摩擦風速，即工地上料堆、土堆表面的摩擦風速。資料顯示，當風速超過7 m/s時，建筑工地的PM10濃度開始增加，當風速超過10 m/s時則明顯增加[3]。endprint

3 監測內容及數據分析

3.1 監測內容

降塵：建筑工地動態監測點的監測周期根據具體施工時間進行動態調整，每個監測點的實際監測時間為18 d。

TSP：施工場地進行動態調整，TSP監測每月不少于10 d。日均濃度，監測時間不小于12 h，實際監測為三天，每天12 h以上。以上項目，手工監測時，記錄當時風向、氣壓、溫度。

3.2 監測質控要求

揚塵源監測點應能反映一定范圍地區的揚塵污染水平和規律。施工工地監測點降塵集塵缸放置高度應距離地面3 m，必要時可以設在電線桿邊，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測點應在施工工地下風向150 m內（據研究資料顯示無圍檔的施工現場揚塵十分嚴重，揚塵污染范圍在工地下風向250 m內，被影響地區的TSP濃度為0.512～1.503 mg/m3，是對照點的1.26～3.70倍；有圍檔的施工揚塵相對無圍檔時有明顯的改善，但仍較嚴重，揚塵污染范圍在工地下風向150 m之內，被影響地區的TSP濃度平均為0.421～1.042 mg/m3，是對照點的1.08～2.49倍。該次監測選擇一個方向直線距離分別為50 m、100 m、150 m進行比較分析。

施工場地監測每次注明施工期具體階段，如土方挖掘、現場堆放、土方回填、運輸車輛行駛道路揚塵以及監測點位的風向等等，并對施工場地進行拍照留檔。

說明：

A.采樣儀器使用前須校準流量，定期維護，并填寫好使用記錄。

B.經常檢查TSP、PM10采樣頭是否漏氣，當濾膜安放正確，采樣后濾膜傷顆粒物與四周白邊之間出現界限模糊時，則應更換濾膜密封墊。

C.TSP、PM10采樣結束后，佩戴手套，打開采樣頭，并用鑷子輕輕取下濾膜，采樣面向里，將濾膜對折，放入號碼相同的濾膜袋中。取濾膜時，如發現濾膜損壞，或濾膜上塵的邊緣輪廓不清晰、濾膜安裝歪斜等，表示采樣時漏氣，則本次采樣作廢，需重新采樣。

D.集塵缸放置高度應距離地面5～12 m。在某一區域內采樣，各采樣點集塵缸的放置高度盡力保持在大致相同的高度。若放置屋頂平臺上，采樣口應距平臺1～1.5 m，避免平臺揚塵的影響。

E.集塵缸的支架應該穩定并堅固，以防被風吹倒或搖擺。

F.降塵須在清潔點設置對照點

3.3 采樣設備及監測分析人員配置

空氣采樣：中流量大氣采樣器14臺、線圈7個、采樣袋、TSP和PM10濾膜、風向風速氣象參數儀1臺、照相機1臺、放降塵缸的架子14座、集塵缸7個以及手套鑷子等。監測用車大型一輛、監測人員3～4人，綜合協調2人。

3.4 數據分析

（1）TSP

通過大氣采樣器TH-150對招商北固灣總懸浮顆粒物進行監測，后經實驗室分析所得數據制表如表3。

根據《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）二類區TSP濃度標準值為0.3mg/m3。二類區的招商北固灣總懸浮顆粒物濃度超標率達到100%。12月4至5日項目所在區域內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，較前兩天的數據相比，大氣環境質量略有好轉。通過表3數據制得柱形圖如圖2，折線圖如圖3所示。

由圖2圖3可以看出，在三天監測日中招商北固灣東部總懸浮顆粒物濃度均達到峰值，對于東南西北四個方向上的點位，南部均為最低值，項目所在地主導風向下風向50 m處的鎮江航運點位，在所有點位中總懸浮顆粒物濃度處于最低值。項目所在地西部北部，為主導風向的上風向，受項目揚塵污染影響較小，項目所在地東部南部為主導風向下風向，所得的監測數據相對較高，受項目揚塵污染影響比較大。由此可見，項目所在地所造成的揚塵污染，隨著主導風向下風向的距離遞減。

（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，經蒸發、干燥、稱重后，得出的稱量數據，經過公式計算得出降塵量，繪制表4如下。通過表4數據制得折現圖如圖4，通過表4數據制得柱形圖如圖5。

從表4數據可以看出，招商北固灣東部與南部的數值為峰值，項目所在地西部降塵量為最低值。同時，項目所在地東部與置業新城（主導風向下風向100 m處）點位的降塵量接近，項目所在地西部與鎮江航運管理處（主導風向下風向50 m處）點位的降塵量數值接近。可見在布置降塵點位時，無需再布置主導風向下風向50 m、100 m，只需考慮項目所在地四個方向上的點位即可。置業新城點位較鎮江航運點位相比，從理論上來說受項目所在地影響的降塵量應該處于遞減狀態，實際監測數據顯示降塵量有所增加，原因在于以下兩點，其一，置業新城屬于居住區，受到居民區內建筑施工揚塵、道路揚塵、土壤風沙塵等因素的干擾；其二，鎮江航運點位布設高于置業新城點位，而降塵量相比則相反，在同一風向相近距離的情況下，降塵量隨著點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，項目所在地東部、南部降塵量最高，原因在于項目所在地受季風影響比較顯著，秋冬季常為西北風，東部南部為主導風向下風向，受項目所在地施工影響較大。西部和北部為項目所在地主導風向上風向，所以受到施工揚塵影響較弱。可見，降塵量受風向影響比較明顯。

降塵和TSP量的測定均能反應一定區域內揚塵對環境的污染程度。降塵量監測天數必須為30天以上，否則無法進行比較，對監測結果的準確性影響較大。

4 討論

調查發現，施工過程中現場風速和起塵物質的含水率是影響揚塵排放的主要影響因素。起塵方式主要是和人員操作活動直接相關，所以人為操作活動直接影響揚塵量。所以針對這兩方面，提出如下的防治措施endprint

（1）在施工期間做好具體的防護措施，對整個建筑施工地設置圍擋降低風速影響，并提出有效規定，在一定風速下禁止施工，從而避免大風天進行施工作業

（2）減少顆粒物的暴露量，料物堆放處添加覆蓋物或防塵網，施工裸地處加強綠化

（3）地面/路面及其他施工操作處要及時灑水，增加灰塵含水率

（4）要做好工地及周邊道路清潔工作，減少車輛進出產生的二次揚塵尤為重要。

除此之外，建議管理部門強化對建設工程施工現場的管理和監督，各相關部門之間建立有效的合作機制。嚴格執行揚塵污染防治的政策，加大對建設施工造成的揚塵污的染處罰力度。最重要的還是推動更具針對性的/更加規范化/細化/明確的建筑施工揚塵污染控制法律法規的出臺，增加管理與防治的可操作性。

參考文獻

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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措施，對整個建筑施工地設置圍擋降低風速影響，并提出有效規定，在一定風速下禁止施工，從而避免大風天進行施工作業

（2）減少顆粒物的暴露量，料物堆放處添加覆蓋物或防塵網，施工裸地處加強綠化

（3）地面/路面及其他施工操作處要及時灑水，增加灰塵含水率

（4）要做好工地及周邊道路清潔工作，減少車輛進出產生的二次揚塵尤為重要。

除此之外，建議管理部門強化對建設工程施工現場的管理和監督，各相關部門之間建立有效的合作機制。嚴格執行揚塵污染防治的政策，加大對建設施工造成的揚塵污的染處罰力度。最重要的還是推動更具針對性的/更加規范化/細化/明確的建筑施工揚塵污染控制法律法規的出臺，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措施，對整個建筑施工地設置圍擋降低風速影響，并提出有效規定，在一定風速下禁止施工，從而避免大風天進行施工作業

（2）減少顆粒物的暴露量，料物堆放處添加覆蓋物或防塵網，施工裸地處加強綠化

（3）地面/路面及其他施工操作處要及時灑水，增加灰塵含水率

（4）要做好工地及周邊道路清潔工作，減少車輛進出產生的二次揚塵尤為重要。

除此之外，建議管理部門強化對建設工程施工現場的管理和監督，各相關部門之間建立有效的合作機制。嚴格執行揚塵污染防治的政策，加大對建設施工造成的揚塵污的染處罰力度。最重要的還是推動更具針對性的/更加規范化/細化/明確的建筑施工揚塵污染控制法律法規的出臺，增加管理與防治的可操作性。

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