抑塵劑的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

蔣耀東 張雪 張雷 黃娟

(東南大學(xué)土木工程學(xué)院市政工程系， 江蘇 南京 210096)

抑塵劑的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

蔣耀東 張雪 張雷 黃娟

(東南大學(xué)土木工程學(xué)院市政工程系， 江蘇 南京 210096)

揚(yáng)塵污染日益嚴(yán)重，危害人類(lèi)健康、破壞大氣環(huán)境，抑塵劑是揚(yáng)塵防治的重要措施。傳統(tǒng)的化學(xué)抑塵劑按照抑塵機(jī)理分為潤(rùn)濕型、粘結(jié)型、凝聚型、復(fù)合型四類(lèi)，從作用原理、應(yīng)用現(xiàn)狀、使用效果、主要缺點(diǎn)上，分別對(duì)這四類(lèi)抑化學(xué)塵劑進(jìn)行了詳細(xì)闡述；并總結(jié)了國(guó)內(nèi)外近年來(lái)新型抑塵劑的研究進(jìn)展，為今后抑塵劑的研究方向與研制提供指導(dǎo)。

揚(yáng)塵污染；化學(xué)抑塵；抑塵機(jī)理；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

揚(yáng)塵是由于地面上的塵土在風(fēng)力、人為帶動(dòng)及其他帶動(dòng)飛揚(yáng)而進(jìn)入大氣的開(kāi)放性污染源，是環(huán)境空氣中總懸浮顆粒物的重要組成部分，亦是我國(guó)各地空氣質(zhì)量不佳的主要原因[1]。泥地裸露，以及在房屋建設(shè)施工、道路與管線(xiàn)施工、房屋拆除、物料運(yùn)輸、物料堆放、道路保潔、植物栽種和養(yǎng)護(hù)等人為活動(dòng)中產(chǎn)生粉塵顆粒物，都會(huì)對(duì)大氣造成揚(yáng)塵污染[2-3]。揚(yáng)塵對(duì)空氣中總懸浮微粒(TSP)的貢獻(xiàn)率超過(guò)50%[4]，而TSP與人口死亡率存在較為顯著的相關(guān)性，當(dāng)1m3空氣中含有100μg TSP時(shí)，人口死亡率增長(zhǎng)6%，患有呼吸疾病的人口死亡率增長(zhǎng)32%，氣喘的死亡率會(huì)增加12%，心血管疾病死亡率也會(huì)增加9%[5]。我國(guó)較大的500個(gè)城市中能達(dá)到世界衛(wèi)生組織推薦空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不到1%[6]。揚(yáng)塵污染的形勢(shì)不容樂(lè)觀，揚(yáng)塵防治的重要性也越來(lái)越突出。

揚(yáng)塵的防治方法一般有擋風(fēng)墻抑塵、灑水抑塵、封閉結(jié)構(gòu)抑塵、防塵網(wǎng)覆蓋法、化學(xué)抑塵等[7]。擋風(fēng)墻抑塵建設(shè)成本巨大，作業(yè)區(qū)也不斷會(huì)有新?lián)P塵出現(xiàn)，抑塵能力有限；灑水抑塵浪費(fèi)了大量的水資源，夏季持續(xù)時(shí)間較短，冬季容易結(jié)冰，影響城市交通；封閉結(jié)構(gòu)抑塵成本較高，無(wú)法捕獲空氣中的揚(yáng)塵，抑塵效果較差；防塵網(wǎng)覆蓋法即加蓋防塵網(wǎng)或塑料布來(lái)抑制揚(yáng)塵，但是成本較高、易兜風(fēng)，而且安裝、拆除的時(shí)間較長(zhǎng)；20世紀(jì)30年代，化學(xué)抑塵的出現(xiàn)受到人們的高度重視[8]，因?yàn)榛瘜W(xué)抑塵的有效和新穎性，該方法被世界各國(guó)廣泛采用并不斷創(chuàng)新發(fā)展、沿用至今，在科研和工業(yè)運(yùn)行中被認(rèn)為是解決揚(yáng)塵污染的最佳方法[9]。雖然化學(xué)抑塵劑的研究和應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但還是存在很多問(wèn)題和缺點(diǎn)，有待進(jìn)一步完善。

1 化學(xué)抑塵劑的作用機(jī)理

粉塵沉降速度的表達(dá)式[10]為：

式中，vt為粉塵沉降速度，m·s-1；r為顆粒粒徑，m；ρ粒為顆粒密度，kg·m-3；ρ流為氣流密度，kg·m-3；μ為運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù)；θr為外摩擦系數(shù)；g為重力系數(shù)，m·s-2。

從粉塵沉降速度公式可以看出，要使揚(yáng)塵快速沉降，增大揚(yáng)塵粒徑或增大揚(yáng)塵顆粒密度是兩種行之有效的可控方法。化學(xué)抑塵劑稀釋均勻后噴灑于物料表面或揚(yáng)塵區(qū)間，可以使揚(yáng)塵顆粒表面保持一定的濕度，從而增大了揚(yáng)塵顆粒密度；有的抑塵劑會(huì)使小顆粒揚(yáng)塵凝聚成大顆粒，增大揚(yáng)塵粒徑，進(jìn)而快速沉降[11]。

2 傳統(tǒng)化學(xué)抑塵劑的分類(lèi)

傳統(tǒng)的化學(xué)抑塵劑按照抑塵機(jī)理可以分為四大類(lèi)：潤(rùn)濕型化學(xué)抑塵劑、粘結(jié)型化學(xué)抑塵劑、凝聚型化學(xué)抑塵劑、復(fù)合型化學(xué)抑塵劑。

2.1 潤(rùn)濕型化學(xué)抑塵劑

潤(rùn)濕型化學(xué)抑塵劑其主要成分為表面活性劑和某些無(wú)機(jī)鹽。表面活性劑是一種疏水基和親水基組成的化合物，當(dāng)潤(rùn)濕型抑塵劑溶于水時(shí)，疏水基團(tuán)彼此靠近、聚集以避開(kāi)水，朝向空氣中，產(chǎn)生疏水效應(yīng)；而親水基與水親和，被水分吸引，使得潤(rùn)濕型抑塵劑的分子在水溶液表面形成緊密的界面吸附層，水與空氣的接觸面積減小，水的表面張力從而下降，與空氣接觸的疏水基團(tuán)和揚(yáng)塵之間的吸附作用，把揚(yáng)塵吸入水溶液中潤(rùn)濕[12]。潤(rùn)濕型抑塵劑中的無(wú)機(jī)鹽通常為吸濕性無(wú)機(jī)鹽，其克服了表面活性劑保水吸濕能力上的缺點(diǎn)，更有利于表面活性劑發(fā)揮作用[13]。

施春紅等[14]開(kāi)發(fā)了一種煤礦防火抑塵劑，利用氯化鈣、氯化鎂和少許成膜助劑，可以在煤礦表面形成液膜，阻斷了與氧氣的接觸反應(yīng)，達(dá)到防火的效果。程淑艷等[15]利用C9脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉研制出一種用于抑制煤塵的潤(rùn)濕抑塵劑。Talamoni等[16]以甘油為吸濕劑，聚乙烯醇、丙烯酸乳膠為粘結(jié)劑，聚硅氧烷樹(shù)脂為表面活性劑，開(kāi)發(fā)出新型潤(rùn)濕型化學(xué)抑塵劑。Ding Cui等[17]將潤(rùn)濕型抑塵劑中的表面活性劑磁化，增強(qiáng)了對(duì)煤塵的潤(rùn)濕能力，抑塵效果更好。黃維剛等[18]發(fā)現(xiàn)多數(shù)非離子及陰離子表面活性劑能夠有效地潤(rùn)濕揚(yáng)塵。葉學(xué)海等[19]研發(fā)出一種抑塵效率超過(guò)90%、5天內(nèi)可以有效抑制揚(yáng)塵的潤(rùn)濕型抑塵劑。金龍哲等[20]選用氯化鈣和氯化鎂為基料研制的抑塵劑，可以顯著降低路面平均粉塵質(zhì)量濃度，有效抑塵期為6天。

水對(duì)2μm揚(yáng)塵的捕獲率只有1%～28%[21]，潤(rùn)濕型化學(xué)抑塵劑通過(guò)增大對(duì)揚(yáng)塵的潤(rùn)濕作用，從而提高了水的抑塵效率。實(shí)踐表明，在抑制硅塵的能力上，5%～10%的氯化鈣溶液比水要高出30%，0.2%的十二烷基苯磺酸鈉比水高出40%左右[22]。潤(rùn)濕型化學(xué)抑塵劑能夠有效的抑制疏水揚(yáng)塵，因此大多應(yīng)用在抑制煤塵上。潤(rùn)濕型化學(xué)抑塵劑的有效期比較短，一般為5～10天，如果不重復(fù)噴灑，會(huì)出現(xiàn)二次揚(yáng)塵[23]。

2.2 粘結(jié)型化學(xué)抑塵劑

粘結(jié)型化學(xué)抑塵劑的水溶液呈乳液狀，并具有一定的粘性。當(dāng)其噴灑到料堆、路面上時(shí)，首先外相水會(huì)潤(rùn)濕揚(yáng)塵，乳液中的表面活性劑同時(shí)增強(qiáng)水對(duì)揚(yáng)塵的潤(rùn)濕能力；乳液接觸揚(yáng)塵后，由于范德華力的作用，使得乳液與揚(yáng)塵顆粒之間粘結(jié)良好[24]；隨后發(fā)生反乳化作用，在揚(yáng)塵表面形成高強(qiáng)度油膜，減緩了底層水分的蒸發(fā)，從而長(zhǎng)時(shí)間潤(rùn)濕揚(yáng)塵顆粒。

粘結(jié)型化學(xué)抑塵劑應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，比如道路固塵、物料運(yùn)輸、堤壩地基路基等方面[25]。粘結(jié)型化學(xué)抑塵劑按照原料一般分為兩類(lèi)：粘結(jié)型無(wú)機(jī)化學(xué)抑塵劑和粘結(jié)型有機(jī)化學(xué)抑塵劑。

(1)粘結(jié)型無(wú)機(jī)化學(xué)抑塵劑 粘結(jié)型無(wú)機(jī)化學(xué)抑塵劑一般包括粉煤灰、酸、鹵化物、石膏、氯化鈣、黏土、高嶺土等。鹵化物與無(wú)機(jī)鹽(如NaHCO3、(NH4)2SO4等)并加入表面活性劑，如不遇到雨天流失的情況，在路面上的抑塵有效期可達(dá)數(shù)月，此外在很多領(lǐng)域都發(fā)揮了很好的抑塵作用[26]。潘海霞等[27]利用鹵化物與表面活性劑(脂肪醇聚氧乙烯醚類(lèi))制成的抑塵劑，可以快速滲透到塵粒間隙，在其表面形成一定強(qiáng)度的防護(hù)殼并粘結(jié)成片，避免了氣流對(duì)松散沙土層的直接作用，取得了良好的固沙防塵效果。

粘結(jié)型無(wú)機(jī)化學(xué)抑塵劑道路固塵效果較好，抑塵有效期相比潤(rùn)濕型抑塵劑較長(zhǎng)，但是組分中的多數(shù)表面活性劑難以自然降解，固體鹵化物易被雨水沖走、存在二次污染，還會(huì)腐蝕金屬部件和車(chē)胎[11]。粘結(jié)型無(wú)機(jī)化學(xué)抑塵劑對(duì)環(huán)境有一定的污染，且乳化性能較差。

(2)粘結(jié)型有機(jī)化學(xué)抑塵劑 粘結(jié)型有機(jī)化學(xué)抑塵劑一般由原油、煤渣油、渣油、石油、石蠟油、石蠟、生物油渣、橄欖油廢渣、纖維素濾料、木質(zhì)素衍生物、樹(shù)脂、瀝青、聚合物等組分復(fù)合，進(jìn)一步復(fù)配其他有機(jī)化合物形成[28]。李凱崇等[29]使用木質(zhì)素磺酸鹽與丙烯酸單體接枝共聚加入甲基硅酸鈉、四硼酸鈉、氯化鈣，制成粘結(jié)型有機(jī)抑塵劑，制作過(guò)程快速、無(wú)毒、簡(jiǎn)易，成本低，并具有較好的防水、抑塵效果，主要用于鐵路煤炭運(yùn)輸過(guò)程。楊明坤等[30]利用羧甲基纖維素鈉接枝丙烯酰胺，研制出粘結(jié)型固沙劑，可以牢固松散的沙體，固化層厚度可以達(dá)到1cm左右。

粘結(jié)型有機(jī)化學(xué)抑塵劑具有廉價(jià)的原料來(lái)源，纖維素類(lèi)、木質(zhì)素類(lèi)粘結(jié)型抑塵劑一般具有良好的抗壓性能、耐寒能力，并可以生物降解[31-34]。但是粘結(jié)型有機(jī)化學(xué)抑塵劑在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中難以控制，而且滲透能力不強(qiáng)，對(duì)周?chē)h(huán)境也有一定影響。

2.3 凝聚型化學(xué)抑塵劑

吸水劑是凝聚型化學(xué)抑塵劑的主要成分，它能夠吸收大量的水分，持續(xù)潤(rùn)濕揚(yáng)塵或者泥土，同時(shí)利用凝并作用，將顆粒較小的揚(yáng)塵凝聚成大顆粒，從而使其快速沉降，有效抑制揚(yáng)塵。這類(lèi)抑塵劑在物料運(yùn)輸、控制道路揚(yáng)塵、物料倉(cāng)庫(kù)產(chǎn)塵等方面都有廣泛的應(yīng)用。根據(jù)材料的不同，凝聚型化學(xué)抑塵劑可分為吸濕型無(wú)機(jī)鹽凝聚劑和高倍吸水樹(shù)脂凝聚劑。

(1)吸濕型無(wú)機(jī)鹽凝聚劑 吸濕型無(wú)機(jī)鹽凝聚劑常用的吸濕性無(wú)機(jī)鹽材料包括：氯化鋁、氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣、氧化鈣、硅酸鈉、硅膠、以及活性氧化鋁等。前蘇聯(lián)使用氯化鈣噴灑在濕度較高的礦山道路上，氯化鈣的用量為0.6kg/m，有效的抑制了揚(yáng)塵，有效抑塵期為45～90天[35]。吳超等[36-37]在氯化鎂、氯化鈣中添加了氧化鈣和氧化鎂，又將鹵化物與水玻璃復(fù)合，緩解了鹵化物使用后偏酸性的情況，并取得了理想的抑塵效果。

吸濕型無(wú)機(jī)鹽凝聚劑吸濕性很強(qiáng)，不僅在道路抑塵上有很好的效果，還具有融雪能力。但是吸濕性無(wú)機(jī)鹽的腐蝕性較強(qiáng)，會(huì)損害金屬部件以及汽車(chē)輪胎，不僅對(duì)路邊的植物和土壤有危害作用[38]，還會(huì)對(duì)水泥、石灰等材料有一定的改性甚至危害[39]。

(2)高倍吸水樹(shù)脂凝聚劑 高倍吸水樹(shù)脂凝聚劑可以使揚(yáng)塵保持較高的含濕量，達(dá)到抑制揚(yáng)塵的目的。高倍吸水樹(shù)脂是近30多年來(lái)研發(fā)并廣泛應(yīng)用的一種高分子材料，它能夠吸收相當(dāng)于幾千倍自身重量的水，而且具有很強(qiáng)的保水能力，即使面對(duì)壓力大的情況也不會(huì)出現(xiàn)脫水現(xiàn)象。李云濤等[40]測(cè)試了高倍吸水樹(shù)脂凝聚劑的抗蒸發(fā)能力，取得了較好的抑塵效果，確定0.2%的抑塵劑成膜狀態(tài)最好。He E等[41]公開(kāi)一種用于堆放粉塵的高倍吸水樹(shù)脂凝聚劑專(zhuān)利，其保水性能較好，均勻噴灑后能夠形成一種類(lèi)似網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，粘結(jié)粉塵的能力很強(qiáng)。

高倍吸水樹(shù)脂凝聚劑具有吸水性高、保水性強(qiáng)、抗壓性好等優(yōu)勢(shì)，在抑制堆料和道路揚(yáng)塵都有很好的效果。但是其較高的制備成本、極大的制備難度，限制了高倍吸水樹(shù)脂凝聚劑的廣泛使用。

2.4 復(fù)合型化學(xué)抑塵劑

復(fù)合型化學(xué)抑塵劑由兩種或兩種以上抑塵劑在一定的化學(xué)或物理?xiàng)l件下復(fù)合而成，綜合了潤(rùn)濕、粘結(jié)、凝聚等功能，統(tǒng)一了上述各類(lèi)型的化學(xué)抑塵劑，因此其抑塵效果更好。

董波等[42]研制了一種抗寒的復(fù)合型抑塵劑，正常使用的溫度范圍偉-5～40℃，起效快、抑塵效果好。蔣富強(qiáng)等[43]把丙烯酸、氯化鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、甲基硅酸鈉、雙氧水、四硼酸鈉復(fù)合，制成復(fù)合型化學(xué)抑塵劑，在控制煤塵方面具有很好的抑塵效果。肖紅霞等[44]將丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯利用預(yù)乳化法，合成復(fù)合型化學(xué)抑塵劑，均勻噴灑后，可以在料堆、路面上形成一層黏性油膜，具有吸水性好、抗蒸發(fā)性強(qiáng)、保水性能優(yōu)、制備成本低的優(yōu)點(diǎn)。俄羅斯利用甲基苯乙烯乳液、PO-1型陰離子表面活性劑和水玻璃制成一種復(fù)合型抑塵劑，抑塵效果較好[45]。

復(fù)合型化學(xué)抑塵劑應(yīng)用范圍較廣，多數(shù)應(yīng)用在復(fù)雜多變和惡劣的環(huán)境中，比如煤料場(chǎng)、施工地、廠(chǎng)區(qū)、礦山等領(lǐng)域的揚(yáng)塵防治，具有較好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。但是復(fù)合型化學(xué)抑塵劑的研究起步較晚，由于乳化、增溶、配位、潤(rùn)濕、離子螯合、接枝共聚等耦合制備技術(shù)機(jī)理尚不成熟、發(fā)展時(shí)間較短[28]，導(dǎo)致研發(fā)難度較大，試驗(yàn)極易失敗。

3 近期抑塵劑的發(fā)展

以粘結(jié)型和潤(rùn)濕型化學(xué)抑塵劑為典型代表的早期化學(xué)抑塵劑，在抑制揚(yáng)塵污染方面發(fā)揮了重要作用，雖然傳統(tǒng)化學(xué)抑塵劑也在不斷的發(fā)展完善，但仍然存在一些缺點(diǎn)，性能上還有待完善。21世紀(jì)以來(lái)，化學(xué)抑塵劑逐漸向環(huán)保廉價(jià)、功能更多的方向發(fā)展，抑塵效果也得以提升。

3.1 環(huán)保型抑塵劑

環(huán)保型抑塵劑主要以生活垃圾、生產(chǎn)副產(chǎn)品、工業(yè)廢品等為原料。Usher J[46]公開(kāi)了一種以糖漿、甘蔗渣、消泡劑、表面活性劑等為原料的環(huán)保型抑塵劑專(zhuān)利，特別適用于缺水地區(qū)，具有節(jié)能、可持續(xù)的特點(diǎn)。Grogan[47]通過(guò)對(duì)生物柴油的生產(chǎn)副產(chǎn)品——丙三醇，與表面活性劑、多羥基酯類(lèi)、丙烯酸化合物等聯(lián)合使用進(jìn)行抑制揚(yáng)塵的性能研究，研制出具有良好抑塵效果的環(huán)保型抑塵劑。曹麗瓊等[48]從廢棄的可樂(lè)瓶中成功提取乙二醇，研制出用于控制煤塵的環(huán)保型抑塵劑。李凱崇等[49]以造紙的副產(chǎn)品——木質(zhì)素磺酸鹽為原料，與甲基硅酸鈉、氯化鈣、丙烯酸、四硼酸鈉等復(fù)合，并且無(wú)毒無(wú)副作用，研制出用于鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵劑，避免了運(yùn)輸中的煤炭損失和揚(yáng)塵污染。

環(huán)保型抑塵劑在礦區(qū)、施工地、城市道路、車(chē)站碼頭等處都有廣泛的應(yīng)用[50]。環(huán)保型抑塵劑的制備成本較低，無(wú)腐蝕性、可生物降解，減少了對(duì)環(huán)境的污染；能夠緩解揚(yáng)塵水分的蒸發(fā)，延長(zhǎng)了有效抑塵期。

3.2 高分子抑塵劑

高分子抑塵劑是指以聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、淀粉接枝共聚物、木質(zhì)素磺酸鹽接枝共聚物等高分子材料為原料的抑塵劑。高分子抑塵劑可以將揚(yáng)塵顆粒牢固的粘結(jié)在一起，使得揚(yáng)塵表面成團(tuán)、物料表層結(jié)殼，有效抑制揚(yáng)塵。

楊靜等[51]采用膜助劑、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯醇為原料。研制出抗雨淋、抗風(fēng)的抑塵劑，主要用于煤炭?jī)?chǔ)運(yùn)過(guò)程，噴灑后可以形成2mm厚的固化層，抑塵有效期較長(zhǎng)。李萬(wàn)捷等[52]向聚乙烯醇、丙烯酸接枝共聚共混物中加入滲透劑和表面活性劑，研制出一種耐酸堿、抗雨淋高分子抑塵劑，主要用于控制鐵路運(yùn)輸過(guò)程產(chǎn)塵，噴灑后可形成一定強(qiáng)度的固化層，防止運(yùn)輸中的振動(dòng)破壞。羅彤彤[53]用天然植物膠復(fù)配水溶性高分子制成無(wú)不會(huì)腐蝕車(chē)體并具有抗風(fēng)性能的高分子抑塵劑，噴灑在煤炭表面能夠形成固化層，可以防止運(yùn)輸過(guò)程的顛簸破壞作用。

高分子材料的快速發(fā)展使得高分子抑塵劑的制備成本越來(lái)越低，從而推廣了高分子抑塵劑使用，在不同領(lǐng)域都取得了較好的抑塵效果。

3.3 功能型抑塵劑

功能型抑塵劑是在特殊的使用環(huán)境下具有特殊的抑制揚(yáng)塵效果的專(zhuān)用抑塵劑。程愛(ài)華等[54]利用1.0%～3.0%的氯化鈣、1.0%～2.0%的丙三醇、0.2%～0.3%的水溶性高分子，研制出了一種抗凍融的抑塵劑。施春紅等[55]研制出一種新型防火抑塵劑，在抑制采空區(qū)二次揚(yáng)塵的同時(shí)，避免了煤層的自燃。Jin等[56]利用Triton X-100、丙烯腈、果綠定 KS-1、鏈烷基胺、acid picking SX-1、脂肪醇胺704等添加劑研發(fā)出能夠顯著減少吸濕型無(wú)機(jī)鹽凝聚劑對(duì)金屬的腐蝕。劉雨忠等[57]研制出一種環(huán)境友好、高效防火、低腐蝕性抑塵劑，能夠有效地抑塵和防塵。

3.4 微生物抑塵劑

Whiffin等[58]在2004年利用微生物產(chǎn)生的碳酸鈣沉淀來(lái)制作生物粘接劑，自此掀起一股利用微生物礦化來(lái)固化松散砂、土顆粒研究的熱潮。錢(qián)春香等[59]利用微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀技術(shù)，成功使松散的土壤顆粒粘結(jié)為具有一定剛度和強(qiáng)度的土體，并且能夠抗凍、抗侵蝕。微生物誘導(dǎo)產(chǎn)生的碳酸鈣沉淀具有強(qiáng)烈的粘結(jié)性能[60]，能夠?qū)⑸⒙涞膿P(yáng)塵顆粒粘結(jié)成大顆粒，抑制揚(yáng)塵的泛起，并具有抗風(fēng)、抗雨淋等性能；粘結(jié)后的揚(yáng)塵、碳酸鈣混合物具有一定的固結(jié)強(qiáng)度，在土質(zhì)或水泥路面上能夠抗輾壓，從而減少粉塵的揚(yáng)起率，有效抑塵了二次揚(yáng)塵，無(wú)需重復(fù)噴灑。

因?yàn)槲⑸锏V化產(chǎn)物具有無(wú)毒、易降解、粘結(jié)性能優(yōu)良、生態(tài)相容性好等特點(diǎn)[61]，所以研究基于微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀的揚(yáng)塵抑制劑，具有極其重要的理論和應(yīng)用價(jià)值，微生物抑塵劑將會(huì)是真正意義上的綠色環(huán)保型抑塵劑。將微生物抑塵劑與其他綠色環(huán)保抑塵劑聯(lián)合使用，會(huì)取得更佳的抑制效果。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)也逐漸增強(qiáng)，性能不完善、存在環(huán)境污染隱患的傳統(tǒng)化學(xué)抑塵劑正在逐漸淡出揚(yáng)塵防治的舞臺(tái)。近年來(lái)在低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的影響下，抑塵劑正朝著環(huán)境友好、節(jié)能廉價(jià)、工藝簡(jiǎn)單、長(zhǎng)效抑塵、功能豐富的研究方向發(fā)展。化學(xué)抑塵劑的原料由無(wú)機(jī)鹽和重油類(lèi)逐漸向高分子材料過(guò)渡，迅猛發(fā)展的高分子化學(xué)專(zhuān)業(yè)使得高分子材料的制備成本越來(lái)越低，高分子抑塵劑的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越普遍。生態(tài)環(huán)保的抑塵劑也漸漸成為科研的熱點(diǎn)，但是能夠成功在實(shí)際中運(yùn)用的環(huán)保抑塵劑還比較少，可生物降解、環(huán)境友好的微生物抑塵劑具有極大的應(yīng)用前景，其研發(fā)也是今后的主要任務(wù)。

[1]Sram R J,Binkova B,Dostal M,et al.Health impact of air pollution to children.[J]. International Journal of Hygiene & Environmental Health,2013,216(5):533-540.

[2]郭濤,馬永亮,賀克斌.區(qū)域大氣環(huán)境中PM_(2.5)/PM_ (10)空間分布研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2009,3(1):147-150.

[3]樊守彬,田剛,秦建平,等.北京道路降塵排放特征研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2010,4(3):629-632.

[4]王玉君,程晨,胡明.試論建筑揚(yáng)塵污染控制對(duì)策[J].河北環(huán)境科學(xué),2003，(3):19-23.

[5]賈劼.太原市大氣顆粒物污染現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)分析[D].山西大學(xué),2006.

[6]佚名.鐘南山:霧霾危害甚過(guò)非典[J].健康管理,2013,(10):16-17.

[7]周亞萍,李永強(qiáng),何仲虎.抑塵劑的研究現(xiàn)狀及發(fā)展新趨勢(shì)[J].廣州化工,2015,(7):48-49.

[8]彭小蘭,吳超.化學(xué)抑塵劑新進(jìn)展研究[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2005,1(5):44-47.

[9]楊靜,劉丹丹,祝秀林,等.化學(xué)抑塵劑的研究進(jìn)展[J].化學(xué)通報(bào),2013,76(4):346-353.

[10]劉霖,彭興文.MPS型抑塵劑在蘭尖鐵礦道路的應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保,1998,(11):14-17.

[11]白向兵,劉建,閆英桃,等.城市揚(yáng)塵污染和抑塵劑研究現(xiàn)狀及展望[J].陜西理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自科版),2005,21(4):43-46.

[12]方云,夏詠梅.兩性表面活性劑[M].輕工業(yè)出版社,1990.

[13]王姣龍,胡志光,張玉玲.化學(xué)抑塵劑的研究現(xiàn)狀分析[J].化學(xué)工程師,2014，(7):51-53.

[14]杜翠鳳,蔣仲安,許彥,等.粘結(jié)性抑塵劑抑制露天煤場(chǎng)揚(yáng)塵的工業(yè)試驗(yàn)[J].金屬礦山,2005，(3):55-57.

[15]程淑艷,程芳琴,常婷.潤(rùn)濕性煤塵抑制劑在火電廠(chǎng)中的應(yīng)用研究[J].電力學(xué)報(bào),2012,27(6).

[16]3M Innovative Properties Company.Dust Suppressant Composition[P].US20070778266,2008-01.

[17]Ding C,Nie B,Yang H,et al.Experimental Research on Optimization and Coal Dust Suppression Performance of Magnetized Surfactant Solution[J]. Procedia Engineering,2011,26:1314-1321.

[18]黃維剛,胡夫,劉楠琴.表面活性劑對(duì)煤塵濕潤(rùn)性能的影響研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,2010,37(3):4-6.

[19]葉學(xué)海,劉紅光,張曉波,等.一種潤(rùn)濕型抑塵劑及其制備方法和用途:CN,CN101003721[P].2007.

[20]金龍哲,楊繼星,歐盛南.潤(rùn)濕型化學(xué)抑塵劑的試驗(yàn)研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2007,7(6):109-112.

[21]金龍哲,李晉平,孫玉福.礦井粉塵防治理論[M].科學(xué)出版社,2010.

[22]曹曉鋒.固塵抑塵劑的研制[D].內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué),2009.

[23]徐海棟,張雷波,尹立峰,等.化學(xué)抑塵劑的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展評(píng)價(jià)[J].天津科技,2015，(6):10-13.

[24]王海寧,吳超.渣油─水系乳狀液的制備工藝及抑塵性能研究[J].露天采煤技術(shù),1995，(4):9-12.

[25]王磊,劉澤常,李敏,等.化學(xué)抑塵劑進(jìn)展研究[J].有色礦冶,2006，(S1):123-124.

[26]吳超.化學(xué)抑塵劑的基礎(chǔ)研究及在礦山中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2001，(12):5-7.

[27]潘海霞.化學(xué)抑塵劑在金屬礦山的試驗(yàn)研究[J].中國(guó)鉬業(yè),2010,34(6):81-83.

[28]李成,朱逢豪,付興民,等.關(guān)于抑塵劑開(kāi)發(fā)及其存在主要問(wèn)題的探討[J].環(huán)境工程,2013，(S1):360-362.

[29]李凱崇,楊柳,蔣富強(qiáng),等.改性木質(zhì)素磺酸鹽煤炭抑塵劑的制備與研究[J].環(huán)境工程,2012,30(1):66-69.

[30]楊明坤,王芳輝,姚洋,等.一種新型環(huán)保固沙劑的制備與性能研究[J].材料研究學(xué)報(bào),2012，(3):225-230.

[31]張麗丹,鄧雄飛,馮秀玲,等.氧化淀粉接枝水溶性固沙抑塵劑的性能研究[J].化工新型材料,2007,35(9):11-13.

[32]劉鳳月,朱紅,李偉.煤炭運(yùn)輸用生態(tài)型抑塵劑的制備研究[J].中國(guó)膠粘劑,2007,16(11):33-35.

[33]鄭彤,王鵬,張志謙,等.纖維素接枝丙烯酸制備高吸水樹(shù)脂及樹(shù)脂保水性能的研究[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,18(2):192-196.

[34]馬斐,程冬炳,王穎,等.聚丙烯酸類(lèi)高吸水性樹(shù)脂的合成及吸水機(jī)理研究進(jìn)展[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào),2011,33(1):4-9.

[35]顧仁.蘇聯(lián)露天礦防塵技術(shù)[J].工業(yè)安全與環(huán)保,1985，(6):28-35.

[36]吳超,周勃.鹵化物添加CaO和MgO的抑塵性能研究[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1996，(5):520-524.

[37]吳超,周勃.鹵化物與水玻璃復(fù)合物的抑塵性能[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版,1997，(6):519-521.

[38]Goodrich B A,Koski R D,Jacobi W R.Condition of Soils and Vegetation Along Roads Treated with Magnesium Chloride for Dust Suppression[J]. Water,Air,& Soil Pollution,2009,198(1):165-188.

[39]肖紅霞,鄭義.復(fù)合型抑塵劑的制備研究[J].環(huán)境工程,2011,29(1):76-79.

[40]李云濤.不同配比高倍吸水樹(shù)脂抑塵劑抑塵效果研究[J].西部交通科技,2008，(2):97-100.

[41]He E,He Y.Dust depressor for powder material[P].Chinese:CN101497782-A.

[42]董波,蔡覺(jué)先,李穎泉.煤炭運(yùn)輸專(zhuān)用抑塵劑的合成與應(yīng)用[J].潔凈煤技術(shù),2010,16(5):88-91.

[43]蔣富強(qiáng),楊柳,熊治文,等.一種煤炭抑塵劑及其制備方法:,CN101747866A[P].2010.

[44]肖紅霞,鄭義.復(fù)合型抑塵劑的制備研究[J].環(huán)境工程,2011,29(1):76-79.

[45]張華俊,劉菲,張興凱,等.路面抑塵劑綜述[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2000，(6):40-42.

[46]Usher J.Dust suppressant concentrate[P]. Australian:AU2007216923-A1,2008-04-10.

[47]Grogan R.Mixtures,Compositions,and Methods of Using and Preparing Same:,US20090269499[P].2009.

[48]曹麗瓊,程芳琴,武海波,等.以廢可樂(lè)瓶為原料提取乙二醇制備煤塵抑制劑[J].山西化工,2010,30(6):1-4.

[49]李凱崇,楊柳,蔣富強(qiáng),等.改性木質(zhì)素磺酸鹽煤炭抑塵劑的制備與研究[J].環(huán)境工程,2012,30(1):66-69.

[50]朱海燕,王文婷.化學(xué)抑塵劑的研究現(xiàn)狀分析[J].化工管理,2015，(17):215-215.

[51]楊靜,王琨,房孝敏.新型煤塵抑塵劑的研制與性能測(cè)試[J].煤礦安全,2011,42(8):1-4.

[52]李萬(wàn)捷,陳慶柏,李春.運(yùn)輸用聚乙烯醇/丙烯酸接枝共聚共混物抑塵劑的制備及特性[J].煤炭學(xué)報(bào),2010,35(7):1177-1181.

[53]羅彤彤.煤炭運(yùn)輸用天然植物膠抑塵劑制備與應(yīng)用[J].粘接,2011，(7):78-80.

[54]程愛(ài)華,劉威,端木合順.新型散煤抑塵劑的制備及性能研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,2010,37(1):7-9.

[55]施春紅,金龍哲,劉結(jié)友.新型防火抑塵劑的應(yīng)用[J].煤炭學(xué)報(bào),2007,32(6):608-611.

[56]Longzhe,Wang,Dongke,et al.Corrosion inhibition of a hygroscopic inorganic dust-depressor[J].礦物冶金與材料學(xué)報(bào),2006,13(4):368-371.

[57]劉雨忠,金龍哲,劉祥來(lái),等.高效防火抑塵材料及合成方法:CN 2005.

[58]Whiffin V S.Microbial CaCO3 precipitation for the production of biocement.[J].2004，(2004).

[59]錢(qián)春香,王安輝,王欣.微生物灌漿加固土體研究進(jìn)展[J].巖土力學(xué),2015,36(6):1537-1548.

[60]趙茜.微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀(MICP)固化土壤實(shí)驗(yàn)研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京),2014.

[61]王安輝,范凌志.微生物抑塵劑的研制方法探討[J].山西建筑,2015，(31):179-180.

＊江蘇省政策引導(dǎo)類(lèi)計(jì)劃(產(chǎn)學(xué)研合作)-前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目(BY2015070-03)

Research application status and development of dust suppression agent

Jiang Yaodong Zhang Xue Zhang Lei Huang Juan
( Dept.of Municipal Engineering,School of Civil Engineering,Southeast University, Nanjing 210096, China)

The dust pollution is grim,which causes human health risk and air environmental pollution.Dust suppression agent is a key measure of dust prevention and control.Traditional chemical dust suppressants are classified as wetting,cohesive,agglomerate,compound chemical dust depressors by dust suppression mechanism.Action principle,application status,usage results and drawbacks are introduced in detail.In order to guide future research direction and developing,the research progress of new type of dust suppression agent in domestic and overseas is summarized.

dust pollution; chemical dust suppressant; mechanism of dustproof; application; development tendency

蔣耀東(1994- )，男，東南大學(xué)碩士研究生，安徽蚌埠，主要研究方向?yàn)樗鷳B(tài)修復(fù)理論與技術(shù)。