建筑施工揚(yáng)塵排放限值案例研究

李淑芬 邵蕊 和慧 左華

摘要：揚(yáng)塵已成為城市空氣首要污染物，特別是建筑施工揚(yáng)塵更是城市揚(yáng)塵的重要貢獻(xiàn)者。為加強(qiáng)揚(yáng)塵污染排放的監(jiān)管，青島市建筑施工場(chǎng)地已安裝了在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。通過(guò)對(duì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備與手工監(jiān)測(cè)進(jìn)行比對(duì)分析，得出在線監(jiān)測(cè)結(jié)果與手工方法監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致。在此基礎(chǔ)上，收集大量在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)頻率分析方法確定施工揚(yáng)塵預(yù)警值和報(bào)警值，為政府對(duì)揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理及施工揚(yáng)塵污染防治提供技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：建筑施工揚(yáng)塵;在線監(jiān)測(cè);預(yù)警值;報(bào)警值

中圖分類號(hào)：X83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）11-0-02

Abstract：Dust has become the primary pollutant of urban air， especially the dust of building construction. In order to strengthen the supervision of the emission of dust pollution， the online monitoring facilities have been installed in construction sites of Qingdao. In this paper， online monitoring and manual methods were compared. The results showed that the emission values of dust monitored by manual and online methods had similar trends. Then， a large number of online monitoring data were collected， and subsequently analyzed through frequency analysis. A warning value and an alarm value were determined accordingly， which could provide technical support for regional dust monitoring data management and dust control.

Keywords：Dust at construction site;Online monitoring;Warning value;Alarm value

目前我國(guó)有近2/3 的主要城市空氣顆粒物濃度超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，成為城市空氣首要污染物[1]。其中，建筑施工揚(yáng)塵是城市揚(yáng)塵顆粒物污染的重要原因之一[2-4]。可吸入顆粒物（ PM10） 一直是影響青島市空氣質(zhì)量的首要污染物[5]。根據(jù)青島市2016年環(huán)境空氣中顆粒物PM10來(lái)源解析結(jié)果，城市揚(yáng)塵源對(duì)PM10的貢獻(xiàn)率達(dá)21.6%。因此，本研究選取PM10為監(jiān)測(cè)因子。

國(guó)內(nèi)施工工地?fù)P塵監(jiān)管普遍存在“耗人力、效果差、易反彈”的現(xiàn)象[6-7]。重量法是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管采用的普遍監(jiān)測(cè)方法，但樣品采集周期較長(zhǎng)且不連續(xù)。揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)是揚(yáng)塵污染監(jiān)管的新手段[8]。為了加強(qiáng)建筑工地的揚(yáng)塵污染管理，青島市于 2017年啟動(dòng)了揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)工作，在全市建筑工地安裝了揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)工地?fù)P塵排放情況進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，但對(duì)于揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的運(yùn)用和管理，目前青島尚沒(méi)有完善的管理限值依據(jù)。在統(tǒng)計(jì)大量在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，本文開展了施工揚(yáng)塵排放限值的研究，確定了預(yù)警值和報(bào)警值，為建筑施工揚(yáng)塵污染監(jiān)管提供依據(jù)。

1 儀器與方法

1.1 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

青島市建設(shè)了基于地理信息系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)信息管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析等功能的揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)設(shè)備均為符合計(jì)量檢定要求的企業(yè)產(chǎn)品，設(shè)備由PM10傳感器和數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理系統(tǒng)組成。在線監(jiān)測(cè)設(shè)備每分鐘顯示1次數(shù)據(jù)，每15min上傳一次至在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)。揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)設(shè)備原理為光散射法，光散射法在揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。監(jiān)測(cè)因子為PM10，量程為0.1～10000μg/m?，分辨率≤1μg/m?，示值誤差≤±10%。

1.2 監(jiān)測(cè)布點(diǎn)選取

青島全市500余工地安裝了在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，每個(gè)施工工地設(shè)置1～2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則為：①點(diǎn)位設(shè)置在工地圍擋內(nèi)，常年主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向、靠近車輛進(jìn)出口的揚(yáng)塵敏感區(qū)域，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備頂端高度距地坪 3～4m;②監(jiān)測(cè)工地與其他工地相鄰時(shí)，不得在相鄰邊界處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位距離任何反射面大于3.5 m。

目前在線監(jiān)測(cè)設(shè)備有在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的430臺(tái)，本次對(duì)430臺(tái)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行隨機(jī)抽查，選取20%代表性工地，共86個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，工地涵蓋了土石方工程、主體工程、裝修工程施工工地及地鐵施工等典型環(huán)節(jié)，時(shí)間覆蓋了揚(yáng)塵排放相對(duì)較大的秋季和冬季。

1.3 比對(duì)分析

重量法是《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）中規(guī)定的PM10手工監(jiān)測(cè)分析方法，該方法準(zhǔn)確度高，是目前實(shí)驗(yàn)室普遍使用的方法。本文對(duì)光散射法顆粒物監(jiān)測(cè)儀與手工監(jiān)測(cè)法（重量法）PM1015min均值進(jìn)行了相關(guān)性測(cè)試分析，采集13組樣品，13組樣品在線監(jiān)測(cè)設(shè)備可吸入顆粒物濃度范圍在48～121μg/m?，手工監(jiān)測(cè)方法可吸入顆粒物濃度均值范圍在56～109μg/m?，相對(duì)誤差在-14.3%～17.9%之間，13組樣品平均相對(duì)誤差9.8%，相關(guān)性分析如圖1所示。由圖1可知，手工監(jiān)測(cè)方法與光散射法回歸方程為y=1.2817x-16.399，相關(guān)系數(shù)R2為0.9162。說(shuō)明兩種監(jiān)測(cè)方法監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致。

2 建筑施工揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與排放限值研究

2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

本次數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析使用軟件SPSS22.0（IBM，NEW York，United? States），將數(shù)據(jù)從小到大排序，計(jì)算相應(yīng)的累計(jì)百分比，通過(guò)頻率分析在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定預(yù)警值和報(bào)警值。86個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位PM1015min均值第80百分位數(shù)、85百分位數(shù)、90百分位數(shù)數(shù)據(jù)分布情況見圖2。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，全市在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)值在10～997μg/m3范圍之內(nèi)，從圖2可知，第80百分位數(shù)集中在101～231μg/m3，第85百分位數(shù)集中在117～272μg/m3，第90百分位數(shù)集中在126～316μg/m3。

2.2 建筑施工揚(yáng)塵預(yù)警值、報(bào)警值分析

考慮到青島市環(huán)境空氣中PM10污染突出，從嚴(yán)格管理的角度出發(fā)，根據(jù)第80百分位數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)值區(qū)間確定預(yù)警值和報(bào)警值。采用SPSS? 22.0軟件統(tǒng)計(jì)，80%的點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的第80百分位數(shù)PM1015min均值為180μg/m3，確定為預(yù)警值;80%的點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的第90百分位數(shù)PM1015min均值為280μg/m3，確定為報(bào)警值。

2.3 建筑施工揚(yáng)塵預(yù)警值、報(bào)警值的驗(yàn)證

根據(jù)對(duì)不同施工工段秋、冬季節(jié)的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，秋季土石方、主體結(jié)構(gòu)、裝修工程各工段PM1015min均值在線數(shù)據(jù)分別在30～383μg/m3、30～437μg/m3、30～378μg/m3，冬季土石方主體結(jié)構(gòu)、裝修工程各工段在線數(shù)據(jù)分別在30～841μg/m3、30～780μg/m3、30～836μg/m3。在確定的PM10預(yù)警值180μg/m3和報(bào)警值280μg/m3情況下，秋季不會(huì)發(fā)生報(bào)警，個(gè)別工地會(huì)出現(xiàn)預(yù)警，冬季主體工程出現(xiàn)預(yù)警情況的概率約20%，出現(xiàn)報(bào)警情況的概率約10%。說(shuō)明本次制定的預(yù)警值和報(bào)警值較為合理。

2.4 建筑施工揚(yáng)塵預(yù)警值和報(bào)警值的應(yīng)用

本研究建議將揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)預(yù)警值180μg/m3和報(bào)警值280μg/m3應(yīng)用于建筑施工揚(yáng)塵日常監(jiān)管。各企業(yè)、各項(xiàng)目部要密切關(guān)注在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵管理，發(fā)現(xiàn)PM10值超過(guò)預(yù)警值低于報(bào)警值時(shí)，建設(shè)單位要及時(shí)查找原因并采取相應(yīng)的降塵措施;當(dāng)PM10值達(dá)到280μg/m3及以上時(shí)為紅色報(bào)警，揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)平臺(tái)向責(zé)任單位建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理發(fā)送短信提醒，責(zé)任單位應(yīng)立即停止一切揚(yáng)塵作業(yè)，迅速采取措施進(jìn)行整改。通過(guò)對(duì)建筑揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的監(jiān)管，可提高揚(yáng)塵管理水平，有效減少施工揚(yáng)塵排放對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量的“貢獻(xiàn)”。

2.5 討論

目前，天津市、濟(jì)南市、濟(jì)寧市等已在市域范圍內(nèi)安裝了施工揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，在收集一系列在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，確定了PM10報(bào)警值為300μg/m3，均高于本次研究結(jié)果報(bào)警值。由于青島市整體環(huán)境空氣質(zhì)量相對(duì)較好，按照從嚴(yán)管理的原則并結(jié)合青島市環(huán)境空氣實(shí)際情況，本研究采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，通過(guò)頻率分析，根據(jù)第80百分位數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)值區(qū)間確定預(yù)警值和報(bào)警值。由于選取某一百分位數(shù)具有一定的主觀性，本次研究所確定的預(yù)警值和報(bào)警值可能不宜大范圍采用。隨著環(huán)境空氣質(zhì)量的改善，施工揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)PM10百分位數(shù)值也會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)百分位數(shù)來(lái)確定預(yù)警值和報(bào)警值有利于施工揚(yáng)塵的動(dòng)態(tài)管理。由于各地區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量本底水平差異較大，建議在應(yīng)用過(guò)程中根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量情況來(lái)選取百分位數(shù)確定預(yù)警值和報(bào)警值。

3 結(jié)論

本文對(duì)光散射法顆粒物監(jiān)測(cè)儀與重量法PM1015min均值進(jìn)行了相關(guān)性測(cè)試，手工監(jiān)測(cè)方法與在線監(jiān)測(cè)方法回歸方程為y=1.2817x-16.399，相關(guān)系數(shù)R2為0.9162，兩種監(jiān)測(cè)方法監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致。本次對(duì)全市在線監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行隨機(jī)抽查，選取20%代表性工地，通過(guò)頻率分析，確定施工揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)15min均值預(yù)警值為180μg/m3，報(bào)警值為280μg/m3，為政府對(duì)揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理及施工揚(yáng)塵污染防治提供技術(shù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]宋英石，李鋒，徐新雨等.城市空氣顆粒物的來(lái)源、影響和控制研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2013，36（12）：214-221.

[2]胡敏，唐倩，彭劍飛.我國(guó)大氣顆粒物來(lái)源及特征分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2011，36（5）：15-19.

[3]Chan C K，Yao X.Air pollution in megacities in China[J].Atmospheric environment，2008，42（1 ）：1-42.

[4]徐光.遼寧省三城市大氣顆粒物來(lái)源解析研究[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2007，23（3）：57-61.

[5]《青島市環(huán)境狀況公報(bào)》[R].2016.

[6]李明光，周娜.我國(guó)城市施工揚(yáng)塵控制管理現(xiàn)狀及先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)啟示[J].廣州環(huán)境科學(xué)，2014，29（4） ： 9-13.

[7]盧濱，董軍，相震.杭州市揚(yáng)塵污染控制對(duì)策探討[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2013，38（7）： 83-86.

[8]劉建軍.建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵污染在線監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].科技視界，2013，28：45.

收稿日期：2019-07-12

作者簡(jiǎn)介：李淑芬（1982-），女，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)榇髿猸h(huán)境污染治理與政策研究等。