高速公路路面揚(yáng)塵防治與成本控制研究

韓少坤，張麗蓉，劉小艷，李田雨

1.河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，河南 鄭州 450006

2.河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450015

3.河海大學(xué)力學(xué)與材料學(xué)院，江蘇 南京 210098

近年來，我國北方地區(qū)空氣污染嚴(yán)重，尤其是秋冬季節(jié)，北方多地開啟霧霾模式，各地紛紛打響空氣污染攻堅戰(zhàn)。當(dāng)前，由于人們受環(huán)境污染后生活質(zhì)量會顯著下降，身體健康、生產(chǎn)活動也會受到影響，人們已經(jīng)越來越注重環(huán)境污染給自身帶來的不利影響[1-2]。在中國大氣環(huán)境污染同樣困擾著人民，大氣污染物排放總量只升不降，且防治困難[3]。要解決大氣污染威脅人們的健康問題，就必須改善大氣生態(tài)環(huán)境，對其進(jìn)行積極防治。

為進(jìn)一步貫徹落實關(guān)于大氣污染防治工作的有關(guān)部署，國家出臺了《中華人民共和國大氣污染防治法》，河南省也出臺了《河南省2015 年度藍(lán)天工程實施方案》《河南省公路水運(yùn)工程施工揚(yáng)塵污染防治標(biāo)準(zhǔn)》《河南省交通運(yùn)輸行業(yè)公路揚(yáng)塵污染防治暫行辦法》《河南省高速公路路面揚(yáng)塵防治指導(dǎo)意見（試行）》等相關(guān)文件。

1 道路揚(yáng)塵介紹

1.1 路面揚(yáng)塵的定義

揚(yáng)塵一般是由自然源和人為源產(chǎn)生的一種復(fù)雜混合源，其中路面揚(yáng)塵主要是指在諸如風(fēng)力、車輛行駛、行人流動等外界動力的作用和影響下，降落到路面上的灰塵被揚(yáng)起進(jìn)入大氣環(huán)境中形成懸浮顆粒的現(xiàn)象[4]。通常情況下，路面揚(yáng)塵有四種不同形式，即道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、土壤揚(yáng)塵和堆場揚(yáng)塵。路面揚(yáng)塵由大小不同粒徑的顆粒物組成，大粒徑顆粒物受重力作用的影響，會很快降落到地面，如粒徑大于100μm 顆粒物；小粒徑顆粒物，受重力作用不明顯，可較長時間漂浮在空氣中，人類呼吸后，會對人體造成一定的傷害，如粒徑小于100μm 的TSP、PM10 和PM2.5等顆粒物。

1.2 路面揚(yáng)塵的來源

路面揚(yáng)塵是混合污染源，來源復(fù)雜，主要源于路面破損、路面清掃過程、路面施工過程、車輛車身及車輪上附著的泥土、汽車運(yùn)輸貨物中的遺撒、車輪磨耗、大氣降塵、路面周邊裸露的黃土和未施工路面泥沙的轉(zhuǎn)移等[4]。路面揚(yáng)塵在汽車碾壓和氣流夾帶的作用下，重新分散到大氣環(huán)境中成為二次源。

1.3 路面揚(yáng)塵的危害性

路面揚(yáng)塵所帶來的空氣顆粒懸浮物會影響城市的可見度以及市容市貌，使政府需要花費(fèi)更多財力來保證城市的市容干凈和整潔，進(jìn)而影響城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、投資環(huán)境及城市整體的發(fā)展前景。同時，路面揚(yáng)塵懸浮的顆粒還會加重城市霧霾，干擾市民的通行，更重要的是對市民的身心健康產(chǎn)生嚴(yán)重的侵害。造成這一現(xiàn)象主要是因為道路揚(yáng)塵的顆粒物中混合著多種有毒金屬元素和化學(xué)物質(zhì)，伴隨著人體的呼吸通過呼吸道進(jìn)入體內(nèi)，進(jìn)而直接破壞人體健康。有研究表明[5]，揚(yáng)塵顆粒物中直徑為30 ～1×108pm 的顆粒物更容易停留在人體口腔，10 ～30pm 的顆粒物易沉積在人體鼻腔，而小于10pm 的懸浮顆粒物會在人的氣管、支氣管和肺部等器官中積聚，有些細(xì)微顆粒甚至?xí)S著血液循環(huán)或在人體肺部換氣過程中進(jìn)入人體其他器官。這些顆粒的直徑越小，比表面積就越大，使其比大顆粒物更具有吸附性，空氣中的化學(xué)物質(zhì)和重金屬等各種有毒物質(zhì)就會吸附在小顆粒粉塵表面通過呼吸進(jìn)入人體，從而加大癌癥的發(fā)病率，也極大增加了人們呼吸系統(tǒng)疾病的死亡率[6]。魏金枝[7]利用大鼠為實驗對象，對大鼠在路面揚(yáng)塵環(huán)境中的生存狀況進(jìn)行了研究，結(jié)果表明在路面揚(yáng)塵的環(huán)境中，大鼠的肺部及支氣管的損傷最為嚴(yán)重，且具有一定的致突變性。當(dāng)人們長期在這種路面揚(yáng)塵顆粒懸浮物密集的環(huán)境中生活，呼吸系統(tǒng)的發(fā)病率會大幅度增加，對于患有呼吸系統(tǒng)疾病的患者，其致死的風(fēng)險也極大增加。

2 道路揚(yáng)塵排放現(xiàn)狀及其防治措施

2.1 道路揚(yáng)塵排放的研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外學(xué)者對于道路揚(yáng)塵排放的研究較多，起步也較早，但對道路揚(yáng)塵污染的分析測試能力較低，對揚(yáng)塵的危害性認(rèn)識還不全面，使路面揚(yáng)塵源污染排放的研究發(fā)展較為緩慢。20 世紀(jì)60 年代，人們開始逐漸重視自身的身體健康問題，因此對道路揚(yáng)塵排放危害性的研究也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，對道路揚(yáng)塵污染的分析測試方法進(jìn)行了改進(jìn)和完善，并提高了分析測試的儀器精準(zhǔn)度。目前，道路揚(yáng)塵問題的研究重點在于揚(yáng)塵排放因子的測試、揚(yáng)塵的化學(xué)組分及其排放特征分析、揚(yáng)塵的毒性、揚(yáng)塵抑塵劑的生產(chǎn)和使用等諸多問題。有研究成果表明[8]，道路揚(yáng)塵的排放問題與道路車流量、行車荷載大小、道路塵負(fù)荷、揚(yáng)塵懸浮顆粒物粒徑大小差異以及風(fēng)速和風(fēng)向等有著密切的關(guān)聯(lián)。

2.2 道路揚(yáng)塵排放防治措施

（1）研發(fā)、應(yīng)用抑塵劑。近年來，各國都在對抑塵劑研究，也取得了一定成果。現(xiàn)有的抑塵劑主要類型有黏結(jié)型、濕潤型、吸濕保水型和多功能復(fù)合型，如美國的Coherex，英國的Wesling-120 抑塵劑，波蘭的卡波，中國的樹脂抑塵劑、塊煤生產(chǎn)黏塵劑、礦山高效抑塵劑等。然而，這些抑塵劑功能單一，使用效果不是很理想。近幾年逐漸研發(fā)出適用范圍廣且效果較好的復(fù)合型抑塵劑，可用于道路揚(yáng)塵、建筑施工、混凝土攪拌站、粉塵加工車間等，可快速、持久地抑制揚(yáng)塵，顯著降低環(huán)境中的揚(yáng)塵污染，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和良好生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果。

（2）加強(qiáng)制度建設(shè)。為降低路面揚(yáng)塵污染給人類帶來的危害，我國各省市積極出臺了路面揚(yáng)塵污染防治政策，大力開展路面揚(yáng)塵治理工作，有效減少了路面揚(yáng)塵，降低了PM2.5、PM10 的含量，改善了路面行車環(huán)境。其中，河南省交通部門根據(jù)防治形式和要求，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上結(jié)合該省高速公路實際情況，出臺了《運(yùn)營高速公路路面揚(yáng)塵污染防治要求》地方標(biāo)準(zhǔn)，使揚(yáng)塵防治工作更加規(guī)范化、制度化、機(jī)械化。該標(biāo)準(zhǔn)在日常保潔防塵、日常維修防塵、養(yǎng)護(hù)工程防塵、收費(fèi)站服務(wù)區(qū)建筑施工防塵等方面提出了具體的防治措施，加大了高速公路揚(yáng)塵污染治理投入，增添了人員配備和清潔機(jī)械，加大了清潔機(jī)械的作業(yè)次數(shù)，能有效節(jié)省勞動力、物力和作業(yè)時間。高速公路實現(xiàn)了養(yǎng)護(hù)保潔以“機(jī)械為主，人工為輔”的工作目標(biāo)，保潔效率明顯提高，控塵抑塵效果明顯，改善了空氣質(zhì)量，具有較大的社會效益。

3 揚(yáng)塵防治費(fèi)用的計算及存在問題

揚(yáng)塵污染初期治理費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)主要集中在貯煤、焦（沙、石開采存儲）場所、房屋建設(shè)、拆遷工地、新建道路施工等，運(yùn)營期高速公路路面揚(yáng)塵污染防治方面缺少相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其在河南省運(yùn)營期高速公路路面揚(yáng)塵污染防治費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)方面的相關(guān)計價依據(jù)還處于缺失狀態(tài)。

通過對河南省運(yùn)營高速公路路面保潔、揚(yáng)塵防治措施進(jìn)行調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，河南省高速公路路面揚(yáng)塵污染防治費(fèi)用主要考慮機(jī)械設(shè)備的采購費(fèi)、折舊費(fèi)、修理費(fèi)、燃油費(fèi)、人工費(fèi)和臺班基價，以及天氣、車流量、公里數(shù)以及車道數(shù)量。目前，高速公路揚(yáng)塵治理選用的設(shè)備多為燃油設(shè)備，結(jié)合近些年的環(huán)保要求，建議考慮使用純電動設(shè)備；行車道、超車道以及緊急車道的作業(yè)難度與危險系數(shù)差別較大，建議根據(jù)實際情況制定不同的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

路面揚(yáng)塵在加重城市的灰霾污染、降低城市能見度、破壞城市景觀、增加城市清潔成本的同時，還對城市發(fā)展的投資價值和取向產(chǎn)生了不利的影響。與此同時，路面揚(yáng)塵還會損害市民的身心健康，影響人的壽命。標(biāo)準(zhǔn)《高速公路揚(yáng)塵治理要求》（DB/T 1822—2019）的出臺，明確了揚(yáng)塵治理工作中具體工作要求，對高速公路揚(yáng)塵治理工作有了具體的量化考核指標(biāo)，有利于促進(jìn)相關(guān)工作穩(wěn)步推進(jìn)。