城市大氣污染一直是 我國主要環(huán)境問題之一。“九五”之前,我國顆粒物污染控制的是 有組織排放的煙塵和工業(yè)粉塵污染源。霧炮主要治理措施是 改進(jìn)鍋爐燃煤方式,采取后處理措施以降低城市環(huán)境空氣污染中的塵污染。20世紀(jì)80年代,我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市化、工業(yè)化進(jìn)程不斷加快,“九五”末期,我國大氣污染類型由煤煙型污染向煤煙、機(jī)動(dòng)車尾氣、揚(yáng)塵等混合型污染轉(zhuǎn)變。“十五”到“十一五”期間,大氣污染類型又逐步向復(fù)合型污染過渡,霧霾天氣增多,出現(xiàn)次數(shù)不定,大氣復(fù)合型污染特征明顯。2013年年初,我國華北、華南等地區(qū)出現(xiàn)了長達(dá)20多天的霧霾天氣,9,10月份北京、天津等城市又出現(xiàn)大規(guī)模的霧霾天氣。
1、我國的城市揚(yáng)塵污染
1.1我國揚(yáng)塵污染現(xiàn)狀
據(jù)環(huán)保部公布的2012年我國環(huán)境狀況公報(bào)—大氣環(huán)境呈現(xiàn):地級(jí)以上城市中,186個(gè)城市可吸入顆粒物年均濃度超標(biāo),占57.2%。環(huán)保城市中,83個(gè)城市可吸入顆粒物年均濃度超標(biāo),占73.4%。根據(jù)部分城市的顆粒物來源解析研究結(jié)果表明,揚(yáng)塵是 造成城市顆粒物污染嚴(yán)重的主要因素。
另外,我國的揚(yáng)塵污染,呈現(xiàn)南低北高的狀態(tài)。南方地區(qū)由于濕潤的氣候條件以及豐沛的降雨量,空氣中的揚(yáng)塵大部分都能聚集沉降在地面不易被風(fēng)揚(yáng)起,并且在下雨時(shí)被雨水沖走,積塵量較低;北方地區(qū)由于氣候干旱,年平均降雨量較低,常年分散在空氣中大量揚(yáng)塵,沉積在地面、建筑物、植物表面并長期滯留,當(dāng)有外界機(jī)械擾動(dòng)和風(fēng)力擾動(dòng)的條件下,揚(yáng)塵又重新回到空氣中,形成揚(yáng)塵污染。加之北方部分地區(qū)受沙塵暴的影響,大量的沙塵沉積滯留,加劇了揚(yáng)塵污染。控制該類型的顆粒物污染成為當(dāng)下大氣污染防治工作的和難點(diǎn)。
1.2揚(yáng)塵污染源的類型
城市揚(yáng)塵通常處于無組織排放狀態(tài),也被稱為無組織塵。引起城市揚(yáng)塵污染的來源是 多方面的,主要有自然塵、建筑工地塵、城市裸地、道路和工業(yè)生產(chǎn)揚(yáng)塵、堆場揚(yáng)塵等。
無植被覆蓋裸露地表在干燥大風(fēng)的氣候條件下,各種沉降在地面的顆粒物、氣溶膠離子就又會(huì)進(jìn)人空氣,形成土壤揚(yáng)塵;建筑揚(yáng)塵是 在建筑施工或者市政和道路施工過程中產(chǎn)生的無組織揚(yáng)塵。當(dāng)前,我國大多數(shù)城市正處于建設(shè)高峰期,施工過程中管理控制措施不當(dāng)導(dǎo)致施工期間產(chǎn)生大量建筑揚(yáng)塵;現(xiàn)代城市機(jī)動(dòng)車輛數(shù)量增長,交通車輛排放的尾氣成為PM2.5的主要來源。近年來,各城市不同程度交通擁堵現(xiàn)象的頻發(fā),劇了這種污染的嚴(yán)重性;另外,交通運(yùn)輸過程中灑落于道路上的煤灰、煤研石、沙土等各種固體,以及自然降塵等顆粒物,經(jīng)來往車輛的反復(fù)碾壓后形成粒徑較小的顆粒物進(jìn)入空氣,和尾氣一起形成道路交通塵;各種工業(yè)料堆、建筑料堆、工業(yè)固體廢棄物等由于堆積和裝卸操作以及風(fēng)蝕作用等會(huì)形成堆場揚(yáng)塵;工業(yè)生產(chǎn)如燃煤、冶煉等會(huì)造成工業(yè)揚(yáng)塵等等。上述各類型的揚(yáng)塵污染源都對(duì)城市大氣的揚(yáng)塵污染有的貢獻(xiàn)。其中,交通、道路揚(yáng)塵、施工建筑塵、自然塵是 城市環(huán)境空氣顆粒物的主要污染源。我國對(duì)城市揚(yáng)塵污染控制仍處于探索階段,而對(duì)鐵路運(yùn)輸過程中產(chǎn)生揚(yáng)塵的控制技術(shù)已經(jīng)有了成功的案例。2005年,在對(duì)散煤在鐵路運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵控制措施,一種新型表面抑塵劑,該抑塵劑具有良好的抑塵效果,可廣泛應(yīng)用于鐵路散煤運(yùn)輸過程中的揚(yáng)塵污染控制中;2006年,采用給列車煤層表面噴淋抑塵劑的方法是 解決大秦線運(yùn)煤列車煤揚(yáng)塵污染的較佳技術(shù)方案。這一方案在實(shí)踐推廣中取得了良好的效果,為我國鐵路運(yùn)輸揚(yáng)塵污染控制做出巨大的貢獻(xiàn)。機(jī)動(dòng)車行駛過程中會(huì)排放各類顆粒物,除尾氣、剎車和輪胎摩擦等直接排放的顆粒物外,還包括因路面粉塵受到激發(fā)后懸浮于空氣中而產(chǎn)生的揚(yáng)塵,其中揚(yáng)塵所占比例往往較大。交通揚(yáng)塵是 城市空氣顆粒物的重要來源,對(duì)城市空氣PM10含量的貢獻(xiàn)率也越來越大,逐漸成為城市揚(yáng)塵的主要來源之一。
交通揚(yáng)塵屬于典型的無組織塵,排放時(shí)間和空間都有很大的變化性,對(duì)于交通揚(yáng)塵的控制,主要從汽車尾氣排放和路面揚(yáng)塵兩方面控制。
2、機(jī)動(dòng)車尾氣污染控制措施
近年來,我國機(jī)動(dòng)車保有量呈增長態(tài)勢,機(jī)動(dòng)車污染排放已成為我國空氣污染的一個(gè)重要來源。目前,對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣污染的控制措施有以下幾個(gè)方面:
1)通過法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)約束汽車制造廠家和改造維修廠家,對(duì)不達(dá)標(biāo)的車輛進(jìn)行淘汰和強(qiáng)制維修。例如:蘭州市位于黃河河谷地帶,受地理因素影響,冬季污染嚴(yán)重。據(jù)環(huán)保部門監(jiān)測,尾氣污染是 蘭州市的主要污染源之一。近年來,為進(jìn)一步蘭州市冬季空氣質(zhì)量,切實(shí)減輕城區(qū)機(jī)動(dòng)車尾氣污染,蘭州市在城區(qū)設(shè)立多個(gè)尾氣監(jiān)測點(diǎn),對(duì)過往車輛進(jìn)行尾氣達(dá)標(biāo)情況監(jiān)測。
2)提高燃油品質(zhì),發(fā)展代用的新能源。燃油品質(zhì)在很大程度上限制了機(jī)動(dòng)車排放污染物水平的降低,而壓縮氣、石油液化氣、乙醇等新能源的使用是 降低污染物排放的途徑。
3)加強(qiáng)道路規(guī)劃、建設(shè)與管理,大力發(fā)展公共交通。在我國許多城市片區(qū)與片區(qū)之間、組團(tuán)與組團(tuán)之間聯(lián)系脆弱,多中心組團(tuán)間沒有形成合理的路網(wǎng)系統(tǒng)。例如:蘭州地區(qū)主城區(qū)的路面狹窄,路網(wǎng)結(jié)構(gòu)欠合理,造成中心區(qū)難以承受的車流壓力,道路不暢。
若汽車在城市道路上行駛經(jīng)常處于起步、加速、減速、怠速的運(yùn)行狀態(tài),就會(huì)導(dǎo)致耗油量增大,污染物排放劇增。車速是 影響汽車污染物排放的重要因素,當(dāng)車速為10~20km/h時(shí),碳?xì)浠衔锱欧帕渴?車速為30~40km/h時(shí)的1.55倍,CO的排放量是 1.9倍,因此,加強(qiáng)道路的建設(shè)與管理,提高機(jī)動(dòng)車運(yùn)行速度,可降低機(jī)動(dòng)車污染物排放。同時(shí),應(yīng)優(yōu)先發(fā)展公共交通,如修建地鐵、開辟公交線,使公共交通經(jīng)濟(jì)、、便利。
4)加強(qiáng)道路的綠化建設(shè),也是 空氣污染的措施。在人行道兩側(cè)和車輛分行線上栽草植樹,不但可以美化城市環(huán)境,而且可以充分發(fā)揮綠色植物吸收污染物的能力,從而達(dá)到吸附、吸收氣體,降低環(huán)境污染的目的。
3、路面揚(yáng)塵污染控制措施
進(jìn)入路面的塵土量大且來源廣泛,工程車洗輪機(jī)在車輛的反復(fù)作用下形成嚴(yán)重的路面揚(yáng)塵。城區(qū)道路揚(yáng)塵嚴(yán)重主要發(fā)生于以下3種情況:施工活動(dòng)密集或道路開槽;路面破損或道路兩側(cè)有裸露地面;重型貨運(yùn)車輛多且車流量大的道路陰。路面揚(yáng)塵污染控制方法有以下幾種:
1)灑水。灑水降塵是 我國鋪裝道路常用的路面防塵方法。
近年來,隨著城市路面揚(yáng)塵污染的加劇,并在北方冬季降水量少、無法及時(shí)沖走路面揚(yáng)塵、且一般的城市道路清掃手段對(duì)其效果又很差的形勢下,灑水成為北方城市控制路面揚(yáng)塵的主要手段。如今年入秋以來,蘭州市區(qū)為了降低路面揚(yáng)塵污染,啟用大型灑水車,在主要街道循環(huán)灑水,取得了的抑塵效果。但由于水蒸發(fā),抑塵時(shí)間較短,而頻繁灑水工作量很大。另外這種做法對(duì)路面的破壞影響還待進(jìn)一步考察。
2)噴灑吸濕性鹽水溶液。很早就使用caclz,MgClz等吸濕性鹽類或噴灑鹽水溶液揚(yáng)塵。在冬季,道路噴灑鹽水還可防凍,但此類溶液對(duì)輪胎和金屬零部件有腐蝕作用且成本高,另外也易造成相鄰水體的無機(jī)鹽污染。
3)噴灑工業(yè)廢液。使廢物綜合的利用,但容易造成環(huán)境污染。
4)用化學(xué)抑塵劑抑塵。該方法路面抑塵效果好,抑塵周期長,設(shè)備投資少,比較適合我國目前的國情。但考慮 到有些抑塵劑會(huì)腐蝕路面,研制專一性、環(huán)保性強(qiáng)的道路抑塵劑是 交通抑塵的發(fā)展方向。
5)道路清掃。道路清掃是 北方城市路面揚(yáng)塵的主要出路。但道路清掃函需改變過去以清掃垃圾為主的方式,類似吸塵器式的道路清掃方法與設(shè)備。具備吸塵效果的大型機(jī)械清掃機(jī)是 城市道路保潔的發(fā)展方向。
4、建筑揚(yáng)塵及控制對(duì)策
隨著我國城市化建設(shè)的發(fā)展,許多城市地區(qū)的建筑揚(yáng)塵排放在無組織揚(yáng)塵中的比重不斷上升。建筑揚(yáng)塵的排放高度一般較低,并且往往集中在人口密集的城市地區(qū)。世界衛(wèi)生組織提出的大氣污染物TSP的濃度限值(mg/m)指導(dǎo)值為年均值0.06~0.09,日均值為0.15~0.23,并認(rèn)為各類污染物濃度控制在該范圍之內(nèi)將不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生健康損害。北京市市區(qū)內(nèi)某工程土方工程施工期間總懸浮顆粒物濃度實(shí)地檢測結(jié)果超出世界衛(wèi)生組織指導(dǎo)值8倍。另外,施工活動(dòng)明顯加重了道路顆粒物污染。與非 施工路段相比,施工路段塵負(fù)荷是 前者的47.5倍;施工路段粒徑大于30μm的顆粒物的重量百分比非 施工路段高56.7%;施工路段大氣顆粒物平均濃度是 非 施工路段的8.76倍。
我國目前對(duì)建筑工地采取的揚(yáng)塵控制措施主要包括:對(duì)裸露地面和料堆采用防塵網(wǎng)苫蓋或?yàn)⑺辉诠さ刂車捎糜操|(zhì)圍擋、高空作業(yè)采用塑膠網(wǎng)圍擋。在出口路段安裝簡易洗車裝置;對(duì)路面進(jìn)行硬化等。其中,對(duì)裸露地面和料堆采用防塵網(wǎng)苫蓋或?yàn)⑺姆椒ㄊ?建筑抑塵的主要內(nèi)容。
國內(nèi)常用的防塵網(wǎng)是 柔性密目網(wǎng),材質(zhì)上主要有柔性纖維網(wǎng)、玻璃鋼網(wǎng)板和拉伸塑料網(wǎng),主要用于臨時(shí)裸地、土堆等易揚(yáng)塵現(xiàn)場覆蓋。其作用機(jī)理主要是 降低風(fēng)速從而揚(yáng)塵排放。但據(jù)北京某抑塵劑公司發(fā)現(xiàn),該方法對(duì)PMz.s的抑塵效果很差,另外,該法不適合用于大面積的覆蓋和遮蔽。