北京市道路尘土残存量和近地面扬尘监测及其影响因素

2014-03-18王晓冬

环境卫生工程 2014年5期

冯伟，王晓冬

（北京市环境卫生设计科学研究所，北京 100028）

1 监测方法

该项工作主要由道路清扫保洁监测车来完成，它是目前北京市惟一一辆专门针对环卫道路清扫作业效果及近地面扬尘状况进行监测的专用车辆。

通过研究发现，一条道路从最内侧的快车道到最外侧的慢车道或自行车道，其尘土残存量分布程度是不一样的，一般情况下认为道路中间的尘土残存量最小，尘土在车辆的扰动作用下逐渐向两侧扩散，而道路两侧的尘土残存量最大。80%的尘土都集中在道路两侧距离路牙1.5 m的范围内，因此将这1.5 m内的路面作为尘土残存量的监测范围，同时也可以检验扫路机清扫作业的实际效果。

经过长期的试验发现，空气中PM10浓度在3 m以下高度的变化量不大，因此选择约1.5 m高度的PM10扬尘浓度进行监测，该高度正是人群在日常活动中的呼吸高度，对人体健康影响较大。

2 监测结果

2.1 道路尘土残存量监测结果

城六区96条道路路面尘土残存量监测结果表明，市区内道路尘土残存量为4.8～79.3 g/m2，其中尘土残存量在10 g/m2以下的占62.5%，10～20 g/m2的占21.9%，20 g/m2以上的占15.6%。

通过监测发现，城区内大部分联络线的尘土残存量数值较低；环路方面，部分出入口路段的尘土残存量明显偏高；个别工地附近路段受到施工工地的影响路面尘土较多，且由于尘土被车辆碾压后附着在路面上而不易被清除；中心城区部分道路路边停靠车辆较多影响扫路机正常作业而导致尘土残存量偏高；南部城区部分区域小商户较多，存在随意倾倒垃圾的现象，导致尘土残存量偏高，且部分道路夜间过往渣土车较多，严重影响路面洁净度。

表2 不同功能道路尘土残存量平均值

对监测的道路按照不同类型做了分类，得到各类型道路尘土残存量见表1。

表1 不同清扫等级道路尘土残存量平均值

一级清扫保洁等级道路由于保洁等级最高，相关作业单位对其清扫保洁的力度最大，因此尘土残存量最少，二三四级道路随着重视程度和作业力度的降低尘土残存量逐渐升高，具体见表2。

主干路和次干路涵盖一级和二级保洁等级道路，清扫保洁情况良好，周边环境较好，受外来污染的因素较少，因此尘土残存量相对较低。快速路上部分扫路机作业车速较快，致使清扫效果不好，且快速路过往车辆种类复杂，经常受到各种运输车辆所存在的遗撒问题影响而造成尘土残存量偏大。支路由于道路比较狭窄，机械化清扫程度不高，且人车混行，乱停车现象严重，造成清扫不便，使得其路面尘土残存量相对最大。

2.2 近地面扬尘监测结果

将仪器测得的扬尘值减去当天空气指数的扬尘值，作为衡量道路近地面扬尘的参考数值，即道路扬尘贡献值。

96条道路扬尘贡献值的监测结果表明，市区内道路扬尘贡献值为0.02～0.14 mg/m3，其中在0.05 mg/m3以下的占79.3%，0.05～0.1 mg/m3的占17.3%，0.1 mg/m3以上的占3.4%。

通过监测发现，环路和快速联络线的扬尘贡献值相对较大，分析其原因，这2种道路的车流量和车速相对较大，对路面尘土的扰动作用相对明显，因此造成道路扬尘贡献值偏大。

按照不同道路类型进行分类，得到各类型道路扬尘贡献值见表3。

表3 不同清扫等级道路扬尘平均贡献值

一二三级道路扬尘贡献值随着道路清扫保洁等级的升高而有所降低，四级道路由于车流量很小且车速较慢使得扬尘贡献值很小；不同功能道路中快速路由于车辆行驶速度较快导致扬尘贡献值偏高，支路扰动因素较少因此扬尘贡献值很低，见表4。

表4 各功能类别道路扬尘平均贡献值

3 尘土残存量与近地面扬尘的影响因素

3.1 车速对尘土残存量的影响

对环路尘土残存量的监测发现：车辆车速对路面尘土残存量有一定的影响。监测结果见表5。

表5 环路车速与尘土残存量对照

3条环路中尘土残存量最大的是二环路，其次是三环路，四环路尘土残存量相对最小。在3条环路的采样点附近同时利用测速仪对车辆进行测速，从表5中可以看到四环路的平均车速要快于三环和二环，而二环的车速相对来说最慢，因此在同样清扫保洁等级的路段，车速对路边尘土残存量的大小有影响。路面上的尘土随着车辆的扰动而扬起并向车道外扩散，车速越快这种作用越明显，并且尘土粒径越小就越容易被扬起。对3条环路上的土样进行了粒径分析，结果见表6。

表6 环路小粒径尘土比例

粒径在100 μm以上的尘土被扬起后很快就会沉降，不容易造成扬尘污染，而粒径在100 μm以下的尘土很容易被扬起，并且大部分会长时间停留在空中，成为空气中TSP的重要来源。对于后者，发现二环路上的量占到了总尘土量的55%，三环路占48%，而四环路只占25%，也就是说二环路上细小微粒的比例最大，而四环路比例最小。而对比不易被扬起的粒径在500 μm以上的尘土，3条环路的质量是相近的，因此可以证明，车辆的扰动对路面尘土的扬起并向外扩散起到一定的作用，并且这种作用对于细小微粒尤为明显，也就是说车速慢的路段路面细小粒径的尘土比例相对较大，反之则较小，而容易被扬起造成扬尘污染的正是这些细小的微粒。

3.2 道路清扫工艺对尘土残存量和扬尘的影响

路面尘土残存量、近地面扬尘状况与清扫保洁作业工艺有很大关系，目前北京市所用的扫路机清扫工艺大多采用洗地和吸扫相结合的作业方式，也有部分路段采用纯吸的作业方式。近年来多功能清洗车在北京市的应用逐年增多，这是一种采用先扫后冲再吸的组合作业方式的多功能扫路机，可以很彻底地将路面尘土等污染物清扫干净，并且在大量水的冲刷下降尘效果明显，其缺点是用水量及作业油耗较大，作业成本较高。吸扫式扫路机采用较传统的作业方式，可以把路面尘土扫走又可以把大块垃圾清除，并且作业过程中控尘效果较好，应用广泛，缺点是扫净率相对较低，对车况和性能的状态要求较高。纯吸式扫路机是一种干式扫路机，对路面浮土的扫净率一般能达到90%以上，但缺点是对于吸附性较强的污物或空隙率较大的路面扫净率较低，且在作业过程中扬尘较大，容易造成对环境的二次污染。针对以上不同清扫作业工艺，选定了同一路段进行作业后的路面尘土残存量的监测，见表7。