抑尘方式的研究进展及其应用

梁文俊，任思达，孙绍良，揣 莹，肖 勇，王山彬

(1 北京工业大学，区域大气复合污染防治北京市重点实验室，北京 100124;2 秦皇岛市环保局，河北 秦皇岛 066002; 3 秦皇岛市环境保护科学研究所，河北 秦皇岛 066002)



抑尘方式的研究进展及其应用

梁文俊1，任思达1，孙绍良2，揣 莹2，肖 勇3，王山彬3

(1 北京工业大学，区域大气复合污染防治北京市重点实验室，北京 100124;2 秦皇岛市环保局，河北 秦皇岛 066002; 3 秦皇岛市环境保护科学研究所，河北 秦皇岛 066002)

目前粉尘颗粒物已成为我国各大城市大气污染的首要贡献源，在交通运输，农业及工业生产和人们日常生活、健康等方面，造成极大的影响。本文系统的介绍几种抑尘方式，及其优缺点，着重介绍分析化学抑尘剂的作用机理、喷洒方式和应用领域。并指出今后抑尘领域将朝着抑尘剂专业化、复合化、绿色化，喷洒方式灵活化、连续化、可控化发展的趋势。

粉尘颗粒物; 化学抑尘剂; 喷洒方式; 应用领域

随着我国改革开放三十多年来经济的粗放式发展，以牺牲环境为代价换取经济发展的弊端已日益显著，尤其是近年来全国各地的大气污染问题受到各方关注。其中以颗粒污染引起的雾霾问题尤为严重，当前污染源主要为工业生产、交通运输、汽车尾气排放和地面扬尘等。地面扬尘虽是局域大气污染的主要贡献源，但却是个共性问题，并且难以控制[1]。传统抑尘方式如洒水、苫布苫盖等，成本高，长期抑尘效果差，因此国内外均开始研究使用化学抑尘剂抑制扬尘，且在诸多抑尘领域中效果显现[2]。化学抑尘剂在抑尘效果、经济和环境效益上显示出越来越大的优势，具有极其广泛的发展前景[3]，但抑尘机理研究仍未深入，需要对抑尘方式、机理、喷洒及应用做一进步探索。

1 抑尘方式

1.1 洒水抑尘

洒水抑尘主要是通过润湿颗粒物，增加其汗水量，将其沉降[4]。夏天若要通过洒水达到抑尘效果，需要反复喷洒，这样势必使得路面长期处于干湿交替的状态，极易产生细微颗粒物[5]。冬天则易结冰，对车辆安全行驶有一定的影响。

1.2 苫盖抑尘

苫布苫盖在堆垛表面是在货物运输和存放时常用手段之一。苫布苫盖在一定程度上能降低风力对堆垛表面的侵蚀，达到抑尘的效果，同时还能使得堆场显得比较整齐、美观，但对强风的作用效果不是很明显，并且受外力的刮碰而破损，而每次铺盖、拆卸又耗费很大的人力，同时拆卸后的苫布经常废弃，造成新的污染。

1.3 防尘网抑尘

防尘网常广泛应用于散料港口、火电厂、化工厂和煤场等有散料堆垛的地方，其主要是由挡风板、钢结构支撑和混凝土基础组成，挡风板上有一定数量的开孔，风正是通过这些开孔流经防尘网而改变了自身原有的流动状态，在经过防尘网后形成上下扰动的气流，极大的降低了风速，由于其动能的减少，风对堆垛表面的剪应力也随之大大降低，并以此达到抑尘目的[7]。但防尘网抑尘一次投入大，安装繁杂，不易拆卸，对悬浮在空气的颗粒物去除率低，抑尘范围小，因此只在大型料场周围设有防尘网。

1.4 化学抑尘剂

随着人们对大气中粉尘颗粒物污染的重视，化学抑尘剂在抑尘方面越来越受到国内外的重视，并因其抑尘效果明显、抑尘周期长、适用范围广等特点，而被广泛应用和研究。化学抑尘剂一般是由包含多种官能团的几种高分子聚合物聚合而成，并通过交联作用彼此聚合成网状结构成膜或结壳，并凭借着其自身所包含的离子团吸引带电粒子，通过团聚等作用粉尘颗粒物捕捉与网状结构内，实现颗粒物的捕集，达到抑尘目的[8]。现有化学抑尘剂主要分为湿润型、粘结型、凝聚型和复合型抑尘剂四种类型。湿润型化学抑尘剂是由一种或几种表面活性剂和无机盐组成，表面活性剂起主要的润湿作用，无机盐则主要起吸湿作用；粘结型抑尘剂主要通过粘结、结壳等作用实现抑尘目的，现有粘结型抑尘剂主要分为油类有机型和盐类无机型两种；凝聚型抑尘剂是由多种物质聚合而成，具有良好的吸湿性和透水性，喷洒后能较好的附着在颗粒物表面，并彼此连接，成网成膜，将颗粒物包裹在网状结构中，达到抑尘降尘的目的；复合型抑尘剂是将上述两种或多种抑尘剂，通过物理、化学作用，有机的聚合在一起，具有润湿、粘结、凝并、吸湿、透水等特性。

2 化学抑尘剂的喷洒与应用

2.1 建筑工地抑尘方面的应用

随着我国城市化进程的快速发展，各地出现新建楼盘、危旧住宅改造等土木工程，这就出现了大量土方等扬尘源，而原有的洒水、苫盖等方式并不能长时间有效抑尘，反复洒水不但增加人工成本，而且对水资源也是一种浪费；因此，化学抑尘剂以其润湿、粘结的特性，能有效抑制扬尘，并且复合型抑尘剂已可同时兼顾抑尘和环境保护，符合现在抑尘剂的发展趋势。建筑工地多将其废料堆放在边角等处，喷洒方式多采用移动式喷洒装置，常见有抑尘剂喷洒车，可随时对不同地方进行喷洒。

2.2 散料堆场抑尘方面的应用

散料堆场多常见于港口、火力发电厂、煤场等地，散料堆场为开放性污染，传统抑尘方式并不能有效抑制扬尘，因此抑尘剂的特性就显得尤为重要。港口和煤场多固定式抑尘剂喷洒设备，如悬臂式、龙门式、对喷式、侧喷式等，均为固定基站式，由载煤火车驶入基站，列车从抑尘剂喷洒管下以一定速度匀速前行，喷洒管中抑尘剂的喷洒速度和流量一般由PLC系统控制，可间断也可连续喷洒抑尘剂；固定式喷洒的优点是喷洒均匀，流量、流速控制方便，当备有储液罐和粉液搅拌罐时，可长时间连续化操作，极其适合港口、煤场等需火车或大量汽车编队运输时喷洒化学抑尘剂。然而这种喷洒方式也因其优点而带来不可避免的缺点，由于是固定式，所以对散料堆，或者是不便移动的，临时堆放的料堆，亦或是需要对货车应急喷洒时，固定式喷洒设备便显得力不从心；移动式喷洒设备虽然在喷洒量和流量控制的精确性上不如固定式喷洒设备，但在灵活性和便携性上，更胜一筹。

2.3 路面抑尘方面

路面抑尘在厂区和城市道路方面越来越受到重视，但传统抑尘方式的短板此时更为突出。在路面上洒水抑尘，夏天易蒸发，抑尘周期短，若要达到抑尘效果，就需要洒水；粉尘颗粒物或土质路面处于频繁干湿交替的状态下，极易产生更为细小的颗粒物，反而加重扬尘；通过道路种植绿色植物，在一定程度上只能阻隔颗粒物在空气中的运动，并不能抑制扬尘，且植物的观赏性比防尘的作用更大一些。现有国内外的路面抑尘剂多为润湿性和粘结型化学抑尘剂，已从原油、沥青、重油等为原料制备乳化液为抑尘剂，逐步走向对环境没有污染的复合型化学抑尘剂[37]。路面抑尘剂的喷洒一般为抑尘剂喷洒车，喷洒灵活、快速，适合城市和厂区的道路使用。

2.4 在防沙固土方面的应用

土地沙漠化目前是一个世界难题，我国西部地区土地沙漠化问题更是严重，给交通运输、农业生产和人民的生活带来了不可估量的影响。将绿色复合型抑尘剂与传统物理或机械防治技术结合，将抑尘剂喷洒在草方格防沙块中，起到快速抑尘的作用，同时给植物提供了生长所需的土壤，促进了草方格防沙的效果，这在西部交通工程建设中发挥了重要作用[38]。化学抑尘剂在防沙固土方面的应用前景广泛，应需进一步探索。

3 结 语

通过分析不难看出，在抑尘领域中，与抑尘剂相比，传统抑尘方式的弊端愈发的显现，而抑尘剂自身也正向着复合型、专用型方向发展，所以开发出新的无毒无害，高效廉价，工序简单的化学抑尘剂成为了研究的新进展。但对于复合型抑尘剂作用机理的研究还不透彻，需要日后在实验和实践中，针对不同种类的抑尘剂，对应不同的抑尘场地进一步研究，为新型抑尘剂提供科研方向。此外，化学抑尘剂的喷洒方式更趋于多元化，不再是固守传统喷洒方式，更多的是寻求固定式和移动式喷洒设备各自特点的结合，力求满足可精确控制流量、流速，可连续化喷洒，喷洒灵活的现实需求。随着化学工业的发展，在新的环保形势下，低能耗、无污染、高效率的化学抑尘剂在抑尘领域中将发挥越来越重要的作用。

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Research Progress and Application of Dust Suppression Methods

LIANGWen-jun1,RENSi-da1,SUNShao-liang2,CHUAIYing2,XIAOYong3,WANGShan-bin3

(1 Beijing University of Technology, Key Laboratory of Beijing on Regional Air Pollution Control, Beijing 100124;2 Qinhuangdao Municipal Environmental Protection Bureau, Hebei Qinhuangdao 066002;3 Qinhuangdao Environmental Protection Science Research Institute, Hebei Qinhuangdao 066002, China)

At present, the dust particles have become the main source of air pollution in China’s major cities, in transport, agriculture and industrial production and people’s daily life, health and other aspects, resulting in a great impact.Several kinds of dust suppression methods, and their advantages and disadvantages were introduced, and the mechanism, spraying methods and application fields of analytical chemistry dust suppression agents were emphatically introduced.It was pointed out that in the future, the dust suppression field will be the trend of the development of the specialized, compound, green, flexible, continuous and controllable way of spraying.

dust particles; chemical dust suppressants; spray pattern; application area

梁文俊(1978-)，男，博士，研究方向：大气污染控制。

任思达。

X701

A

1001-9677(2016)019-0030-02