新型抑尘剂在城市扬尘防治中的应用探讨

韩立钊，马 勇，谢 磊，颜 艳

（济南市生态环境局槐荫分局，山东 济南 250117）

1 研究背景

随着经济社会的工业化进程加快，大气污染问题日益严重。目前济南市槐荫区空气污染中的主要污染因子为颗粒物。其中，PM10（可吸入颗粒物）是影响槐荫区空气质量的主要污染物之一。可吸入颗粒物被人体吸入后，会累积在呼吸系统中，侵害呼吸系统，诱发哮喘病等呼吸系统疾病，影响人民身体的健康[1-2]。

PM10主要来源于各种工业生产活动、工业燃煤排放、机动车尾气直接排放的颗粒物，和各类建筑施工、园林绿化、拆迁施工、道路扬尘、裸露地面、建筑垃圾等产生的颗粒物污染，以及大气中二次形成的颗粒物与气溶胶等[3-4]。济南市可吸入颗粒物PM10解析结果显示，造成本地污染的因素中，扬尘占41%，燃煤占30%，工业生产占14%，机动车排气占11%，餐饮、汽车修理、畜禽养殖、建筑涂装等其它排放约占4%。随着城市化进程的加快，各类扬尘污染源作为PM10的主要来源，已经成为制约城市空气质量改善的重要因素[5-7]。

2 扬尘污染现状及治理必要性分析

2.1 扬尘污染现状

按照《国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》（国发〔2018〕22号）要求，2020年济南市槐荫区环境空气质量良好以上天数244天，占全年的66.7%，圆满完成“蓝天保卫战”任务目标。其中可吸入颗粒物为首要污染物的天数为103天，占28.1%；通过综合污染指数法评价结果表明，2020槐荫区环境空气污染物中，可吸入颗粒物负荷系数为0.23。具体情况见表1。

2.2 扬尘污染治理必要性分析

从大气扩散条件分析，槐荫区地势呈浅碟形，颗粒物不易扩散，这是大气质量改善的不利因素。目前济南市槐荫区属于西部新城，正处于建设高峰期，济南（国际）医学中心等重大项目、旧城改造、新建居住小区，以及西客站、高架、高速、国省道等运输主干道带来的车流集中等因素，导致施工工地、道路、拆迁场地、渣土运输等扬尘源大量存在，并且相互叠加，这些使得城市扬尘污染成为该区域空气环境质量排名相对落后的主要原因。为此，槐荫区除采取常规的抑尘措施之外，更需要以效果为导向，以科技为支撑，实施更为有效的抑尘措施[8-9]。

3 城市扬尘治理的主要方法

目前，城市扬尘抑制防治的主要方法有：（1）洒水降尘：多用于道路、工地等。（2）遮盖法抑尘：用于拆迁、建筑工地等，依靠设置围挡、铺盖防尘网和洒水相结合的方式来控制扬尘。（3）喷洒化学抑尘剂。化学抑尘剂是通过润湿、凝聚和粘结作用，加强颗粒与颗粒相互之间或颗粒与液体之间的联系，增大颗粒粒径，实现扬尘颗粒的快速沉降，并且形成粘结层，防止颗粒物扩散到空气中。

化学抑尘剂按照不同的抑尘机理，主要分为四大类：润湿型、粘结型、凝聚型和复合型。除此之外，由于各行业对抑尘剂的要求不断提高，推动了抑尘剂的快速发展，逐渐演变出许多新型抑尘剂，例如：特殊功能型、高分子型以及环境友好型抑尘剂。新型抑尘剂在制备原料、适用性和产品功能等方面均有所提升，是抑尘方案的未来趋势[10-11]。

4 济南市槐荫区扬尘污染抑尘剂综合治理实验

4.1 实验目的

本试验一是通过筛选出道路、建筑工地和堆场的不同类型的区域，通过不同时段采取不同的抑尘方式作对比试验。在对比区域内，分别采取喷洒新型环保高效的化学抑尘产品，以及采取传统方式进行抑尘施工，以示范区内重点路段的汽车走航、大气监测站的实测数据作为抑尘效果的验证，综合对比传统抑尘方式与抑尘剂喷洒方式的抑尘效果，为扬尘的绿色治理探索一条新的路径。

二是探索城市扬尘新型治理模式，通过本项目寻求气象、成本、操作方式、喷洒频次等不同因素之间的最优组合，形成一套适合槐荫区的抑尘剂喷洒应用及管理方案，杜绝传统抑尘方式的各种弊端，形成环境友好的扬尘综合治理模式。

三是在喷洒周期内，通过新型抑尘产品的使用，以汽车走航、微站、大气子站等数据作为评价方式，实现喷洒现场周围大气的PM10浓度削减率达到20%以上的抑尘目标。

4.2 抑尘剂性能

本研究采用某公司的新型环保高效化学抑尘剂，该产品以天然高分子聚合物为主要成分，喷洒到道路/堆场后会加速微细粉尘聚集，在受体表面形成固化膜，防止尘粒飘散到大气中。

本研究所用的抑尘剂具有以下优点：

抑尘效率高：比洒水的抑尘效率高25个百分点以上；

作用时间长：持续时间是洒水的36倍以上；

环境友好、无二次污染：产品所用原材料均为无毒无害成分；

抗冻耐温性能好：产品可在零度以下环境中使用，可解决北方区冬季喷洒结冰的问题；

抗压性强：产品使较小的尘粒凝聚成大颗粒，并吸附到地表形湿润的膜，经车辆反复碾压后仍具有抑尘效果；

使用成本低：在达到相同抑尘效果的前提下，产品的综合使用成本低于洒水抑尘、盖网抑尘20%。

4.3 实验效果

4.3.1 实验方法

选择辖区4KM2作为示范区，对示范区内主要道路、拆迁工地、堆场空地，进行扬尘源的综合治理。

针对道路的试验：对不同的路况，不同的车流情况，不同车辆经过的情况，分别制定抑尘剂的配比和喷洒频次。对路况复杂、扬尘严重的道路采取一天一次的喷洒频率；对路况较好、车流较大的道路采取三天一次的喷洒频率；对路况好、车流较少的道路采取一周一次的喷洒频率。实际喷洒频率可根据现场实验，通过实时检测数据来确定。

针对拆迁工地及堆场的试验：对于长期不动的拆迁工地堆场，采用堆场型抑尘剂，根据不同的工地堆场情况来制定更加适合的堆场型抑尘剂配方。对于不断产生污染物的粉尘源区域，采用凝并剂，凝并剂可以迅速的捕捉空气中粉尘颗粒，使其凝聚并下落至地面不再扬起。

4.3.2 道路抑尘效果分析

实验路段7天排名在全市排名变化情况见表2。

表2 实验路段7天排名在全市排名变化

4.3.3 拆迁工地扬尘效果分析

张庄拆迁工地选取喷洒前30天、喷洒后30天对PM10浓度、PM2.5/PM10进行纵向对比，喷洒前后30天主导风向均为南风，因此选取张庄内部南侧微站张庄街道办、北侧微站张庄小学对喷洒效果进行横向对比如图1与图2。

图1 喷洒前后30天微站PM10均值比较

图2 喷洒前后30天微站PM2.5/PM10比值变化

表3 喷洒抑尘剂前后30天PM10消减率：

4.3.4 堆场空地扬尘效果分析

杨庄堆场空地选取喷洒前4天、喷洒后4天对PM10浓度、PM2.5/PM10进行纵向对比，由于喷洒前后4天风向为南风和北风，选取杨庄南侧顺丰快递微站对喷洒效果进行评估，见图3、图4。

图3 喷洒前后4天微站PM10均值比较

图4 喷洒前后4天微站PM2.5/PM10比值变化

5 结语

新型环保抑尘剂在试验中显示出显著的抑尘效果，为扬尘治理提供了高效的、可复制的新思路新方法。

不管是针对道路扬尘还是堆场扬尘，新型抑尘剂均体现了优良的抑尘效果。对于道路扬尘治理来说，9条路段7天的实验结果表明，所有试验路段的排名均有大幅提升，平均排名由313名下降到427名，排名平均改善率达36%；对于拆迁工地、堆场空地的抑尘效果也较为显著。张庄拆迁工地试验结果显示，两个微站喷洒后30天的PM10日均值在75%以上天数低于喷洒前30天，喷洒后30天PM10周均值均低于喷洒前30天，喷洒后PM2.5/PM10周均值均高于喷洒前30天，试验前后的PM10平均削减率达22.89%。杨庄堆场空地试验结果显示，喷洒前4天、喷洒后4天对比，PM10浓度下降明显，PM10消减率达62.82%，PM2.5/PM10比值高于喷洒前4天，说明抑尘剂对扬尘起到了明显的抑制作用。

关于新型抑尘剂有如下建议：加强施工创新，拓宽使用领域，加强使用效果。加强施工方式和施工设备的创新，进一步拓宽新型抑尘剂的使用领域。针对无机械化作业的场地，创新施工方式，利用消防水带延长作业距离，深入作业腹地进行抑尘剂的喷洒。针对道路施工中喷洒车喷洒效果差的缺点，改善施工设备，研发新型雾化喷杆，改善了传统喷头喷洒量大却喷洒不均匀、覆盖面积小、操作不便、对车辆及行人造成困扰等缺点，大大加强了喷洒效果。

扬尘治理以属地为原则，根据属地监管区域内不同的扬尘源，有针对性的采取不同频次、不同方式的治理措施。针对道路具体情况，对不同的路况、不同的车流情况，分别制定抑尘剂的配比和喷洒频次。针对建筑工地和堆场空地，对于长期不动的堆场采用堆场抑尘剂，根据堆场物质差异，制定更加合适的堆场抑尘剂配方；对于正在施工的建筑工地，因为其不断产生新的扬尘，属于粉尘源的区域，采用凝并剂。凝并剂可迅速捕捉空气中的扬尘颗粒，使其凝聚沉降。通过一系列“可复制、可推广”的经验总结及推广，实现扬尘污染的高效治理。

推进扬尘治理的标准化，形成扬尘治理的科学化和规范化。扬尘治理工作是一项长期的艰巨的工作，可以新型抑尘剂的发展为契机，大力推广新型抑尘方法。并且以行业技术规范标准为引导，制定新型抑尘方案的系列技术规范和标准，用来规范和保障抑尘工作的顺利实施和长效运行，确保抑尘工作的规范化和长效性。

总之，新型抑尘剂对城市道路扬尘、拆迁工地、堆场空地的扬尘治理达到了预期的效果，具有良好的应用前景。随着制备技术和原料的不断革新，新型抑尘剂的出现不仅弥补了传统抑尘剂在原料和功能方面的不足，同时也为抑尘剂的未来指明了方向。