镇江市市区施工扬尘污染调查与监测研究

曹芹++殷伟庆

摘 要：以镇江市区一具代表性的建筑施工地为调查对象，通过优化布点/现场观测/样品采集，对施工现场的降尘和环境空气PM10进行了系统的分析监测，分析了扬尘污染的主要影响因素。结果表明，扬尘污染受风速、颗粒物的含水率以及施工现场人为操控的影响较大，同时依据影响因素进行探讨，提出相关建议。

关键词：扬尘 影响因素 控制措施

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（a）-0094-04

随着对大气环境污染的关注和报道日益增多，雾霾、灰霾、PM2.5、PM10、空气质量指数（Air Quality Index， AQI）已经成为社会各界关注的热点。2013年以来，全国中东部地区都出现大范围的重度和严重污染，严重影响城市居民的健康及城市生态环境，造成诸多危害。2014年1月4日，国家首次将雾霾天气纳入2013年自然灾情进行通报。目前，城市大气污染是各地面临的最大挑战之一，如何防治城市大气污染，改善城市大气环境质量，是当今重大而紧迫的问题。

国外进行了许多对城市颗粒物来源进行分析的试验，研究表明，扬尘即颗粒物开放源是城市颗粒物污染的重要来源[1]。扬尘是指地表松散物质在自然力或人力作用下进入到环境空气中形成的一定颗粒径范围的空气颗粒物。扬尘根据其主要来源可以分为土壤风沙尘、道路扬尘、施工扬尘、堆场扬尘四类。而我国现处于城市建设的高峰时期，建筑、拆迁、道路施工及堆料、运输遗撒等施工过程中产生的建筑尘，已经成为影响城市空气质量、降低大气能见度、危害市民身体健康的主要污染来源。

为进一步改善我市市区大气环境质量，控制扬尘，有效降低PM2.5、PM10扬尘污染的产生，促进城市空气质量的持续改善，特此开展了扬尘污染专项治理监测。目前国家还未开展对扬尘污染的监测工作，而扬尘污染中的主要成分是降尘，其可代表局部环境中扬尘污染的程度。此外，上海、南京等地也多以降尘监测反映扬尘污染[2]，故此次扬尘污染专项治理重要是针对降尘污染，并结合TSP和PM10监测结果进行调查与研究。

1 监测点位的选择和布置

针对风向、距离、监测时间等要素进行相关数据的比较分析，经现场勘查和沟通协调，选择具有代表性的招商北固湾项目所在地作为本次调查研究对象。招商北固湾位于镇江市京口区滨水路北固山风景去旁，地处东吴路与滨水路的交汇处，距离市中心区域不到1.5 km。该项目地块坐拥三山一江资源，位于三山（金山、焦山、北固山）中流砥柱的位置。项目总占地面积近40万m2，总建筑面积约75万m2，分多期开发，物业类型包括别墅、花园洋房、江景洋房等为一体的大型城市综合体项目，综合考虑在该项目区域设立扬尘监测点位。

根据现场气象情况，四个风向各设1个监测点，主导风向的下风向按照扇形发60 ℃布设，选择主导风向以外50 m布设一个空气监测点，100 m布设1个空气监测点，150 m布设一个空气监测点。根据项目所在地，由于季节不同所导致的主导风向的差异，设定秋冬季节的主导风向点布置方案，具体点位布设见图1。

G5、G6、G7分别为主导东北风风向以外50 m布设1个空气监测点，100 m布设1个空气监测点，150 m布设一个空气监测点。

2 监测点扬尘的污染来源

2.1 项目地扬尘起尘环节和影响因素

2.1.1 起尘环节

建筑施工与土壤风沙尘、道路扬尘、施工扬尘、堆场扬尘等均属开放尘源（Open dust sources），排放的颗粒物统称扬尘（Fugitive Dust）[3]。建筑施工扬尘排放特点和影响因素与其他开放源有很多类似之处，此外还有自身独有的特点。一般的开放源排放相对比较稳定，且存在一定周期，而建筑施工过程有比较明确的开始和结束，施工操作过程和状态的不同以及不同气象条件也会使颗粒物排放产生极大的不同。因此，在调查期间应综合项目工地的实际建设情况，进行动态监测。

建筑施工操作主要分为建设施工、市政施工和拆迁施工三种。本次专项调查的招商北固湾项目属于建设施工中的建筑物建设。建筑物建设施工中产生扬尘的主要环节有地面清理（Land Clearing）、打孔、爆破、开挖、过筛、研磨、粉碎、材料运输、卸装材料、动土操作、原料堆放、机动车行驶及尾气排放等。

除了上述环节，还有一个环节就是运输建筑材料和废物的机动车、后续混凝土浇筑车辆的不断进出施工地，在来往道路上携带大量的粉尘和泥沙，使得其他路过车辆形成二次扬尘，往往二次扬尘污染大大超过建筑工地本身的污染物排放[4]。

2.1.2 影响因素

如上所述，在建筑施工过程中产生扬尘的环节有很多，因而受影响的因素也很多。故对扬尘污染的调查应该结合各方面的影响因素，才能对扬尘污染进行更加准确/客观地监测和分析。

（1）粒径

研究表明，由于密度高、形状不规则，开放源颗粒物的空气动力学直径与几何粒径基本相当[5]。粒径是影响颗粒物在空气中悬浮能力最直接的因素，一般大于30微米的颗粒物通常会快速沉降，环境空气中颗粒物大多处于6～25微米之间[6]。建筑扬尘中的颗粒物粒径多为2.5 μm以上。

（2）含水率

水可以使粉尘的颗粒聚集到一起，并在水分蒸发后仍在表面形成一层硬壳，从而有效控制颗粒物的悬浮。有些实验数据显示，当扬尘表面含水率从0.56%增加到2%时，抑制扬尘效率可达到80%[7]。需要注意的是，如果施工地洒水过多，进出工地的机动车便会粘带大量泥土。

（3）风速

风提供了使松散颗粒扬起的动力，而这个动力准确的说应该是摩擦风速，即工地上料堆、土堆表面的摩擦风速。资料显示，当风速超过7 m/s时，建筑工地的PM10浓度开始增加，当风速超过10 m/s时则明显增加[3]。endprint

3 监测内容及数据分析

3.1 监测内容

降尘：建筑工地动态监测点的监测周期根据具体施工时间进行动态调整，每个监测点的实际监测时间为18 d。

TSP：施工场地进行动态调整，TSP监测每月不少于10 d。日均浓度，监测时间不小于12 h，实际监测为三天，每天12 h以上。以上项目，手工监测时，记录当时风向、气压、温度。

3.2 监测质控要求

扬尘源监测点应能反映一定范围地区的扬尘污染水平和规律。施工工地监测点降尘集尘缸放置高度应距离地面3 m，必要时可以设在电线杆边，集尘缸与电线杆水平距离以0.5 m为宜（不得干扰道路交通）。

TSP和PM10测点应在施工工地下风向150 m内（据研究资料显示无围档的施工现场扬尘十分严重，扬尘污染范围在工地下风向250 m内，被影响地区的TSP浓度为0.512～1.503 mg/m3，是对照点的1.26～3.70倍；有围档的施工扬尘相对无围档时有明显的改善，但仍较严重，扬尘污染范围在工地下风向150 m之内，被影响地区的TSP浓度平均为0.421～1.042 mg/m3，是对照点的1.08～2.49倍。该次监测选择一个方向直线距离分别为50 m、100 m、150 m进行比较分析。

施工场地监测每次注明施工期具体阶段，如土方挖掘、现场堆放、土方回填、运输车辆行驶道路扬尘以及监测点位的风向等等，并对施工场地进行拍照留档。

说明：

A.采样仪器使用前须校准流量，定期维护，并填写好使用记录。

B.经常检查TSP、PM10采样头是否漏气，当滤膜安放正确，采样后滤膜伤颗粒物与四周白边之间出现界限模糊时，则应更换滤膜密封垫。

C.TSP、PM10采样结束后，佩戴手套，打开采样头，并用镊子轻轻取下滤膜，采样面向里，将滤膜对折，放入号码相同的滤膜袋中。取滤膜时，如发现滤膜损坏，或滤膜上尘的边缘轮廓不清晰、滤膜安装歪斜等，表示采样时漏气，则本次采样作废，需重新采样。

D.集尘缸放置高度应距离地面5～12 m。在某一区域内采样，各采样点集尘缸的放置高度尽力保持在大致相同的高度。若放置屋顶平台上，采样口应距平台1～1.5 m，避免平台扬尘的影响。

E.集尘缸的支架应该稳定并坚固，以防被风吹倒或摇摆。

F.降尘须在清洁点设置对照点

3.3 采样设备及监测分析人员配置

空气采样：中流量大气采样器14台、线圈7个、采样袋、TSP和PM10滤膜、风向风速气象参数仪1台、照相机1台、放降尘缸的架子14座、集尘缸7个以及手套镊子等。监测用车大型一辆、监测人员3～4人，综合协调2人。

3.4 数据分析

（1）TSP

通过大气采样器TH-150对招商北固湾总悬浮颗粒物进行监测，后经实验室分析所得数据制表如表3。

根据《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二类区TSP浓度标准值为0.3mg/m3。二类区的招商北固湾总悬浮颗粒物浓度超标率达到100%。12月4至5日项目所在区域内的总悬浮颗粒物浓度均值均为0.408 mg/m3，6日的总悬浮物浓度均值为0.356 mg/m3，较前两天的数据相比，大气环境质量略有好转。通过表3数据制得柱形图如图2，折线图如图3所示。

由图2图3可以看出，在三天监测日中招商北固湾东部总悬浮颗粒物浓度均达到峰值，对于东南西北四个方向上的点位，南部均为最低值，项目所在地主导风向下风向50 m处的镇江航运点位，在所有点位中总悬浮颗粒物浓度处于最低值。项目所在地西部北部，为主导风向的上风向，受项目扬尘污染影响较小，项目所在地东部南部为主导风向下风向，所得的监测数据相对较高，受项目扬尘污染影响比较大。由此可见，项目所在地所造成的扬尘污染，随着主导风向下风向的距离递减。

（2）降尘

空气中可沉降的颗粒物，沉降在装有乙二醇水溶液做收集液的集尘缸内，经蒸发、干燥、称重后，得出的称量数据，经过公式计算得出降尘量，绘制表4如下。通过表4数据制得折现图如图4，通过表4数据制得柱形图如图5。

从表4数据可以看出，招商北固湾东部与南部的数值为峰值，项目所在地西部降尘量为最低值。同时，项目所在地东部与置业新城（主导风向下风向100 m处）点位的降尘量接近，项目所在地西部与镇江航运管理处（主导风向下风向50 m处）点位的降尘量数值接近。可见在布置降尘点位时，无需再布置主导风向下风向50 m、100 m，只需考虑项目所在地四个方向上的点位即可。置业新城点位较镇江航运点位相比，从理论上来说受项目所在地影响的降尘量应该处于递减状态，实际监测数据显示降尘量有所增加，原因在于以下两点，其一，置业新城属于居住区，受到居民区内建筑施工扬尘、道路扬尘、土壤风沙尘等因素的干扰；其二，镇江航运点位布设高于置业新城点位，而降尘量相比则相反，在同一风向相近距离的情况下，降尘量随着点位高度的增加而递减。

从图5柱形图和图4折线图可以看出，项目所在地东部、南部降尘量最高，原因在于项目所在地受季风影响比较显著，秋冬季常为西北风，东部南部为主导风向下风向，受项目所在地施工影响较大。西部和北部为项目所在地主导风向上风向，所以受到施工扬尘影响较弱。可见，降尘量受风向影响比较明显。

降尘和TSP量的测定均能反应一定区域内扬尘对环境的污染程度。降尘量监测天数必须为30天以上，否则无法进行比较，对监测结果的准确性影响较大。

4 讨论

调查发现，施工过程中现场风速和起尘物质的含水率是影响扬尘排放的主要影响因素。起尘方式主要是和人员操作活动直接相关，所以人为操作活动直接影响扬尘量。所以针对这两方面，提出如下的防治措施endprint

（1）在施工期间做好具体的防护措施，对整个建筑施工地设置围挡降低风速影响，并提出有效规定，在一定风速下禁止施工，从而避免大风天进行施工作业

（2）减少颗粒物的暴露量，料物堆放处添加覆盖物或防尘网，施工裸地处加强绿化

（3）地面/路面及其他施工操作处要及时洒水，增加灰尘含水率

（4）要做好工地及周边道路清洁工作，减少车辆进出产生的二次扬尘尤为重要。

除此之外，建议管理部门强化对建设工程施工现场的管理和监督，各相关部门之间建立有效的合作机制。严格执行扬尘污染防治的政策，加大对建设施工造成的扬尘污的染处罚力度。最重要的还是推动更具针对性的/更加规范化/细化/明确的建筑施工扬尘污染控制法律法规的出台，增加管理与防治的可操作性。

参考文献

[1] Cbow J C，Liu C S，Cassmassi J，et al. A Neighborhood-scale Study of PM10 Source Contributions in Rubidoux[J].California Atmospheric Environment，1992（26A）：693-706.

[2] 连正豪，吕拥军.上海市吴泾工业区扬尘污染治理中降尘监测的影响[J].北方环境，2013，25（6）.

[3] Watson J G，Chow J C，Pace T G.Fugitive Dust Emissions.In： Davis W T，Editor.Air Pollution Engineering Manual.Hoboken： John Wiley & Sons，2000.117-135.

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[6] Dockery D W，Pope C A.Acute respiratory effects of particulate air pollution.Ann Rev[J].Public Health，1994（15）：107-132.

[7] Flocchini R G，Cahill T A，et al.Study of fgitive PM10 emissions from selected agricultural practices on selected agricultural soils[J].Journal of the Air & Waste Management Association，2005，1206-1240.endprint

（1）在施工期间做好具体的防护措施，对整个建筑施工地设置围挡降低风速影响，并提出有效规定，在一定风速下禁止施工，从而避免大风天进行施工作业

（2）减少颗粒物的暴露量，料物堆放处添加覆盖物或防尘网，施工裸地处加强绿化

（3）地面/路面及其他施工操作处要及时洒水，增加灰尘含水率

（4）要做好工地及周边道路清洁工作，减少车辆进出产生的二次扬尘尤为重要。

除此之外，建议管理部门强化对建设工程施工现场的管理和监督，各相关部门之间建立有效的合作机制。严格执行扬尘污染防治的政策，加大对建设施工造成的扬尘污的染处罚力度。最重要的还是推动更具针对性的/更加规范化/细化/明确的建筑施工扬尘污染控制法律法规的出台，增加管理与防治的可操作性。

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（1）在施工期间做好具体的防护措施，对整个建筑施工地设置围挡降低风速影响，并提出有效规定，在一定风速下禁止施工，从而避免大风天进行施工作业

（2）减少颗粒物的暴露量，料物堆放处添加覆盖物或防尘网，施工裸地处加强绿化

（3）地面/路面及其他施工操作处要及时洒水，增加灰尘含水率

（4）要做好工地及周边道路清洁工作，减少车辆进出产生的二次扬尘尤为重要。

除此之外，建议管理部门强化对建设工程施工现场的管理和监督，各相关部门之间建立有效的合作机制。严格执行扬尘污染防治的政策，加大对建设施工造成的扬尘污的染处罚力度。最重要的还是推动更具针对性的/更加规范化/细化/明确的建筑施工扬尘污染控制法律法规的出台，增加管理与防治的可操作性。

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[7] Flocchini R G，Cahill T A，et al.Study of fgitive PM10 emissions from selected agricultural practices on selected agricultural soils[J].Journal of the Air & Waste Management Association，2005，1206-1240.endprint