高速公路路面扬尘防治与成本控制研究

韩少坤，张丽蓉，刘小艳，李田雨

1.河南省交通科学技术研究院有限公司，河南 郑州 450006

2.河南交通职业技术学院，河南 郑州 450015

3.河海大学力学与材料学院，江苏 南京 210098

近年来，我国北方地区空气污染严重，尤其是秋冬季节，北方多地开启雾霾模式，各地纷纷打响空气污染攻坚战。当前，由于人们受环境污染后生活质量会显著下降，身体健康、生产活动也会受到影响，人们已经越来越注重环境污染给自身带来的不利影响[1-2]。在中国大气环境污染同样困扰着人民，大气污染物排放总量只升不降，且防治困难[3]。要解决大气污染威胁人们的健康问题，就必须改善大气生态环境，对其进行积极防治。

为进一步贯彻落实关于大气污染防治工作的有关部署，国家出台了《中华人民共和国大气污染防治法》，河南省也出台了《河南省2015 年度蓝天工程实施方案》《河南省公路水运工程施工扬尘污染防治标准》《河南省交通运输行业公路扬尘污染防治暂行办法》《河南省高速公路路面扬尘防治指导意见（试行）》等相关文件。

1 道路扬尘介绍

1.1 路面扬尘的定义

扬尘一般是由自然源和人为源产生的一种复杂混合源，其中路面扬尘主要是指在诸如风力、车辆行驶、行人流动等外界动力的作用和影响下，降落到路面上的灰尘被扬起进入大气环境中形成悬浮颗粒的现象[4]。通常情况下，路面扬尘有四种不同形式，即道路扬尘、施工扬尘、土壤扬尘和堆场扬尘。路面扬尘由大小不同粒径的颗粒物组成，大粒径颗粒物受重力作用的影响，会很快降落到地面，如粒径大于100μm 颗粒物；小粒径颗粒物，受重力作用不明显，可较长时间漂浮在空气中，人类呼吸后，会对人体造成一定的伤害，如粒径小于100μm 的TSP、PM10 和PM2.5等颗粒物。

1.2 路面扬尘的来源

路面扬尘是混合污染源，来源复杂，主要源于路面破损、路面清扫过程、路面施工过程、车辆车身及车轮上附着的泥土、汽车运输货物中的遗撒、车轮磨耗、大气降尘、路面周边裸露的黄土和未施工路面泥沙的转移等[4]。路面扬尘在汽车碾压和气流夹带的作用下，重新分散到大气环境中成为二次源。

1.3 路面扬尘的危害性

路面扬尘所带来的空气颗粒悬浮物会影响城市的可见度以及市容市貌，使政府需要花费更多财力来保证城市的市容干净和整洁，进而影响城市的经济发展、投资环境及城市整体的发展前景。同时，路面扬尘悬浮的颗粒还会加重城市雾霾，干扰市民的通行，更重要的是对市民的身心健康产生严重的侵害。造成这一现象主要是因为道路扬尘的颗粒物中混合着多种有毒金属元素和化学物质，伴随着人体的呼吸通过呼吸道进入体内，进而直接破坏人体健康。有研究表明[5]，扬尘颗粒物中直径为30 ～1×108pm 的颗粒物更容易停留在人体口腔，10 ～30pm 的颗粒物易沉积在人体鼻腔，而小于10pm 的悬浮颗粒物会在人的气管、支气管和肺部等器官中积聚，有些细微颗粒甚至会随着血液循环或在人体肺部换气过程中进入人体其他器官。这些颗粒的直径越小，比表面积就越大，使其比大颗粒物更具有吸附性，空气中的化学物质和重金属等各种有毒物质就会吸附在小颗粒粉尘表面通过呼吸进入人体，从而加大癌症的发病率，也极大增加了人们呼吸系统疾病的死亡率[6]。魏金枝[7]利用大鼠为实验对象，对大鼠在路面扬尘环境中的生存状况进行了研究，结果表明在路面扬尘的环境中，大鼠的肺部及支气管的损伤最为严重，且具有一定的致突变性。当人们长期在这种路面扬尘颗粒悬浮物密集的环境中生活，呼吸系统的发病率会大幅度增加，对于患有呼吸系统疾病的患者，其致死的风险也极大增加。

2 道路扬尘排放现状及其防治措施

2.1 道路扬尘排放的研究现状

国内外学者对于道路扬尘排放的研究较多，起步也较早，但对道路扬尘污染的分析测试能力较低，对扬尘的危害性认识还不全面，使路面扬尘源污染排放的研究发展较为缓慢。20 世纪60 年代，人们开始逐渐重视自身的身体健康问题，因此对道路扬尘排放危害性的研究也得到了进一步的发展，对道路扬尘污染的分析测试方法进行了改进和完善，并提高了分析测试的仪器精准度。目前，道路扬尘问题的研究重点在于扬尘排放因子的测试、扬尘的化学组分及其排放特征分析、扬尘的毒性、扬尘抑尘剂的生产和使用等诸多问题。有研究成果表明[8]，道路扬尘的排放问题与道路车流量、行车荷载大小、道路尘负荷、扬尘悬浮颗粒物粒径大小差异以及风速和风向等有着密切的关联。

2.2 道路扬尘排放防治措施

（1）研发、应用抑尘剂。近年来，各国都在对抑尘剂研究，也取得了一定成果。现有的抑尘剂主要类型有黏结型、湿润型、吸湿保水型和多功能复合型，如美国的Coherex，英国的Wesling-120 抑尘剂，波兰的卡波，中国的树脂抑尘剂、块煤生产黏尘剂、矿山高效抑尘剂等。然而，这些抑尘剂功能单一，使用效果不是很理想。近几年逐渐研发出适用范围广且效果较好的复合型抑尘剂，可用于道路扬尘、建筑施工、混凝土搅拌站、粉尘加工车间等，可快速、持久地抑制扬尘，显著降低环境中的扬尘污染，具有较好的经济效益和良好生态环境保护效果。

（2）加强制度建设。为降低路面扬尘污染给人类带来的危害，我国各省市积极出台了路面扬尘污染防治政策，大力开展路面扬尘治理工作，有效减少了路面扬尘，降低了PM2.5、PM10 的含量，改善了路面行车环境。其中，河南省交通部门根据防治形式和要求，在充分调研的基础上结合该省高速公路实际情况，出台了《运营高速公路路面扬尘污染防治要求》地方标准，使扬尘防治工作更加规范化、制度化、机械化。该标准在日常保洁防尘、日常维修防尘、养护工程防尘、收费站服务区建筑施工防尘等方面提出了具体的防治措施，加大了高速公路扬尘污染治理投入，增添了人员配备和清洁机械，加大了清洁机械的作业次数，能有效节省劳动力、物力和作业时间。高速公路实现了养护保洁以“机械为主，人工为辅”的工作目标，保洁效率明显提高，控尘抑尘效果明显，改善了空气质量，具有较大的社会效益。

3 扬尘防治费用的计算及存在问题

扬尘污染初期治理费用标准主要集中在贮煤、焦（沙、石开采存储）场所、房屋建设、拆迁工地、新建道路施工等，运营期高速公路路面扬尘污染防治方面缺少相关标准，尤其在河南省运营期高速公路路面扬尘污染防治费用标准方面的相关计价依据还处于缺失状态。

通过对河南省运营高速公路路面保洁、扬尘防治措施进行调研分析发现，河南省高速公路路面扬尘污染防治费用主要考虑机械设备的采购费、折旧费、修理费、燃油费、人工费和台班基价，以及天气、车流量、公里数以及车道数量。目前，高速公路扬尘治理选用的设备多为燃油设备，结合近些年的环保要求，建议考虑使用纯电动设备；行车道、超车道以及紧急车道的作业难度与危险系数差别较大，建议根据实际情况制定不同的费用标准。

4 结束语

路面扬尘在加重城市的灰霾污染、降低城市能见度、破坏城市景观、增加城市清洁成本的同时，还对城市发展的投资价值和取向产生了不利的影响。与此同时，路面扬尘还会损害市民的身心健康，影响人的寿命。标准《高速公路扬尘治理要求》（DB/T 1822—2019）的出台，明确了扬尘治理工作中具体工作要求，对高速公路扬尘治理工作有了具体的量化考核指标，有利于促进相关工作稳步推进。