淺析城市道路揚塵污染治理

汪 澍

當前在國內(nèi)許多省市區(qū)，灰霾、霧霾、沙塵暴頻繁出現(xiàn)，讓我們不得不重新思考環(huán)境治理的問題。我們甚至為前些年注重快速發(fā)展經(jīng)濟而忽視環(huán)境保護所付出的沉重代價而開始懊悔。其中，控制道路揚塵污染就是一項重要內(nèi)容，它對提高環(huán)境空氣質(zhì)量和減少身體疾病大有好處，因此已經(jīng)成為城市揚塵污染控制的重點之一。

許多研究結(jié)果表明，道路揚塵是城市空氣顆粒物的一個主要來源。道路揚塵，是指道路、街道上的積塵在一定的動力條件(風力、機動車碾壓或人群活動)的作用下，一次或多次揚起并混合，進入到環(huán)境空氣中形成一定粒徑分布的顆粒物。由于道路的面積很大，占城市面積的10%以上，所以道路粉塵對TSP(總懸浮顆粒物)的“貢獻”不容忽視；因此，在消煙除塵和提高機動車尾氣排放標準的同時，開展針對道路粉塵來源分析和治理方法的探索研究，對于今后我國改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

1 城市道路粉塵的主要來源

城市道路分為鋪裝道路和未鋪裝道路，一般前者占絕大部分。其中：

鋪裝道路塵的來源十分復雜，主要有：(1)鄰近地區(qū)因風蝕、水蝕作用帶來的泥沙與塵土；(2)機動車攜帶泥塊、沙塵、物料等抖落遺撒等；(3)機動車行駛造成自身磨損與消耗(如輪胎、剎車墊的磨損，尾氣凈化裝置的老化與消耗等)及尾氣排放；(4)路面老化破損后被碾壓形成的顆粒物；(5)冰雪天氣施灑沙粒及鹽水形成的顆粒物；(6)生物碎屑，如枯枝落葉，草坪、樹木修剪時遺留的碎屑，經(jīng)過干燥、碾壓形成顆粒物；(7)廢物丟棄、潑灑，如煙蒂、紙屑等垃圾；(8)大氣降塵。

未鋪裝道路塵則主要是由道路自身破損形成的。

2 道路粉塵污染研究現(xiàn)狀

通常，衡量道路起塵能力的指標是道路粉塵排放因子。排放因子是一特征值，反映了排污活動與污染物排放量之間的關系，一般表示為單位質(zhì)量、單位體積、單位距離、單位時間內(nèi)排放的污染物的質(zhì)量。道路粉塵排放與道路積塵負荷及道路上行使車輛的平均重量有密切關系。

道路積塵量，指單位面積路面上某一粒徑范圍內(nèi)的顆粒物的重量，幾何粒徑75 μm以下的積塵量稱為積塵負荷。道路積塵量，因道路類型的不同而有差異。城市道路，按照功能可劃分為快速路、主干道、次干道和支路。一般而言，非機動車道的積塵量普遍高于同一等級的機動車道，快速路與支路的積塵量大體上高于主干道和次干道。

有研究人員曾對北京城區(qū)內(nèi)部的道路積塵量給予測定。例如，北京市道路積塵量在環(huán)線上約為5.0 g/m2，二環(huán)以內(nèi)為6.6 g/m2，二三環(huán)之間為8.7 g/m2，三四環(huán)之間為11.4 g/m2，支路為22.0 g/m2，受市政施工影響的路段高達180 g/m2。

道路積塵量也會隨季節(jié)發(fā)生變化，許多地區(qū)冬春季節(jié)積塵量較大，而夏秋季節(jié)則較少。

3 道路粉塵治理措施

道路揚塵是城市揚塵的一種重要表現(xiàn)形式。對于顆粒物來說，道路粉塵既是源，又是匯，因此控制道路揚塵污染，一方面需對道路塵的源頭加以控制，另一方面應設法減少路面積塵量。

3.1 從源頭治理是道路粉塵控制的一個重要方面。源頭治理的目的是減小道路作為顆粒物的匯的作用，從而減少道路揚塵?？茖W合理地對道路進行綠化，采用草、灌木、喬木相結(jié)合的立體綠化方式，消滅裸露地面如樹坑等，以減少風蝕和水蝕作用。加強施工工地和廠礦區(qū)管理，強化抑塵措施，特別是出入工地車輛，應實施封閉運輸、車身清洗等措施，實行施工路段保潔制度。根據(jù)污染者付費以及誰污染誰治理等原則，建立健全空氣顆粒物開放源管理制度，實行顆粒物排放收費制度。

3.2 道路積塵是道路揚塵的直接貢獻者，積塵量越小則道路揚塵濃度越小?？刂频缆贩e塵量，應當從技術措施和控制標準雙管齊下。從技術措施來看，有道路清掃、灑水沖刷、施灑路面穩(wěn)定劑、路面硬化等。

3.2.1 道路清掃分為人工清掃和機械清掃，前者效率很低，主要清除塊狀垃圾和較大的顆粒，同時清掃容易產(chǎn)生揚塵；后者包括滾掃、盤掃、掃+吸、吹+吸等，雖然相對人工清掃效率高許多，但對路面粒徑750 μm以下的顆粒物的顆粒物去除很難達標(研究發(fā)現(xiàn)上述清掃方式對黃土、河砂、水泥等3種質(zhì)地的顆粒物，其清掃效率均不足40%)。更要命的是，無論是人工清掃還是傳統(tǒng)的機械化清掃，往往在清理積塵量過大的道路時，還是路面粉塵的“制造者”。但近些年，一種由上海交大神舟汽車研發(fā)的JDS高效真空純吸式掃路車，卻因為其作業(yè)無揚塵、粉塵吸凈率高達98%、排放滿足PM2.0、無需灑水、無需掃刷、冬季應侯性強等獨有的多重優(yōu)點，成為目前道路粉塵機械化清理領域中的佼佼者。

3.2.2 灑水沖刷可增加道路塵的含水量，從而抑制起塵，同時直接沖洗道路積塵。但這種方式也不夠理想，存在以下缺點：(1)道路粉塵隨水流進入下水道時間一長容易堵塞；(2)浪費水資源；(3)冬季應侯性差，0 ℃以下無法作業(yè)；(4)灑水沖洗頻率和面積比例等重要參數(shù)仍需進一步研究。

3.2.3 施灑路面穩(wěn)定劑，可以固定道路積塵，使路面形成一定厚度的硬殼并保持一段時間。包括硬化路面，這些主要是針對未鋪裝道路。

從控制標準而言，就是要制定道路積塵限值標準，對道路積塵進行達標控制。對快速路、主干道、次干道和支路等不同等級的道路設置積塵量限值標準，用以評估道路塵的治理效果。但我國目前道路清掃及灑水沖洗，是根據(jù)《城市環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量標準》、城市市容標準規(guī)定、城市市容與環(huán)境衛(wèi)生管理條例來實施的，其中尚無道路積塵控制的明確規(guī)定以及相應的評估標準和技術方法。

4 純吸掃路車的廣泛使用有利于道路揚塵污染控制

道路塵污染控制，是一項綜合性工程，需要系統(tǒng)地研究其來源及特性，采取包括工程機械、生態(tài)學、環(huán)境與經(jīng)濟管理等多方面的原理和技術才能穩(wěn)妥進行，從而達到改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量的目標。接下來我想從純吸掃路車的特點上談談它有利于道路揚塵污染控制的原因。

JDS高效真空純吸式掃路車是2007年由上海神舟汽車團隊歷經(jīng)4年潛心研發(fā)的新一代掃路車產(chǎn)品。它的出現(xiàn)，顛覆了之前市面上的純掃、吸掃、洗掃和吹吸的傳統(tǒng)清掃方式，特別適用于道路粉塵及路面垃圾的收集。

4.1 首先，它是一款潔凈的清掃設備。

(1)該車采用單純真空負壓吸塵，掃刷涉及不到的路面縫隙和角落，其中的粉塵也一掃而凈，吸凈率高達98%以上。這讓傳統(tǒng)清掃設備望塵莫及。

(2)吸口單向進風，無掃刷旋轉(zhuǎn)、無滾刷擾動，更無氣流反吹，因此粉塵再大，作業(yè)時也能做到絕無二次揚塵。

(3)精度高達PM2.0的過濾裝置，可以實現(xiàn)粉塵與氣流徹底分離，含塵氣流進入風機前已是潔凈空氣，既不會對風機造成絲毫磨損，更不會發(fā)生“粉塵搬家”的排塵現(xiàn)象。

4.2 其次，它是一款不需灑水的清掃設備。

(1)純吸清掃，無需灑水降塵，因此不用考慮蓄水時間、蓄水容量、浪費水資源的問題。

(2)純吸清掃，無需灑水相伴，冬季應侯性較強。即便是-40 ℃的寒冬臘月，也可以照常作業(yè)。因此寒冷冬季不用考慮水箱加熱、水路保溫、作業(yè)后路面冰凍的問題。

(3)純吸清掃，無需高水壓沖洗，因此不用考慮污水收集和排放給環(huán)境造成的次污染問題。

4.3 再次，它是一款經(jīng)濟實惠的清掃設備。

(1)純吸清掃，沒有掃刷或滾刷，不需要考慮掃刷頻繁更換和角度調(diào)整，因此每年僅掃刷費用可以節(jié)省3萬～5萬元。

(2)純吸清掃，無需灑水，不需要考慮加水和每天用水量，因此每車每年可節(jié)省加水時間300 h，節(jié)省水費1萬元。

(3)它是一個作業(yè)速度相對較快的設備，相同清掃面積和清掃質(zhì)量條件下，每年相對人工清掃節(jié)省30萬元，相對傳統(tǒng)清掃設備節(jié)省10萬元。

4.4 最后，它是一款操作人性化的清掃設備。

(1)集成化控制面板，操作人員只需在駕駛室內(nèi)便可實現(xiàn)所有作業(yè)模式的控制和調(diào)整。

(2)從安全角度出發(fā)，電路、液壓、機械三重保護措施，保護人身安全和設備安全。

5 道路粉塵污染控制的研究展望

道路粉塵污染治理和控制是我們當前面臨的重要環(huán)境問題之一，許多方面尚待深入研究。首先，應該建立完整可行的道路塵監(jiān)測程序和方法，為動態(tài)地掌握道路揚塵污染狀況提供基礎數(shù)據(jù)；制定道路積塵限值標準，強化城區(qū)各等級道路管理，實行道路積塵量達標管理。其次，應該積極開發(fā)道路粉塵控制和治理技術，探索新的道路清掃方式，比如純吸道路清掃，并開展新技術和新設備的效益評估，尋求最佳經(jīng)濟點。再次，應該建立空氣顆粒物開放源管理和監(jiān)督制度，探索并建立空氣顆粒物排污收費機制，對包括工程建設、廠礦開發(fā)等在內(nèi)的顆粒物排放行為征收排污費，通過經(jīng)濟手段對形成道路塵污染直接或間接行為加以約束。

1.Ji X L, Jiang D H, Fei S M, et al. Road dust emission inventory for the metropolitan area of Shanghai City. Atmospheric Environment,1993, 27(11):1735～1741.

2.何建，肖保平. 成都市揚塵對大氣環(huán)境影響初探.四川環(huán)境，2002，(3)：68～71.

3.魏金枝，朱振崗，王賢珍，等. 哈爾濱市街道揚塵污染狀況分析.環(huán)境與健康雜志，1999，(1)：26～27.

4.邱洪斌，李興洲，趙宏宇，等. 街道揚塵粒徑特征及污染貢獻研究.黑龍江醫(yī)藥學，2002，(4)：27.

5.李鋼，樊守彬，鐘連紅，等. 北京交通揚塵污染控制研究.城市管理與科技，2004，(4):151～153.