建筑施工中粉塵擴(kuò)散及安全距離研究

建筑行業(yè)的興起要?dú)w功于城市化的大力推進(jìn)，而城市化建設(shè)離不開(kāi)建筑業(yè)的發(fā)展，二者相依相存。在城市建筑的施工中，不但會(huì)生成有機(jī)物、噪音這種我們聞得到、聽(tīng)得見(jiàn)的環(huán)境污染，也會(huì)產(chǎn)生一些我們看不見(jiàn)、聽(tīng)不到的環(huán)境污染，它對(duì)人帶來(lái)的危害不亞于其他污染，這就是粉塵。

1 粉塵

1.1 粉塵的基本特性

在大氣中，存在一些大于分子的顆粒物。這些顆粒物可以凝結(jié)在空氣中固體和液體的懸浮體系上，例如水滴或者冰晶。在凝結(jié)和吸附在這些懸浮體系時(shí)，它們就會(huì)從氣體的介質(zhì)中分離出來(lái)，呈現(xiàn)一種堆積狀態(tài)。這種呈現(xiàn)堆積狀態(tài)的顆粒物就叫做粉體，俗稱(chēng)粉塵。粉塵可以分為可見(jiàn)粉塵、顯微鏡粉塵和超顯微鏡粉塵，它是根據(jù)粉塵粒子的大小和光學(xué)特性所劃分的?？梢?jiàn)粉塵的粒徑大于10微米，而超顯微鏡粉塵的粒徑卻小于0.25微米，差距非常之大。粉塵也可以通過(guò)其成分進(jìn)行分類(lèi)，一般有煤塵、石棉塵、巖塵、煙塵、水泥塵和動(dòng)植物粉塵等等;粉塵存在有毒、無(wú)毒和放射性粉塵;如果按照爆炸性質(zhì)劃分，粉塵中有易燃易爆粉塵和不可燃不可爆粉塵。

1.2 粉塵的物理特性

(1)粉塵可以粘附在任何器壁的表面，它們也可以相互附著，形成大顆粒粉塵。壁面的粗糙程度和氣流運(yùn)動(dòng)速度可以決定粉塵的吸附性。如果器壁的表面粗糙、具有很高的濕潤(rùn)性、荷電量大且形狀不規(guī)則就可以吸附大量的粉塵。管道和各種電氣裝置吸附了大量的粉塵，就會(huì)造成堵塞和不暢，尤其是對(duì)電氣裝置，可能造成電火甚至更為嚴(yán)重的事故。(2)上文我們提到，粉塵可以吸收水分，這就是粉塵的濕潤(rùn)性物理特點(diǎn)。粉塵可以在空氣壓力以及液體表面張力擴(kuò)大時(shí)，增加自己的濕潤(rùn)性。粉塵的濕潤(rùn)性促使它可以適應(yīng)一些特殊環(huán)境。在環(huán)境潮濕的地方，就是大量粉塵聚集的地方。(3)粉塵在空氣中的產(chǎn)生就是摩擦、碰撞、放電和相互接觸的過(guò)程。粉塵可以附著一些和電量，它與溫度和含水率有關(guān)。因?yàn)榉蹓m可以荷電化，所以荷電化后的粉塵也能引起物理性質(zhì)的改變，比如爆炸。(4)粉塵濃度在超過(guò)特定閾值的情況下就會(huì)產(chǎn)生爆炸，這是由于粉塵和空氣中的混合物發(fā)生了接觸并超出了濃度上限值。粉塵是具有著火點(diǎn)的，也就是粉塵著火的最低溫度，這取決于粉塵的濕度、粒徑、氧氣濃度、通風(fēng)情況和種類(lèi)。當(dāng)粉塵越細(xì)，粉塵的著火點(diǎn)越低，越有可能發(fā)生爆炸。

1.3 粉塵的擴(kuò)散

粉塵的擴(kuò)散和兩個(gè)因素有關(guān)，他們是安息角和滑動(dòng)角。這是由粉塵的兩種運(yùn)動(dòng)規(guī)律所決定的。因?yàn)榉蹓m會(huì)做落到水平面上的運(yùn)動(dòng)，所以粉塵粒子掉落在水平面上所形成的錐體母線就會(huì)和水平面形成夾角，這種夾角一般都在35°到55°之間。

粉塵在水平面上自然堆積會(huì)形成一個(gè)傾斜運(yùn)動(dòng)，在做傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)，粉塵在滑動(dòng)中會(huì)與水平面形成傾角，這種傾角一般在40°到55°之間。

上文提到的兩種粉塵運(yùn)動(dòng)和水平面形成的夾角和傾角就是安息角與滑動(dòng)角。這兩種運(yùn)動(dòng)角提供了對(duì)粉塵流動(dòng)性的重要指標(biāo)和評(píng)價(jià)，同時(shí)，粉塵兩種運(yùn)動(dòng)角度的形成也與粉塵的粒徑、含水率、顆粒形狀、顆粒表面光滑程度和粉塵粘性有關(guān)。

1.4 建筑施工中粉塵的危害

按照粉塵的擴(kuò)散和產(chǎn)生機(jī)理來(lái)講，粉塵的來(lái)源可以很廣，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦業(yè)、建筑業(yè)都可以產(chǎn)生粉塵。但是對(duì)于城市來(lái)說(shuō)，建筑業(yè)所帶來(lái)的粉塵是最為貼近人們生活的一種。城市建筑業(yè)所帶來(lái)的過(guò)量粉塵不但可以潛在的危害到城市人的健康，也可能產(chǎn)生可見(jiàn)的火災(zāi)和爆炸事故。雖然我國(guó)的建筑業(yè)能夠?yàn)閲?guó)家GDP帶來(lái)高達(dá)6.6%以上(2013年度)以上，大約400000億元的增值，但是，建筑業(yè)所帶來(lái)的自然環(huán)境污染也是不容忽視的，這一問(wèn)題也在困擾著世界各地城市的發(fā)展。例如在美國(guó)，每年有多達(dá)300名以上的建筑工人死于矽肺病。而在我國(guó)從2000年到2013年間，每年死于矽肺病的人數(shù)從565人增加至少1500人。這些人大部分從事建筑行業(yè)，占到了死亡人數(shù)的七成。根據(jù)英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的BS6069標(biāo)準(zhǔn)定義，建筑活動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生大量不超過(guò)75微米的二氧化硅粉塵，也就是矽塵。這種矽塵會(huì)嚴(yán)重惡化周?chē)h(huán)境，也可以對(duì)人產(chǎn)生致命的健康影響。長(zhǎng)期暴露在含有高濃度的矽的環(huán)境下，就會(huì)導(dǎo)致矽肺病。在香港，每年都會(huì)有至少200例的矽肺病患者。所以，在全球各地矽肺病已經(jīng)成為了一種十分普遍的職業(yè)病。

粉塵擴(kuò)散帶給社會(huì)的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅僅針對(duì)于人。由于粉塵自身帶荷電，如果對(duì)粉塵處理不當(dāng)，就可能因?yàn)樗c空氣混合物等適宜環(huán)境下的作用與反應(yīng)而產(chǎn)生爆炸和火災(zāi)。尤其是對(duì)建筑單位來(lái)說(shuō)，這種事故在發(fā)生前先兆并不明顯，而一旦發(fā)生危害巨大，不僅對(duì)人造成傷害也會(huì)破壞建筑物，直接造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 粉塵的監(jiān)測(cè)方法

根據(jù)上文提到的兩種粉塵運(yùn)動(dòng)基本特性和流動(dòng)范圍，由于粉塵在下落過(guò)程中它的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)隨著空氣的流動(dòng)而改變，最后導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)而擴(kuò)散污染環(huán)境。我們可以在指定區(qū)域進(jìn)行多點(diǎn)監(jiān)測(cè)。通過(guò)真空泵收集粉塵樣本，并通過(guò)國(guó)家污染的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)粉塵的污染程度作出結(jié)論。即將粉塵的污染度劃分類(lèi)別，可分為吸入顆粒物為0.05㎎/m3、0.15㎎/m3、0.25㎎/m3的一、二、三級(jí)污染物，然后并按照粉塵級(jí)別進(jìn)行分類(lèi)的治理。

3 基于安全距離的建筑施工粉塵治理對(duì)策

所謂粉塵擴(kuò)散防范的安全距離，就是指為了防止人體或其他事物受到粉塵擴(kuò)散的危害，在粉塵與人和其他事物設(shè)施之間所設(shè)定的一定距離。為了在現(xiàn)實(shí)中能夠有效的治理和防范粉塵擴(kuò)散，本文提供了以下幾種相應(yīng)對(duì)策。

3.1 灑水防塵

這是一種成本較低且操作簡(jiǎn)單的方法，利用灑水防粉塵的原理就是增大粉塵中水分的含量，因?yàn)樗畾鈺?huì)凝結(jié)在粉塵顆粒上，增加粉塵的重量，從而降低粉塵的機(jī)動(dòng)性和濃度，避免粉塵的擴(kuò)散。這是一種比較常見(jiàn)的物理除塵法。

3.2 高壓噴霧防塵

高壓噴霧防塵相對(duì)灑水防塵更具有針對(duì)性，它可以進(jìn)一步的降低粉塵的濃度。高壓噴霧防塵法應(yīng)該結(jié)合粉塵源頭進(jìn)行跟蹤并清理，從根源上扼制粉塵的擴(kuò)散，這在工地中極為常見(jiàn)。

3.3 加強(qiáng)防塵工作的人治管理

大量粉塵的擴(kuò)散終歸還是人為造成的，所以我們認(rèn)為加強(qiáng)防塵工作的根本還是加強(qiáng)人治，從主觀上減少粉塵所帶來(lái)的污染。施工單位應(yīng)該樹(shù)立相應(yīng)的管理?xiàng)l例，細(xì)化施工人員的規(guī)范管制。比如在施工前要準(zhǔn)備好一切必要的防塵設(shè)備如抽風(fēng)機(jī)、噴霧器、密封蓋布等等。對(duì)工地以及庫(kù)房做好清潔工作。在施工中，規(guī)范一些可能出現(xiàn)揚(yáng)塵效果的施工動(dòng)作，做到施工設(shè)備的清潔，加強(qiáng)施工人員的環(huán)保意識(shí)。

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