煤炭碼頭不同起塵參數(shù)作用下的抑塵效果對比研究

周芳　季雪元

摘 要

含水率及作業(yè)落差是影響起塵的兩個(gè)人為控制參數(shù)，通過對比分析不同參數(shù)影響下的起塵源強(qiáng)和抑塵效果，明確了不同控制參數(shù)對起塵效果的影響。結(jié)果表明，靜態(tài)起塵和動(dòng)態(tài)起塵中裝卸作業(yè)落差均對防風(fēng)網(wǎng)措施抑塵效果的影響作用很大，隨著作業(yè)落差的增加，抑塵效果大大降低;動(dòng)態(tài)起塵中含水率對防風(fēng)網(wǎng)措施抑塵效果的影響作用很大，隨著含水率的增加，抑塵效果大大增加。

關(guān)鍵詞

煤炭碼頭;起塵量;抑塵效果

中圖分類號： X752 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 06 . 87

煤炭碼頭是產(chǎn)生粉塵污染的重要源頭，煤炭堆存過程由于自然因素和人為因素的影響，會(huì)給環(huán)境帶來比較嚴(yán)重的大氣污染問題。煤炭粉塵污染源主要來自堆存過程中風(fēng)蝕作用，以及裝卸船、堆取料過程，前者為靜態(tài)起塵，后者為動(dòng)態(tài)起塵。準(zhǔn)確估算煤炭碼頭？碼頭的靜態(tài)起塵量和動(dòng)態(tài)起塵量，是預(yù)測和防治粉塵顆粒物污染的前提和基礎(chǔ)，在此，我們采用交通運(yùn)輸部出臺(tái)的《港口建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)規(guī)范》（JTS105-1-2011）[1]（以下簡稱《規(guī)范》）進(jìn)行粉塵源強(qiáng)的估算。風(fēng)蝕揚(yáng)塵過程是發(fā)生在空氣流與粉塵顆粒物在界面上的復(fù)雜動(dòng)力過程，主要受風(fēng)速、物料種類、含水率等方面的因素影響[2-3]。堆取料起塵過程是機(jī)械設(shè)備堆取料過程中由于作業(yè)落差產(chǎn)生粉塵的過程，主要受到含水率、作業(yè)落差等方面的因素影響[4-5]。可見，風(fēng)速、含水率、作業(yè)落差是影響產(chǎn)塵的三個(gè)重要因素，由于風(fēng)速處于常年變化狀態(tài)，且不受人為控制，本文僅分析含水率、作業(yè)落差對粉塵污染源強(qiáng)和擴(kuò)散影響。

煤炭起塵源強(qiáng)估算，僅反應(yīng)粉塵起塵總量的問題，不能準(zhǔn)確描述粉塵的擴(kuò)散范圍和影響大小，為進(jìn)一步分析不同起塵參數(shù)作用下的抑塵效果，為選擇最佳的抑塵措施比選提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)，在進(jìn)行煤炭粉塵源強(qiáng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，建立不同抑塵效果模型實(shí)驗(yàn)方案，分析不同參數(shù)影響下的粉塵最大落地濃度和占標(biāo)率，對比分析在不同情景下的影響大小和擴(kuò)散規(guī)律，從而分析不同的抑塵效果。

1 煤炭粉塵源強(qiáng)估算

首先進(jìn)行港口煤炭粉塵源強(qiáng)估算，通過收集風(fēng)速、風(fēng)向等氣象資料，結(jié)合現(xiàn)狀資料，采用《港口建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)規(guī)范》（JTS105-1-2011）中大氣污染物的污染源強(qiáng)估算公式[6]進(jìn)行分析，得到粉塵起塵的源強(qiáng)估算結(jié)果（表1）。

由表1可見，靜態(tài)起塵量隨著含水率的增加，TSP、PM10、PM2.5的產(chǎn)生量大幅度減少;在作業(yè)落差一定情況下，動(dòng)態(tài)起塵量隨著含水率的增加，TSP、PM10、PM2.5的產(chǎn)生量大幅度減少;在含水率一定情況下，隨著動(dòng)態(tài)起塵量隨著作業(yè)落差的增加，TSP、PM10、PM2.5的產(chǎn)生量大幅度增加。

2 建立煤炭堆存系統(tǒng)防風(fēng)抑塵模型

本文針對煤炭堆存系統(tǒng)抑塵模型的參數(shù)選取不同，將形成不同抑塵效果模型實(shí)驗(yàn)方案，結(jié)合大氣污染源強(qiáng)匯總結(jié)果，采用AERMOD軟件進(jìn)行模擬預(yù)測[7]，分析粉塵擴(kuò)散規(guī)律和影響大小。

將建立四種不同情景下的抑塵效果模型實(shí)驗(yàn)方案，分別為（1）靜態(tài)起塵w=4%，動(dòng)態(tài)起塵w=4%、H=1條件下;（2）靜態(tài)起塵w=7%，動(dòng)態(tài)起塵w=7%、H=1條件下;（3）靜態(tài)起塵w=4%，動(dòng)態(tài)起塵w=4%、H=1.5條件下;（4）靜態(tài)起塵w=7%，動(dòng)態(tài)起塵w=7%、H=1.5條件下，本文將在此模型實(shí)驗(yàn)方案下，對不同情境進(jìn)行大氣預(yù)測分析。

3 不同參數(shù)影響下擴(kuò)散模型預(yù)測結(jié)果

3.1 含水率變化影響下抑塵效果對比

當(dāng)動(dòng)態(tài)起塵參數(shù)裝卸作業(yè)落差H=1，靜態(tài)起塵參數(shù)（w）由4%提升為7%時(shí)，顆粒物TSP、PM10、PM2.5的最大落地濃度由0.94mg/m3、0.23mg/m3、0.14mg/m3降低為0.23mg/m3、0.06mg/m3、0.04mg/m3，占標(biāo)率由299%、154%、185%降低為77%、40%、48%。跟含水率取4%時(shí)相比，堆存產(chǎn)生顆粒物的TSP、PM10、PM2.5最大落地濃度降低了0.71mg/m3、0.17mg/m3、0.10mg/m3，占標(biāo)率降低了222%、114%、137%。

當(dāng)動(dòng)態(tài)起塵參數(shù)裝卸作業(yè)落差H=1.5，靜態(tài)起塵參數(shù)（w）由4%提升為7%時(shí)，顆粒物TSP、PM10、PM2.5的最大落地濃度由1.34mg/m3、0.34mg/m3、0.21mg/m3降低為0.35mg/m3、0.09mg/m3、0.05mg/m3，占標(biāo)率由445%、230%、277%降低為116%、60%、73%。跟含水率取4%時(shí)相比，堆存產(chǎn)生顆粒物的TSP、PM10、PM2.5最大落地濃度降低了0.99mg/m3、0.25mg/m3、0.16mg/m3，占標(biāo)率降低了329%、170%、204%。

可見，在作業(yè)機(jī)械裝卸作業(yè)落差一定時(shí)，含水率增加會(huì)同時(shí)影響靜態(tài)起塵和動(dòng)態(tài)起塵，使得顆粒物產(chǎn)生量降低的同時(shí)，最大落地濃度和占標(biāo)率均大幅度降低。

3.2 裝卸作業(yè)落差變化影響下抑塵效果對比

當(dāng)靜態(tài)起塵參數(shù)w=4%，動(dòng)態(tài)起塵參數(shù)裝卸作業(yè)落差（H）由1變?yōu)?.5時(shí)，顆粒物TSP、PM10、PM2.5的最大落地濃度由0.94mg/m3、0.23mg/m3、0.14mg/m3增加為1.34mg/m3、0.34mg/m3、0.21mg/m3，占標(biāo)率由299%、154%、185%增加為445%、230%、277%。跟作業(yè)落差取1相比，堆存產(chǎn)生顆粒物的TSP、PM10、PM2.5最大落地濃度增加了0.4mg/m3、0.11mg/m3、0.07mg/m3，占標(biāo)率增加了146%、73%、92%。

當(dāng)靜態(tài)起塵參數(shù)w=7%，動(dòng)態(tài)起塵參數(shù)裝卸作業(yè)落差（H）由1變?yōu)?.5時(shí)，顆粒物TSP、PM10、PM2.5的最大落地濃度由0.23mg/m3、0.06mg/m3、0.04mg/m3增加為0.35mg/m3、0.09mg/m3、0.05mg/m3，占標(biāo)率由77%、40%、48%增加為116%、60%、73%。跟作業(yè)落差取1相比，堆存產(chǎn)生顆粒物的TSP、PM10、PM2.5最大落地濃度增加了0.12mg/m3、0.02mg/m3、0.01mg/m3，占標(biāo)率增加了39%、20%、25%。

可見，在含水率一定時(shí)，作業(yè)落差增加會(huì)影響動(dòng)態(tài)起塵，使得顆粒物產(chǎn)生量增加的同時(shí)，最大落地濃度和占標(biāo)率均大幅度增加。

4 結(jié)語

（1）不同起塵參數(shù)對煤炭碼頭靜態(tài)和動(dòng)態(tài)起塵效果有不同影響，靜態(tài)起塵受含水率影響較大，動(dòng)態(tài)起塵受到含水率和作業(yè)落差影響均較大。

（2）靜態(tài)起塵量隨著含水率的增加，TSP、PM10、PM2.5的產(chǎn)生量大幅度減少;在作業(yè)落差一定情況下，動(dòng)態(tài)起塵量隨著含水率的增加，TSP、PM10、PM2.5的產(chǎn)生量大幅度減少;在含水率一定情況下，動(dòng)態(tài)起塵量隨著作業(yè)落差的增加，TSP、PM10、PM2.5的產(chǎn)生量大幅度增加。

（3）當(dāng)機(jī)械裝卸作業(yè)落差一定時(shí)，含水率增加會(huì)同時(shí)影響煤炭碼頭的靜態(tài)起塵和動(dòng)態(tài)起塵，使得顆粒物最大落地濃度和占標(biāo)率均大幅度降低。當(dāng)含水率一定時(shí)，作業(yè)落差增加會(huì)影響動(dòng)態(tài)起塵，使得顆粒物最大落地濃度和占標(biāo)率均大幅度增加。

參考文獻(xiàn)

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