高速公路路面揚塵防治與成本控制研究

韓少坤，張麗蓉，劉小艷，李田雨

1.河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，河南 鄭州 450006

2.河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450015

3.河海大學(xué)力學(xué)與材料學(xué)院，江蘇 南京 210098

近年來，我國北方地區(qū)空氣污染嚴(yán)重，尤其是秋冬季節(jié)，北方多地開啟霧霾模式，各地紛紛打響空氣污染攻堅戰(zhàn)。當(dāng)前，由于人們受環(huán)境污染后生活質(zhì)量會顯著下降，身體健康、生產(chǎn)活動也會受到影響，人們已經(jīng)越來越注重環(huán)境污染給自身帶來的不利影響[1-2]。在中國大氣環(huán)境污染同樣困擾著人民，大氣污染物排放總量只升不降，且防治困難[3]。要解決大氣污染威脅人們的健康問題，就必須改善大氣生態(tài)環(huán)境，對其進行積極防治。

為進一步貫徹落實關(guān)于大氣污染防治工作的有關(guān)部署，國家出臺了《中華人民共和國大氣污染防治法》，河南省也出臺了《河南省2015 年度藍(lán)天工程實施方案》《河南省公路水運工程施工揚塵污染防治標(biāo)準(zhǔn)》《河南省交通運輸行業(yè)公路揚塵污染防治暫行辦法》《河南省高速公路路面揚塵防治指導(dǎo)意見（試行）》等相關(guān)文件。

1 道路揚塵介紹

1.1 路面揚塵的定義

揚塵一般是由自然源和人為源產(chǎn)生的一種復(fù)雜混合源，其中路面揚塵主要是指在諸如風(fēng)力、車輛行駛、行人流動等外界動力的作用和影響下，降落到路面上的灰塵被揚起進入大氣環(huán)境中形成懸浮顆粒的現(xiàn)象[4]。通常情況下，路面揚塵有四種不同形式，即道路揚塵、施工揚塵、土壤揚塵和堆場揚塵。路面揚塵由大小不同粒徑的顆粒物組成，大粒徑顆粒物受重力作用的影響，會很快降落到地面，如粒徑大于100μm 顆粒物；小粒徑顆粒物，受重力作用不明顯，可較長時間漂浮在空氣中，人類呼吸后，會對人體造成一定的傷害，如粒徑小于100μm 的TSP、PM10 和PM2.5等顆粒物。

1.2 路面揚塵的來源

路面揚塵是混合污染源，來源復(fù)雜，主要源于路面破損、路面清掃過程、路面施工過程、車輛車身及車輪上附著的泥土、汽車運輸貨物中的遺撒、車輪磨耗、大氣降塵、路面周邊裸露的黃土和未施工路面泥沙的轉(zhuǎn)移等[4]。路面揚塵在汽車碾壓和氣流夾帶的作用下，重新分散到大氣環(huán)境中成為二次源。

1.3 路面揚塵的危害性

路面揚塵所帶來的空氣顆粒懸浮物會影響城市的可見度以及市容市貌，使政府需要花費更多財力來保證城市的市容干凈和整潔，進而影響城市的經(jīng)濟發(fā)展、投資環(huán)境及城市整體的發(fā)展前景。同時，路面揚塵懸浮的顆粒還會加重城市霧霾，干擾市民的通行，更重要的是對市民的身心健康產(chǎn)生嚴(yán)重的侵害。造成這一現(xiàn)象主要是因為道路揚塵的顆粒物中混合著多種有毒金屬元素和化學(xué)物質(zhì)，伴隨著人體的呼吸通過呼吸道進入體內(nèi)，進而直接破壞人體健康。有研究表明[5]，揚塵顆粒物中直徑為30 ～1×108pm 的顆粒物更容易停留在人體口腔，10 ～30pm 的顆粒物易沉積在人體鼻腔，而小于10pm 的懸浮顆粒物會在人的氣管、支氣管和肺部等器官中積聚，有些細(xì)微顆粒甚至?xí)S著血液循環(huán)或在人體肺部換氣過程中進入人體其他器官。這些顆粒的直徑越小，比表面積就越大，使其比大顆粒物更具有吸附性，空氣中的化學(xué)物質(zhì)和重金屬等各種有毒物質(zhì)就會吸附在小顆粒粉塵表面通過呼吸進入人體，從而加大癌癥的發(fā)病率，也極大增加了人們呼吸系統(tǒng)疾病的死亡率[6]。魏金枝[7]利用大鼠為實驗對象，對大鼠在路面揚塵環(huán)境中的生存狀況進行了研究，結(jié)果表明在路面揚塵的環(huán)境中，大鼠的肺部及支氣管的損傷最為嚴(yán)重，且具有一定的致突變性。當(dāng)人們長期在這種路面揚塵顆粒懸浮物密集的環(huán)境中生活，呼吸系統(tǒng)的發(fā)病率會大幅度增加，對于患有呼吸系統(tǒng)疾病的患者，其致死的風(fēng)險也極大增加。

2 道路揚塵排放現(xiàn)狀及其防治措施

2.1 道路揚塵排放的研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外學(xué)者對于道路揚塵排放的研究較多，起步也較早，但對道路揚塵污染的分析測試能力較低，對揚塵的危害性認(rèn)識還不全面，使路面揚塵源污染排放的研究發(fā)展較為緩慢。20 世紀(jì)60 年代，人們開始逐漸重視自身的身體健康問題，因此對道路揚塵排放危害性的研究也得到了進一步的發(fā)展，對道路揚塵污染的分析測試方法進行了改進和完善，并提高了分析測試的儀器精準(zhǔn)度。目前，道路揚塵問題的研究重點在于揚塵排放因子的測試、揚塵的化學(xué)組分及其排放特征分析、揚塵的毒性、揚塵抑塵劑的生產(chǎn)和使用等諸多問題。有研究成果表明[8]，道路揚塵的排放問題與道路車流量、行車荷載大小、道路塵負(fù)荷、揚塵懸浮顆粒物粒徑大小差異以及風(fēng)速和風(fēng)向等有著密切的關(guān)聯(lián)。

2.2 道路揚塵排放防治措施

（1）研發(fā)、應(yīng)用抑塵劑。近年來，各國都在對抑塵劑研究，也取得了一定成果。現(xiàn)有的抑塵劑主要類型有黏結(jié)型、濕潤型、吸濕保水型和多功能復(fù)合型，如美國的Coherex，英國的Wesling-120 抑塵劑，波蘭的卡波，中國的樹脂抑塵劑、塊煤生產(chǎn)黏塵劑、礦山高效抑塵劑等。然而，這些抑塵劑功能單一，使用效果不是很理想。近幾年逐漸研發(fā)出適用范圍廣且效果較好的復(fù)合型抑塵劑，可用于道路揚塵、建筑施工、混凝土攪拌站、粉塵加工車間等，可快速、持久地抑制揚塵，顯著降低環(huán)境中的揚塵污染，具有較好的經(jīng)濟效益和良好生態(tài)環(huán)境保護效果。

（2）加強制度建設(shè)。為降低路面揚塵污染給人類帶來的危害，我國各省市積極出臺了路面揚塵污染防治政策，大力開展路面揚塵治理工作，有效減少了路面揚塵，降低了PM2.5、PM10 的含量，改善了路面行車環(huán)境。其中，河南省交通部門根據(jù)防治形式和要求，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上結(jié)合該省高速公路實際情況，出臺了《運營高速公路路面揚塵污染防治要求》地方標(biāo)準(zhǔn)，使揚塵防治工作更加規(guī)范化、制度化、機械化。該標(biāo)準(zhǔn)在日常保潔防塵、日常維修防塵、養(yǎng)護工程防塵、收費站服務(wù)區(qū)建筑施工防塵等方面提出了具體的防治措施，加大了高速公路揚塵污染治理投入，增添了人員配備和清潔機械，加大了清潔機械的作業(yè)次數(shù)，能有效節(jié)省勞動力、物力和作業(yè)時間。高速公路實現(xiàn)了養(yǎng)護保潔以“機械為主，人工為輔”的工作目標(biāo)，保潔效率明顯提高，控塵抑塵效果明顯，改善了空氣質(zhì)量，具有較大的社會效益。

3 揚塵防治費用的計算及存在問題

揚塵污染初期治理費用標(biāo)準(zhǔn)主要集中在貯煤、焦（沙、石開采存儲）場所、房屋建設(shè)、拆遷工地、新建道路施工等，運營期高速公路路面揚塵污染防治方面缺少相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其在河南省運營期高速公路路面揚塵污染防治費用標(biāo)準(zhǔn)方面的相關(guān)計價依據(jù)還處于缺失狀態(tài)。

通過對河南省運營高速公路路面保潔、揚塵防治措施進行調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，河南省高速公路路面揚塵污染防治費用主要考慮機械設(shè)備的采購費、折舊費、修理費、燃油費、人工費和臺班基價，以及天氣、車流量、公里數(shù)以及車道數(shù)量。目前，高速公路揚塵治理選用的設(shè)備多為燃油設(shè)備，結(jié)合近些年的環(huán)保要求，建議考慮使用純電動設(shè)備；行車道、超車道以及緊急車道的作業(yè)難度與危險系數(shù)差別較大，建議根據(jù)實際情況制定不同的費用標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

路面揚塵在加重城市的灰霾污染、降低城市能見度、破壞城市景觀、增加城市清潔成本的同時，還對城市發(fā)展的投資價值和取向產(chǎn)生了不利的影響。與此同時，路面揚塵還會損害市民的身心健康，影響人的壽命。標(biāo)準(zhǔn)《高速公路揚塵治理要求》（DB/T 1822—2019）的出臺，明確了揚塵治理工作中具體工作要求，對高速公路揚塵治理工作有了具體的量化考核指標(biāo)，有利于促進相關(guān)工作穩(wěn)步推進。