城市道路施工揚(yáng)塵環(huán)保措施分析研究

王金柱,趙 琳

（1.中建路橋集團(tuán),河北 石家莊 050001;2.石家莊鐵道大學(xué),河北 石家莊 050043）

0 引言

近年來，我國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程不斷加快，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展也取得了顯著成效。與此同時(shí)，城市的工業(yè)化建設(shè)給環(huán)境帶來了新的問題和挑戰(zhàn)，在這一過程中，施工建設(shè)產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染，其釋放的污染物會對大氣環(huán)境造成直接且較大的破壞[1-2]，同時(shí)也嚴(yán)重危害了廣大人民的身體健康[3-5]。隨著中國的經(jīng)濟(jì)從走高速度發(fā)展之路逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽吒哔|(zhì)量發(fā)展之路，政府越來越重視對自然環(huán)境的保護(hù)，“綠水青山就是金山銀山”的理念也成為企業(yè)和各部門建設(shè)發(fā)展所遵從的基本要義。在社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過程中，生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)增長是相輔相成的，保護(hù)環(huán)境是經(jīng)濟(jì)增長的必要前提，經(jīng)濟(jì)增長也同樣需要穩(wěn)定健康的生態(tài)環(huán)境作為基礎(chǔ)。

因此，在城市道路交通快速發(fā)展即道路工程的大量建設(shè)和修繕的過程中，應(yīng)該更加注意污染物對于大氣環(huán)境的影響，尤其是應(yīng)該注意控制施工中產(chǎn)生的揚(yáng)塵對環(huán)境的破壞。該文通過分析城市道路施工揚(yáng)塵的發(fā)生源以及施工揚(yáng)塵形成的機(jī)制，深入探討施工揚(yáng)塵的影響因素進(jìn)而建立并完善道路施工過程中的防揚(yáng)塵機(jī)制。并從以上幾方面出發(fā)，調(diào)整污染防治策略，抑制揚(yáng)塵排放，減少道路施工帶來的污染，最大程度地降低施工揚(yáng)塵對環(huán)境造成的影響，這對于社會環(huán)境的綠色健康發(fā)展具有重要意義。

1 道路施工揚(yáng)塵的來源及危害

1.1 道路施工揚(yáng)塵來源分析

揚(yáng)塵是由于地面上的塵土及微小顆粒物通過空氣中風(fēng)力、人力或機(jī)械的擾動產(chǎn)生飛揚(yáng)而進(jìn)入大氣系統(tǒng)中的具有開放性質(zhì)的污染源。地面進(jìn)入大氣中的揚(yáng)塵粒作為環(huán)境空氣中懸浮顆粒物的重要組成部分，其粒徑大約為0.01～1 000 um，平均粒徑大約為200 um。

道路施工揚(yáng)塵產(chǎn)生的原因較多，施工現(xiàn)場的揚(yáng)塵污染源主要包括堆放的泥土、水泥、砂石等。施工過程中揚(yáng)塵污染源主要包括土方的挖掘與回填，其中挖掘過程產(chǎn)生的揚(yáng)塵污染最為嚴(yán)重，施工機(jī)械進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)會破壞原來的土層，從而引起塵土飛揚(yáng)。此外，在施工現(xiàn)場運(yùn)輸車輛大批次進(jìn)行工程材料、廢料等的運(yùn)輸時(shí)，車輛表面會附著粉塵，細(xì)碎的小顆粒會被壓進(jìn)土壤中，還有一些會散落到其他地方造成道路揚(yáng)塵。大量土方在空氣和風(fēng)力的卷吸作用下會產(chǎn)生揚(yáng)塵，這些細(xì)碎的小顆粒很容易被吹散，從而增加空氣污染物的含量和濃度。因此，挖掘后的土方如果仍有繼續(xù)使用的價(jià)值可以就地堆放，從而減少運(yùn)輸車輛的運(yùn)送，進(jìn)而減少運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵。

除了產(chǎn)生揚(yáng)塵之外，道路施工過程中影響揚(yáng)塵擴(kuò)散的因素也不少，如風(fēng)力、溫度、濕度等因素都會影響揚(yáng)塵的擴(kuò)散程度與速度。據(jù)相關(guān)資料顯示，風(fēng)速的大小會直接影響粉塵的濃度，當(dāng)風(fēng)力大時(shí)，粉塵易被吹散開，不易聚集在一起，當(dāng)風(fēng)力小時(shí)，施工地面留下的大量粉塵在風(fēng)力的作用下會逐漸積累，當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)，就會產(chǎn)生揚(yáng)塵。溫度和濕度主要是通過影響空氣中的水分子的運(yùn)動，影響粉塵顆粒的運(yùn)動形態(tài)。在北方地區(qū)特別是冬天，溫度低，道路施工產(chǎn)生的粉塵在低溫時(shí)運(yùn)動慢，不容易擴(kuò)散開，同時(shí)空氣濕度低使得粉塵顆粒不容易沉降，最終使得粉塵逐漸凝聚在一起形成了霧霾天氣，空氣中彌漫的揚(yáng)塵顆粒會對生態(tài)環(huán)境和人們的日常生活造成極大的影響。

1.2 道路施工揚(yáng)塵的危害

道路施工造成的揚(yáng)塵是大氣污染的一項(xiàng)重要來源，因此這一過程中的污染排放情況不可忽視。道路施工場地中產(chǎn)生的大量揚(yáng)塵等顆粒物隨著氣流進(jìn)入空氣中，導(dǎo)致大氣顆粒物濃度升高，造成空氣質(zhì)量的不斷惡化，引起大氣污染，破壞生態(tài)環(huán)境，同時(shí)嚴(yán)重危害人們的身體健康。

科學(xué)研究表明，揚(yáng)塵中的顆粒物通過人體呼吸，隨后進(jìn)入呼吸道并在體內(nèi)沉淀，引起呼吸系統(tǒng)疾病，這個(gè)過程是不可逆轉(zhuǎn)的。人體吸入的顆粒物經(jīng)過長時(shí)間累積會增加患病風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重的甚至?xí)＜吧?。?jīng)國內(nèi)外研究表明：可吸入顆粒物會對人體的呼吸系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等造成直接損傷[6-7]。

揚(yáng)塵污染危害的不僅是人類的健康，同時(shí)還會對生態(tài)環(huán)境造成巨大的破壞。揚(yáng)塵產(chǎn)生的顆粒物中有一些是無毒無害的，這些顆粒物只會對環(huán)境造成物理層面的影響。例如，揚(yáng)塵中含碳物質(zhì)的顆粒物會使城市建筑表面變得污跡斑斑，有些顆粒物和空氣中的二氧化硫一類物質(zhì)結(jié)合，產(chǎn)生鹽類物質(zhì)，并吸附空氣中的腐蝕劑，便會加速城市建筑風(fēng)化。有些顆粒物在雨水的作用下會產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，降低建筑物表面的強(qiáng)度，使建筑物表面褪色，失去原有的色澤。此外，還有顆粒物中還會包含一些有毒有害的物質(zhì)，其中一部分物質(zhì)會從大氣系統(tǒng)中沉降到地表的植物表面。揚(yáng)塵中的一些顆粒會在土壤表面形成一層屏障，不僅抑制了植物的正常生長，還會使得一些有害物質(zhì)被植物吸收。這些有毒有害物質(zhì)會隨著食物鏈流入生態(tài)系統(tǒng)，或沉降進(jìn)入土壤，進(jìn)而進(jìn)入地下水系統(tǒng)，另一部分則會隨著空氣擾動再次形成揚(yáng)塵進(jìn)入大氣中，進(jìn)行二次循環(huán)，造成二次污染。

2 道路施工揚(yáng)塵擴(kuò)散規(guī)律

2.1 氣固兩相流

在道路施工過程中，因施工活動所產(chǎn)生的揚(yáng)塵會在施工場地內(nèi)部的風(fēng)場中與空氣結(jié)合，形成含塵氣流。這樣的氣流屬于氣固兩相流，在氣固兩相流中，固體顆粒的分布在流動過程中是隨時(shí)間變化的。相應(yīng)的相界面分布也在不斷地變化，由于相間的相互作用，致使兩相流流型多種多樣，異常復(fù)雜，隨機(jī)性很強(qiáng)。因此道路施工揚(yáng)塵這種含塵氣流的運(yùn)動是一種三維的、非定常的流動，具有可擴(kuò)散性、不可壓縮性、黏性等特征，故道路施工揚(yáng)塵的傳播規(guī)律和形式是十分錯綜復(fù)雜的。

2.2 湍流模型

在流動狀態(tài)的描述中，流體流速小時(shí)，會分層流動，各流層間互不混合干擾，此時(shí)為層流；流體流速不斷增加，流線產(chǎn)生波浪形擺動，擺動的頻率及振幅與流速成正相關(guān)，此時(shí)為過渡流；流體流速很大時(shí)，流層被破壞并混合，流線不清晰，流場產(chǎn)生小漩渦，此時(shí)形成湍流。

在實(shí)際工程應(yīng)用中常以雷諾數(shù)值來判斷流體狀態(tài)：

式中，ρ和μ為流體的密度和動力黏性系數(shù)；ν和L為特征速度和特征長度；雷諾數(shù)為無量綱數(shù)。

湍流在雷諾數(shù)較大的情況下發(fā)生，一般雷諾數(shù)Re＞4 000為湍流狀態(tài)，Re=2 320～4 000為過渡狀態(tài)，層流在雷諾數(shù)較小時(shí)發(fā)生，一般Re＜2 320為層流狀態(tài)。

在開放的環(huán)境中，空氣中的大部分流動為湍流，因此道路施工揚(yáng)塵的傳播也為湍流。這種傳播模式有隨機(jī)性，擴(kuò)散性強(qiáng)，且在傳播過程中容易受到風(fēng)速等外界因素的干擾造成傳播范圍的擴(kuò)大和傳播方向的不確定變化，增加了揚(yáng)塵控制的難度。大氣湍流模型見圖1。

圖1 大氣湍流模型

3 道路施工揚(yáng)塵環(huán)保措施

3.1 建立完善揚(yáng)塵污染控制相關(guān)法律法規(guī)

政府有關(guān)部門應(yīng)建立和完善有關(guān)控制道路施工揚(yáng)塵的法律法規(guī)。根據(jù)施工項(xiàng)目的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)匕l(fā)展水平與項(xiàng)目環(huán)保要求，積極咨詢道路施工行業(yè)相關(guān)企業(yè)單位意見，打造環(huán)保型工地，符合場內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化，場外景觀化的要求。同時(shí)要舉行聽證會，聽取城市居民對城市道路施工揚(yáng)塵的意見與要求，共同商討制定具有可行性的城市道路施工揚(yáng)塵排放標(biāo)準(zhǔn)，以法律的形式確定下來，由監(jiān)管部門按照法律法規(guī)嚴(yán)格執(zhí)法，加強(qiáng)監(jiān)督，切實(shí)保障相關(guān)法律法規(guī)的落地與實(shí)施。

道路施工單位也應(yīng)積極落實(shí)相關(guān)制度，嚴(yán)格按照法律法規(guī)來規(guī)范自身行為，增強(qiáng)自身的責(zé)任意識，按照標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)到實(shí)際工作中，同時(shí)要在相關(guān)部門的監(jiān)管和指導(dǎo)下進(jìn)行相關(guān)工作。

3.2 制定施工揚(yáng)塵專項(xiàng)控制方案

道路施工單位在制定相應(yīng)的施工方案時(shí)，同時(shí)也要考慮施工現(xiàn)場的污染防治，重點(diǎn)控制揚(yáng)塵的排放量，有針對性地對道路施工揚(yáng)塵進(jìn)行管控。通過確定揚(yáng)塵污染防治方案，將工作明確落實(shí)到各個(gè)部門和個(gè)人，由建設(shè)方、監(jiān)理方和施工單位全體參與，共同承擔(dān)，明確各方責(zé)任主體與責(zé)任范圍。

在施工現(xiàn)場，渣土車輛必須做到100%的封閉運(yùn)輸，對于裸露的砂石、泥土、水泥等施工材料，應(yīng)及時(shí)覆蓋防塵網(wǎng)，在氣候干燥和有風(fēng)的情況下，可以進(jìn)行適量散水作業(yè)，如遇4級以上大風(fēng)天氣，應(yīng)嚴(yán)禁進(jìn)行土方施工；在施工過程中，尤其是在進(jìn)行土方挖掘及回填操作時(shí)，應(yīng)在施工機(jī)械旁邊開啟霧炮機(jī)、灑水車等設(shè)備對施工區(qū)域做降塵處理，減少建筑揚(yáng)塵；當(dāng)施工的車輛進(jìn)入和離開施工區(qū)時(shí)，必須對進(jìn)出車輛進(jìn)行100%的沖洗，尤其是需要對車輛有凹槽的容易沾灰部位做好重點(diǎn)清潔處理，保證車身不帶泥的進(jìn)出工地，避免車輛在行駛過程中造成新的揚(yáng)塵污染。此外，加強(qiáng)對非道路移動機(jī)械的管理，以此為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際道路施工方案和計(jì)劃對施工揚(yáng)塵專項(xiàng)控制方案進(jìn)行細(xì)化，確保能夠覆蓋施工全過程，在施工方案和計(jì)劃發(fā)生改變時(shí)，施工揚(yáng)塵專項(xiàng)方案也應(yīng)隨之進(jìn)行調(diào)整。

在施工現(xiàn)場還需要注意一點(diǎn)，就是現(xiàn)場的監(jiān)控，安裝靈活性高、擴(kuò)展性好、維護(hù)簡單的監(jiān)控系統(tǒng)，做到能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場揚(yáng)塵監(jiān)控的智能化、規(guī)范化。對揚(yáng)塵的數(shù)值時(shí)刻監(jiān)控，當(dāng)數(shù)值接近規(guī)范值時(shí)，要立即進(jìn)行灑水降塵或者噴霧降塵；當(dāng)數(shù)值超過規(guī)范值時(shí)，要立即停工修改，在整體上加強(qiáng)降塵措施。對這些監(jiān)控設(shè)備，要及時(shí)進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，確保能夠做到環(huán)保施工、安全施工。

3.3 減少施工揚(yáng)塵具體措施

一是在施工現(xiàn)場，多安裝一些對揚(yáng)塵的各項(xiàng)指數(shù)進(jìn)行監(jiān)測的設(shè)備，加強(qiáng)對污染源的監(jiān)測，在源頭控制住揚(yáng)塵污染；二是加強(qiáng)施工工地監(jiān)管，可以在道路兩旁的工地設(shè)置圍欄，圍欄的高度不得低于兩米，防止施工塵土進(jìn)入道路；三是對于工地上的運(yùn)輸車輛，要進(jìn)行嚴(yán)格管理，盡量減少物料撒漏，而且要及時(shí)進(jìn)行車輛清洗，對車輪和車輛槽幫等部位著重注意，不可以帶土上路。對于運(yùn)輸過程產(chǎn)生的垃圾，要合法地對其進(jìn)行處理；四是加強(qiáng)道路、公共綠化地段的養(yǎng)護(hù)和清洗，確保整個(gè)城市是綠色的而不是揚(yáng)塵積累的灰色；五是要對施工現(xiàn)場進(jìn)行檢查，由項(xiàng)目經(jīng)理制定檢查方案，一個(gè)月至少檢查一次或者抽查，以起到警示作用。

3.4 加大建筑施工揚(yáng)塵污染防治的宣傳力度

控制道路施工揚(yáng)塵，應(yīng)堅(jiān)持防治結(jié)合、以防為主的原則，要堅(jiān)持對全體施工作業(yè)人員進(jìn)行環(huán)境保護(hù)和揚(yáng)塵控制的重要性及措施的教育和宣傳。制作宣傳專欄和櫥窗，向現(xiàn)場管理人員傳達(dá)國家、省、市有關(guān)環(huán)境保護(hù)和揚(yáng)塵控制的規(guī)定和相關(guān)法律法規(guī)，明確施工、監(jiān)理等各單位在防治揚(yáng)塵過程中的職責(zé)，進(jìn)一步強(qiáng)化責(zé)任意識，增強(qiáng)施工隊(duì)伍的法律意識，使其在施工過程中自覺遵守相關(guān)的法律法規(guī)，自覺參與控制施工揚(yáng)塵的相關(guān)工作。

加強(qiáng)對道路施工揚(yáng)塵危害的宣傳工作，利用傳統(tǒng)媒體和新興的互聯(lián)網(wǎng)渠道對道路施工項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)督，做到媒體曝光，社會監(jiān)督，發(fā)動群眾進(jìn)行防塵治理。同時(shí)加大檢查力度，保證建筑施工治理見實(shí)效，從而能夠使道路施工單位在施工作業(yè)中采取一切可能減少揚(yáng)塵的措施，自覺地進(jìn)行揚(yáng)塵控制，將施工揚(yáng)塵污染降到最低水平。在每日檢查的過程中，將揚(yáng)塵治理作為重點(diǎn)檢查項(xiàng)目，對不達(dá)標(biāo)的項(xiàng)目要求其立即停工整改。

營造良好的輿論氛圍，將揚(yáng)塵治理的必要性宣傳給項(xiàng)目上的每個(gè)人，定期對施工人員進(jìn)行教育，對生產(chǎn)管理人員進(jìn)行考核，做到人人心中有數(shù)。同時(shí)對做的優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)或個(gè)人給予表彰，對“反面教材”給予曝光和批評，做到零容忍，以嚴(yán)格的監(jiān)管減少建筑工地的揚(yáng)塵。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市交通大腦的聚集，我國對城市道路等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)仍在穩(wěn)步推進(jìn)，同時(shí)由于我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)由高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，我國人民對美好生活的需要日益增長，特別是對生態(tài)環(huán)境要求不斷提高。城市道路施工環(huán)保措施越是嚴(yán)格，人民的利益和需求就會越容易得到滿足，其中對施工揚(yáng)塵的控制更是重中之重。該文研究城市道路施工揚(yáng)塵污染源，分析揚(yáng)塵擴(kuò)散規(guī)律，在現(xiàn)有的施工揚(yáng)塵控制措施的基礎(chǔ)上制定針對性的揚(yáng)塵抑制措施。揚(yáng)塵治理是一個(gè)長期的工作，在施工中要保證環(huán)保措施落實(shí)到位的情況下，將環(huán)保意識深入人心，利用媒體曝光，社會監(jiān)督的方式確保建筑工地在施工中的標(biāo)準(zhǔn)化。在各方面的共同努力下，能夠從根源上減少揚(yáng)塵對城市的污染，最大程度上保護(hù)道路施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境，為城市居民營造安全、舒適、健康的居住環(huán)境，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向健康可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展。