城市扬尘污染和抑尘剂研究现状及展望

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1、城市扬尘污染和抑尘剂研究现状及展望作者：白向兵、刘建、闫英桃、刘艳萍　　[摘要]论述了我国城市扬尘污染日趋严重的形势，分析出细颗粒是影响城市空气质量的主要原因，指出引起城市扬尘污染的主要来源和扬尘对现代城市造成的各种危害。从扬尘的起动和抑制与其粒径、密度和外力有关的理论机理得出：扬尘抑制主要是固结、润湿、凝并三种作用。综述了近年国内外抑尘剂研究由单一型向复合型发展的趋势，列举主要研究成果。通过对抑尘机理的分析，提出采用超强吸水剂作为抑尘剂基料，再添加其它适宜的物质将是新型抑尘剂研究的重要方向。　　[关键词]扬尘；机理；抑尘剂；超强吸水剂　　[中图分类号]X513[文献标识码]A　　总悬浮颗粒

2、物(TSP)是我国许多城市，尤其是北方城市最主要的污染物。根据国家环保局发布的2003年环境公报显示：我国有54．4％城市的颗粒物浓度超过二级标准；在空气质量劣于三级的城市中，80％城市的颗粒物已超过三级标准。影响我国城市空气质量的主要污染物是颗粒物。　　1扬尘的含义　　扬尘是一种非常复杂的混合源灰尘，很难下确切的定义。李增高等认为，扬尘泛指地面上被风吹起的灰尘。朱坦等人把从排放源排出，沉降之后在气象、人类活动等因素的作用下再次进入大气的颗粒物称为扬尘J。J．C．Watson和J．G．Chow等人把道路、建筑工地、荒地、风蚀及农田耕作引起的颗粒物称为扬尘或地质材料尘J。笔者认为，颗粒物主要通

3、过两种途径进入空气，一种是排放源直接排放，如燃煤烟尘、工业尘等；另一种是排放源排出的颗粒物沉降后又在风力或其他自然力、机械力、人类活动扰动下，再次或多次进入空气，这些颗粒物被称为扬尘。　　2城市扬尘污染和其危害　　2．1扬尘污染　　扬尘颗粒物的粒径较小，且极易起动飞扬，一旦受到外力作用就可再次进入空气，因此扬尘在城市空气总悬浮颗粒物中占相当大的比例，是造成城市空气颗粒物污染的首要因素。根据源解析的结果，在城市空气总悬浮颗粒物中，扬尘的贡献率已达到或超过50％L5J。扬尘在部分城市总悬浮颗粒物中所占比例为：北京60％，西安62％，济南54％，石家庄60％，南京59％，常州55％。研究发现，扬尘

4、包含了分散度不同的一系列颗粒物，其中可吸人颗粒物PM。，粒径r<10μm，对城市扬尘的贡献率最高。而PM10又可分为细颗粒物PM25(r<2．5μm)和粗颗粒物PMl0_2_5(2．5m

5、扬尘来源　　造成城市扬尘污染的来源是多方面的，主要有自然尘、建筑、市政工程、城市裸地、道路和工业生产扬尘等。这些污染源点多面广，难于统一治理，又有不利的气候和自然条件(我国大多数城市处于北方，空气干燥且风大)，更加重了扬尘污染。例如，近几年的沙尘暴既严重影响了北方城市的空气质量，又影响许多南方城市，甚至波及到日本等国家。由于地表裸露、气候干燥、风大等因素，各种沉降在地面的颗粒物、气溶胶离子就又会进人空气，形成土壤扬尘；许多城市正处于基础建设的高峰期，在施工过程中管理不够完善，料堆遮挡不严整，且工程实施周期长，就不可避免会产生建筑扬尘；现代城市机动车辆数量迅速增长，车辆洒落在道路上的颗粒物被反

6、复碾压与排放的尾气颗粒物混合，共同形成道路扬尘；工业生产如燃煤、冶炼等会造成工业扬尘，对城市扬尘贡献也不可忽略。　　2．3扬尘起动机理　　在风力作用下，当风速接近某个临界值v时，个别颗粒物受到湍流和脉动压力影响，开始在原位置振动。当风速超过v时，振动也随之加强，迎面阻力和上升力就相应增大，并足以克服重力作用。在旋转力矩作用下，一些能量高且不稳定的颗粒物会首先沿地表滚动或滑动。因颗粒物的几何形状和其所处空间位置的多样性及其受力状况的多变性，在运动过程中，当部分颗粒物碰到地表凸起颗粒物或被其它运动尘粒冲击时，就会获得巨大冲量，从而迅速改变原水平运动方向为垂直运动方向，骤然向上跃起，进人气流开始运

7、动，这样就形成了扬尘。从扬尘起动机理可知：外冲击力是尘粒起跳的主要作用力。因此，为了减少扬尘，应尽量避免外冲击力，以免激起第一颗尘粒。　　2．4扬尘污染的危害　　扬尘组分的化学分析表明，扬尘主要是土壤尘，即地壳中硅、钙、铝等元素为其主要组成。医学发现，长期吸人高浓度SiO尘粒，硅肺病的发病率明显增加。扬尘中的PM。。、PM颗粒较小，比表面积大，因受到各种污染，更易富积大量有害元素如I{g、cr、Pb、cu、A