城市道路施工扬尘环保措施分析研究

王金柱,赵 琳

（1.中建路桥集团,河北 石家庄 050001;2.石家庄铁道大学,河北 石家庄 050043）

0 引言

近年来，我国城市基础设施建设进程不断加快，社会经济发展也取得了显著成效。与此同时，城市的工业化建设给环境带来了新的问题和挑战，在这一过程中，施工建设产生了严重的污染，其释放的污染物会对大气环境造成直接且较大的破坏[1-2]，同时也严重危害了广大人民的身体健康[3-5]。随着中国的经济从走高速度发展之路逐渐转变为走高质量发展之路，政府越来越重视对自然环境的保护，“绿水青山就是金山银山”的理念也成为企业和各部门建设发展所遵从的基本要义。在社会主义经济建设的过程中，生态环境与经济增长是相辅相成的，保护环境是经济增长的必要前提，经济增长也同样需要稳定健康的生态环境作为基础。

因此，在城市道路交通快速发展即道路工程的大量建设和修缮的过程中，应该更加注意污染物对于大气环境的影响，尤其是应该注意控制施工中产生的扬尘对环境的破坏。该文通过分析城市道路施工扬尘的发生源以及施工扬尘形成的机制，深入探讨施工扬尘的影响因素进而建立并完善道路施工过程中的防扬尘机制。并从以上几方面出发，调整污染防治策略，抑制扬尘排放，减少道路施工带来的污染，最大程度地降低施工扬尘对环境造成的影响，这对于社会环境的绿色健康发展具有重要意义。

1 道路施工扬尘的来源及危害

1.1 道路施工扬尘来源分析

扬尘是由于地面上的尘土及微小颗粒物通过空气中风力、人力或机械的扰动产生飞扬而进入大气系统中的具有开放性质的污染源。地面进入大气中的扬尘粒作为环境空气中悬浮颗粒物的重要组成部分，其粒径大约为0.01～1 000 um，平均粒径大约为200 um。

道路施工扬尘产生的原因较多，施工现场的扬尘污染源主要包括堆放的泥土、水泥、砂石等。施工过程中扬尘污染源主要包括土方的挖掘与回填，其中挖掘过程产生的扬尘污染最为严重，施工机械进行施工作业时会破坏原来的土层，从而引起尘土飞扬。此外，在施工现场运输车辆大批次进行工程材料、废料等的运输时，车辆表面会附着粉尘，细碎的小颗粒会被压进土壤中，还有一些会散落到其他地方造成道路扬尘。大量土方在空气和风力的卷吸作用下会产生扬尘，这些细碎的小颗粒很容易被吹散，从而增加空气污染物的含量和浓度。因此，挖掘后的土方如果仍有继续使用的价值可以就地堆放，从而减少运输车辆的运送，进而减少运输过程中产生的扬尘。

除了产生扬尘之外，道路施工过程中影响扬尘扩散的因素也不少，如风力、温度、湿度等因素都会影响扬尘的扩散程度与速度。据相关资料显示，风速的大小会直接影响粉尘的浓度，当风力大时，粉尘易被吹散开，不易聚集在一起，当风力小时，施工地面留下的大量粉尘在风力的作用下会逐渐积累，当达到一定浓度时，就会产生扬尘。温度和湿度主要是通过影响空气中的水分子的运动，影响粉尘颗粒的运动形态。在北方地区特别是冬天，温度低，道路施工产生的粉尘在低温时运动慢，不容易扩散开，同时空气湿度低使得粉尘颗粒不容易沉降，最终使得粉尘逐渐凝聚在一起形成了雾霾天气，空气中弥漫的扬尘颗粒会对生态环境和人们的日常生活造成极大的影响。

1.2 道路施工扬尘的危害

道路施工造成的扬尘是大气污染的一项重要来源，因此这一过程中的污染排放情况不可忽视。道路施工场地中产生的大量扬尘等颗粒物随着气流进入空气中，导致大气颗粒物浓度升高，造成空气质量的不断恶化，引起大气污染，破坏生态环境，同时严重危害人们的身体健康。

科学研究表明，扬尘中的颗粒物通过人体呼吸，随后进入呼吸道并在体内沉淀，引起呼吸系统疾病，这个过程是不可逆转的。人体吸入的颗粒物经过长时间累积会增加患病风险，严重的甚至会危及生命。经国内外研究表明：可吸入颗粒物会对人体的呼吸系统、免疫系统、循环系统、内分泌系统等造成直接损伤[6-7]。

扬尘污染危害的不仅是人类的健康，同时还会对生态环境造成巨大的破坏。扬尘产生的颗粒物中有一些是无毒无害的，这些颗粒物只会对环境造成物理层面的影响。例如，扬尘中含碳物质的颗粒物会使城市建筑表面变得污迹斑斑，有些颗粒物和空气中的二氧化硫一类物质结合，产生盐类物质，并吸附空气中的腐蚀剂，便会加速城市建筑风化。有些颗粒物在雨水的作用下会产生一系列的化学反应，降低建筑物表面的强度，使建筑物表面褪色，失去原有的色泽。此外，还有颗粒物中还会包含一些有毒有害的物质，其中一部分物质会从大气系统中沉降到地表的植物表面。扬尘中的一些颗粒会在土壤表面形成一层屏障，不仅抑制了植物的正常生长，还会使得一些有害物质被植物吸收。这些有毒有害物质会随着食物链流入生态系统，或沉降进入土壤，进而进入地下水系统，另一部分则会随着空气扰动再次形成扬尘进入大气中，进行二次循环，造成二次污染。

2 道路施工扬尘扩散规律

2.1 气固两相流

在道路施工过程中，因施工活动所产生的扬尘会在施工场地内部的风场中与空气结合，形成含尘气流。这样的气流属于气固两相流，在气固两相流中，固体颗粒的分布在流动过程中是随时间变化的。相应的相界面分布也在不断地变化，由于相间的相互作用，致使两相流流型多种多样，异常复杂，随机性很强。因此道路施工扬尘这种含尘气流的运动是一种三维的、非定常的流动，具有可扩散性、不可压缩性、黏性等特征，故道路施工扬尘的传播规律和形式是十分错综复杂的。

2.2 湍流模型

在流动状态的描述中，流体流速小时，会分层流动，各流层间互不混合干扰，此时为层流；流体流速不断增加，流线产生波浪形摆动，摆动的频率及振幅与流速成正相关，此时为过渡流；流体流速很大时，流层被破坏并混合，流线不清晰，流场产生小漩涡，此时形成湍流。

在实际工程应用中常以雷诺数值来判断流体状态：

式中，ρ和μ为流体的密度和动力黏性系数；ν和L为特征速度和特征长度；雷诺数为无量纲数。

湍流在雷诺数较大的情况下发生，一般雷诺数Re＞4 000为湍流状态，Re=2 320～4 000为过渡状态，层流在雷诺数较小时发生，一般Re＜2 320为层流状态。

在开放的环境中，空气中的大部分流动为湍流，因此道路施工扬尘的传播也为湍流。这种传播模式有随机性，扩散性强，且在传播过程中容易受到风速等外界因素的干扰造成传播范围的扩大和传播方向的不确定变化，增加了扬尘控制的难度。大气湍流模型见图1。

图1 大气湍流模型

3 道路施工扬尘环保措施

3.1 建立完善扬尘污染控制相关法律法规

政府有关部门应建立和完善有关控制道路施工扬尘的法律法规。根据施工项目的特点，结合当地发展水平与项目环保要求，积极咨询道路施工行业相关企业单位意见，打造环保型工地，符合场内标准化，场外景观化的要求。同时要举行听证会，听取城市居民对城市道路施工扬尘的意见与要求，共同商讨制定具有可行性的城市道路施工扬尘排放标准，以法律的形式确定下来，由监管部门按照法律法规严格执法，加强监督，切实保障相关法律法规的落地与实施。

道路施工单位也应积极落实相关制度，严格按照法律法规来规范自身行为，增强自身的责任意识，按照标准落实到实际工作中，同时要在相关部门的监管和指导下进行相关工作。

3.2 制定施工扬尘专项控制方案

道路施工单位在制定相应的施工方案时，同时也要考虑施工现场的污染防治，重点控制扬尘的排放量，有针对性地对道路施工扬尘进行管控。通过确定扬尘污染防治方案，将工作明确落实到各个部门和个人，由建设方、监理方和施工单位全体参与，共同承担，明确各方责任主体与责任范围。

在施工现场，渣土车辆必须做到100%的封闭运输，对于裸露的砂石、泥土、水泥等施工材料，应及时覆盖防尘网，在气候干燥和有风的情况下，可以进行适量散水作业，如遇4级以上大风天气，应严禁进行土方施工；在施工过程中，尤其是在进行土方挖掘及回填操作时，应在施工机械旁边开启雾炮机、洒水车等设备对施工区域做降尘处理，减少建筑扬尘；当施工的车辆进入和离开施工区时，必须对进出车辆进行100%的冲洗，尤其是需要对车辆有凹槽的容易沾灰部位做好重点清洁处理，保证车身不带泥的进出工地，避免车辆在行驶过程中造成新的扬尘污染。此外，加强对非道路移动机械的管理，以此为基础，根据实际道路施工方案和计划对施工扬尘专项控制方案进行细化，确保能够覆盖施工全过程，在施工方案和计划发生改变时，施工扬尘专项方案也应随之进行调整。

在施工现场还需要注意一点，就是现场的监控，安装灵活性高、扩展性好、维护简单的监控系统，做到能实现现场扬尘监控的智能化、规范化。对扬尘的数值时刻监控，当数值接近规范值时，要立即进行洒水降尘或者喷雾降尘；当数值超过规范值时，要立即停工修改，在整体上加强降尘措施。对这些监控设备，要及时进行维修养护，确保能够做到环保施工、安全施工。

3.3 减少施工扬尘具体措施

一是在施工现场，多安装一些对扬尘的各项指数进行监测的设备，加强对污染源的监测，在源头控制住扬尘污染；二是加强施工工地监管，可以在道路两旁的工地设置围栏，围栏的高度不得低于两米，防止施工尘土进入道路；三是对于工地上的运输车辆，要进行严格管理，尽量减少物料撒漏，而且要及时进行车辆清洗，对车轮和车辆槽帮等部位着重注意，不可以带土上路。对于运输过程产生的垃圾，要合法地对其进行处理；四是加强道路、公共绿化地段的养护和清洗，确保整个城市是绿色的而不是扬尘积累的灰色；五是要对施工现场进行检查，由项目经理制定检查方案，一个月至少检查一次或者抽查，以起到警示作用。

3.4 加大建筑施工扬尘污染防治的宣传力度

控制道路施工扬尘，应坚持防治结合、以防为主的原则，要坚持对全体施工作业人员进行环境保护和扬尘控制的重要性及措施的教育和宣传。制作宣传专栏和橱窗，向现场管理人员传达国家、省、市有关环境保护和扬尘控制的规定和相关法律法规，明确施工、监理等各单位在防治扬尘过程中的职责，进一步强化责任意识，增强施工队伍的法律意识，使其在施工过程中自觉遵守相关的法律法规，自觉参与控制施工扬尘的相关工作。

加强对道路施工扬尘危害的宣传工作，利用传统媒体和新兴的互联网渠道对道路施工项目进行监督，做到媒体曝光，社会监督，发动群众进行防尘治理。同时加大检查力度，保证建筑施工治理见实效，从而能够使道路施工单位在施工作业中采取一切可能减少扬尘的措施，自觉地进行扬尘控制，将施工扬尘污染降到最低水平。在每日检查的过程中，将扬尘治理作为重点检查项目，对不达标的项目要求其立即停工整改。

营造良好的舆论氛围，将扬尘治理的必要性宣传给项目上的每个人，定期对施工人员进行教育，对生产管理人员进行考核，做到人人心中有数。同时对做的优秀的团队或个人给予表彰，对“反面教材”给予曝光和批评，做到零容忍，以严格的监管减少建筑工地的扬尘。

4 结语

随着经济的发展和城市交通大脑的聚集，我国对城市道路等基础设施的建设仍在稳步推进，同时由于我国经济建设由高速发展转向高质量发展，我国人民对美好生活的需要日益增长，特别是对生态环境要求不断提高。城市道路施工环保措施越是严格，人民的利益和需求就会越容易得到满足，其中对施工扬尘的控制更是重中之重。该文研究城市道路施工扬尘污染源，分析扬尘扩散规律，在现有的施工扬尘控制措施的基础上制定针对性的扬尘抑制措施。扬尘治理是一个长期的工作，在施工中要保证环保措施落实到位的情况下，将环保意识深入人心，利用媒体曝光，社会监督的方式确保建筑工地在施工中的标准化。在各方面的共同努力下，能够从根源上减少扬尘对城市的污染，最大程度上保护道路施工现场及周边环境，为城市居民营造安全、舒适、健康的居住环境，促进社会经济转向健康可持续的高质量发展。