（环境工程专业论文）公路建设项目施工过程粉尘的测定研究.pdf

摘要 随着我国公路建设快速发展，公路建设项目施工期的环境问题日益突出，特 别是粉尘的污染。目前我国公路建设项目施工期的环境管理比较薄弱，公路工程 环境监理工作正在试点和探索阶段，公路施工期环境监测能帮助工程监理人员识 别出环境污染的主要因素，并及时提出防治和减缓粉尘污染的具体措施，加强施 工期环境保护工作的力度。 本文全面论述了粉尘的概念、粉尘的分类、粉尘的特性和粉尘对人体、环境、 生产的危害，公路施工期粉尘污染特点及规律，应采取有效的环保措施，降低粉 尘的污染；提出了公路施工期粉尘监测点位的一般选择原则，监测点位数的确定， 监测点位具体位置的要求，监测点位的具体选择原则，监测采样时的具体要求； 呼吸性粉尘的概念，呼吸性粉尘监测的类型，呼吸性粉尘监测点位选择原则，呼 吸性粉尘监测点位数的确定，监测时段的选择，监测前的准备；粉尘测定方法， 有总粉尘浓度测定法一滤膜法、呼吸性粉尘浓度测定法、快速测定法；国家标准 制订原则、公路施工期粉尘的排放标准，粉尘监测时的质量保证等，规范了公路 施工期粉尘测定全过程，为将来制定公路施工期粉尘监测细则或编写环境监测规 范提供基础资料。 【关键词】：施工期粉尘布点原则监测方法排放标准 a b s t r a c t w i t ht h eq u i c kd e v e l o p m e n to fh i g h w a yi no u rc o u n t r y ，t h e e n v i r o n m e n t a lq u e s t i o no ft h eh i g h w a yc o n s t r u c t i o nt i m ei so u t s t a n d i n g d a yb yd a y ，e s p e c i a l l yd u s tp o l l u t i o n a tp r e s e n te n v i r o n m e n tm a n a g e m e n t i sw e a ki nc o n s t r u c t i o nt i m eo fh i g h w a y ，d u s tm o n i t o r i n gc a ns t r e n g t h e n t h ew o r ko fe n v i r o 册e n t a lp r o t e c t i o ni nc o n s t r u c t i o nt i m e t h i st e x te x p o u n dt h ed u s tc o n c e p t i o n，c l a s s i f i c a t i o n ，d u s t c h a r a c t e r i s t i ca n dh 锄，d u s tp o l l u t i o n sc h a r a c t e r i s t i ca n d1 a wi n h i g h w a yp r o j e c t sd u r i n gi t sc o n s t r u c t i o nt i m e ：i tp u tf o r 霄a r dt h e g e n e r a ls e l e c t i n gp r i n c i p eo fd u s tm o n i t o r i n gs i t ed l j r i n gi t sh i g h w a y c o n s t r u c t i o nt i m e ，t h en u i n b e ro f n i t o r i n gs i t ei sd e t e 珊i n e d ，t h ed e 眦n d o fc o n c r e t em o n i t o r i n gs i t e，t h ec o n c r e t es e l e c t i n gp r i n c i p e ， t h e c o n c r e t ed e 陋n dd u r i n gd u s tt a k i n gs a m p l e ：t h e c o n c e p t i o no fr e s p i r a t o r y d u s t ， t h et y p eo f n i t o r i n g ，t h es e l e c t i n g p r i n c i p e o f n i t o r i n g s i t e ， t h en u m b e ro fm o n i t o r i n gs i t ei sd e t e r m i n e d ，t h es e l e c t i n gt i m e o fm o n i t o r i n gt i 鹏，t h ep r e p a r a t i o nb e f o r e n i t o r i n g ：t h em e t h o do fd u s t m o n i t o r i n g， t h es t a n d a r do f d i s c h a r g i n gd u r i n g t i m e o f h i g h w a y c o n s t r u c t i o n ， t h eg u a r a n t e e dq u a l i t yd u r i n g d u s t n i t o r i n ga n ds oo n hl a yd o 眦m ca l lp r 0 懈so fd 吣t 咖i t o r i n gd u r i n gi t sh i g h 霄a yc o n s t r u c t i o nt i 嘴 霄h i c hp r o v i d eb a s a li n f 0 加a t i o nf o re s t a b l i s h i n gr o a dd u s tm o n i t o r i n g k e y - o r d ：c o n s t r u c t i o nt i m e ：d u s t ：s e l e c t i n gp r i n c i p e ： m o n i t o r i n gm e t h o d ：d i s c h a r g i n gs t a n d a r d 论交教专1 娃多甥 本人声明：本人所呈交的学做论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 研究骰密耋要瓣献鳕个久帮集赣，均已在文孛羧弱确方式标饔。零论 文中不包含任何来加明确注明的其他个人或集体融经公开发表的成 果。 本声明鲢法律责任由本入承攘。 论文作者签名： 堇苛力彩年，月石日 诌j ：知识广权权屈声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 震学校。学校攀裔潋在傣方式发袭、复翱、公开麓甍、搭螽鼓及申谚 专利等权利。本入离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文穰解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 导师签名：动，l 、 l j 童背俳月日 汐爷障6b6 强 第一章绪 论 1 1 课题的产生 1 - 1 1 课题的背景 1 我国公路建设现状 我国公路建设突飞猛进地发展，到2 0 0 5 年底，我国公路总里程达1 9 1 万公 里，高速公路4 1 0 0 0 公里。我国公路及高速公路近十几年统计见图l 一1 和图1 2 。 2 我国公路建设计划 为适应我国国民经济和社会经济发展以及交通运输远景的需要，交通部根据 国家经济发展的总体战略部署和公路交通发展战略，制订了国家高速公路网规 划，提出交通行业在本世纪头2 0 年努力实现新的跨越式发展：到2 0 l o 年，公 路交通紧张状况全面缓建，公路交通对国民经济发展的制约全面改善；到2 0 2 0 年，公路交通基本适应国民经济和社会发展需要一 国家高速公路网规划采用放射线与纵横线相结合的布局方案，形成由中 心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的大通道，由7 条首都放射线、9 条南 北纵向线和1 8 条东西横向线组成，简称为。7 9 1 8 网0 总规模约8 5 万公里。 具体是： 首都放射线7 条：北京上海、北京一台北、北京港澳、北京一昆明、北 京一拉萨、北京乌鲁木齐、北京一哈尔滨 南北纵向线9 条：鹤岗大连、沈阳海口、长春深圳、济南广州、大 庆一广州、二连浩特一广州、包头茂名、兰州海口、重庆一昆明。 东西横向线1 8 条：绥芬河一满洲里、珲春一乌兰浩特、丹东锡林浩特、 荣成一乌海、青岛银川、青岛兰州、连云港霍尔果斯、南京洛阳、上海 一西安、上海一成都、上海重庆、杭州瑞丽、上海一昆明，福州银川、泉 州一南宁、厦门戚都、汕头一昆明、广州一昆明。 此外，规划方案还有：辽东环线、成渝环线、海南环线、珠三角环线、杭州 湾环线共5 条地区性环线、两段并行线和3 0 余段联络线。 高速公路是重要的交通基础设施，是国家重要的战略资源，能够支持国民经 济快速发展，推动社会进步，保障国家安全，服务于可持续发展 1 1 - 2 我国公路建设存在的问题 随着我国国民经济的蓬勃发展，公路建设步伐越来越大。近年来，我国公路 总里程不断增长，汽车保有量持续增加，公路在国民经济综合运输体系中的位置 愈来愈重要。公路的建设在一定程度上也有相当大的正效应。对区域性的公路而 言，路网的完善和高等级公路的建设可以改善区域的环境质量，促进、带动区域 经济和社会发展，但在局部区域可能对环境产生一定的负面影响。伴随着公路的 高速发展，公路污染、公路对周边环境影响等问题也大量凸现出来。 1 公路施工期对环境的影响 公路施工期的环境污染主要体现为噪声污染、水环境污染、大气环境污染、 固体废弃物污染等，具体调查结果如图1 3 。 ( 1 ) 噪声污染 a 、公路施工期噪声主要来源于施工机械和运输车辆辐射的噪声。据调查， 国内目前常用的筑路机械有挖掘机、推土机、平地机、拌和机、压路机等。 b 、在公路上行驶的机动车辆噪声源，为非稳态源。公路营运后。车辆的发 动机、冷却系统、传动系统等部件均会产生噪声，另外，行驶中引起的气流湍动、 排气系统、轮胎与路面的摩擦等也会产生噪声。由于公路路面平整度等原因而使 高速行驶的汽车产生整车嗓声营运期交通噪声的影响是长久的，且随着营运时 间的推进，营运车辆也将逐步增长，从而其噪声影响也将越来越大 ( 2 ) 水环境污染 3 a 公路施工期可能使原表层及地中层的地下水和排水系统遭到破坏，从而 影响局部地表或地下迳流，甚至改变局部地区土壤的特性 b ，公路施工期对水环境的影响主要有：施工营地的生活污水的排放及生活 垃圾对水体的影响；桥涵隧道施工产生的泥沙、废渣、废水及机械设备的废油捧 放对水体的污染；拌和站、预制场等旅工废水对水体的影响；含有害物质的建材 ( 如废沥青渣) ，化学品等对水体的污染。 ( 3 ) 大气环境污染 公路施工场地( 包括施工路段、料场、拌和场及沿线运输道路等) ，由于大 量土石方工程及其大量的运输车辆，往往尘土飞扬，使沿线地区农业减产( 对果 树影响尤为严重) ，人们生活环境空气受到严重污染公路施工期沥青烟、碳氧 化物( c o 、c 0 2 ) 、氮氧化物( n 0 】【) 等也对环境空气质量造成较大的影响 ( 4 ) 固体废弃物污染 公路施工期间，要废弃大量的固体材料，如砂石材料、石灰块、水泥块，粉煤 灰、沥青渣等，这些固体材料有相当一部分散落在施工场地周围，造成土壤或河流 污染施工人员的生活垃圾也会对周围环境造成污染 2 对生态的影响 ( 1 ) 改变原地形地貌 路基开挖或堆填，会改变局部地貌，产生许多不稳定因素。如在地质构造脆 弱地带易引起崩塌、滑坡等地质灾害；在石灰岩地区易引起岩溶塌陷；在高寒山 区易引起雪崩等灾害。 ( 2 ) 影响重要生态系统 公路施工可能影响某些重要的生态系统，如湿地生态系统，热带雨林生态系 统、原始森林生态系统、自然保护区等这些生态系统的生物物种特别丰富，对 生态平衡有着不可估量的作用。如果对这些生态系统的重要性认识不够，公路建 设活动可能会对这些生态系统造成破坏。 ( 3 ) 影响野生动植物 公路施工对沿线野生动植物影响较大。公路建设改变了部分野生动物的栖 息、繁殖、迁徙场所，缩小了动物的活动区域，导致种群变小和种群间的交流减 小机械碾压、人员踩踏对沿线的植被造成了短期不可恢复的、甚至不可逆转的 破坏。 ( 4 ) 减少生物多样性 公路的建设，破坏原有的植被和生境，产生生境碎片，使生物的生存环境发 生变化，对某些珍稀动植物产生一定的伤害，造成生物资源的减少，甚至导致一 些物种的消失，对生物的多样性造成不利影响。 ( 5 ) 加剧水土流失 公路施工造成水土流失加剧的主要因素有：公路施工破坏地表植被，打破了 表土与植被之间原有的平衡关系；隧道及挖方段施工产生的大量弃渣导致新的水 土流失；施工完成后，对取土坑、弃渣场等处理不当，产生新的水土流失。 4 公路施工对社会环境的影响 ( 1 ) 占用土地 公路建设要占用大面积土地。一般公路占地约定1 3 h f l 【m 2 7h k m ， 高速公路在平丘区可达8 oh m i 皿l o 7t 岔虹。2 0 0 2 年公路建设占用耕地3 0 1 。 万公顷，2 0 0 3 年公路建设占用耕地3 7 7 万公顷。国家高速公路网规划中，规 划高速公路占地约4 5 0 万亩。另外，公路施工期的取弃土场、砂石料场、拌和站 场等需要占用大量的临时用地 ( 2 ) 占用基础设施与资源 公路项目在施工过程中对沿线的通讯、水利排灌、电力等设施以及矿产、旅 游、文物等资源都会产生干扰公路在施工阶段，大量的工程车辆通过附近已有 的公路，会造成现有公路上汽车流量的大量增加，干扰原有公路的交通秩序。当 前比较突出的是对旅游资源、文物资源和交通基础设施的影响。 ( 3 ) 拆除再安置 公路施工期对社会环境比较突出的一个影响是在主体工程正式开工之前，对 部分居民的拆迁与再安置。这是由公路建设项目的特点决定的。 ( 4 ) 影响景观 公路施工不可避免的对沿线的自然、人文景观产生影响主要表现为：施工 中的高填、深挖、乱挖、乱弃破坏原有地形地貌；公路穿越森林、农田、水网、 村镇等，造成对自然景观的人为破坏；公路的结构、造型、色彩设计不合理，造 成公路本身不美观，与周围景观比例失调、色彩不和谐或与公路所处的文化氛围 不吻合；公路施工布局不合理，造成对沿线自然保护区、历史文化遗迹等的破坏 1 1 3 公路施工期粉尘污染的问题 公路施工期，有大量的土石方填挖、筑路材料的运输、公路隧道的开挖、拌 和等施工作业工作。公路施工期的主要环境空气污染物是粉尘，其次为沥青熬炼、 摊铺时的沥青烟、动力机械排出的汽车尾气污染物等，其中尤以粉尘对周围环境 影响较为突出 在公路施工期，公路建设项目施工活动产生粉尘的主要方面有： 1 公路建筑材料中的石灰、水泥、粉煤灰等含有大量的粉尘，拌和站、散体 材料堆放场、预制场、路基工程的结构物拆除、路基开挖中的开山、路基填筑中 的粉喷桩施工、土石方的运输、挖掘机和装载机等运输车辆在运输和施工时都会 产生大量的粉尘，对周围环境造成污染 2 施工中所使用的便道，特别是在干旱季节，经施工车辆多次碾压后，路面 泥土变成粉末壮，也会造成粉尘，对周围环境造成污染 3 公路建设项目隧道施工时，洞内进行凿岩、爆破、装渣的同时，伴有大量 粉尘产生 4 沥青在熬拌过程中会产生有苯并( a ) 芘、吖啶类、酚类、吡啶类、蒽萘 类等对环境有害的沥青烟。 1 1 4 课体的提出 公路是大型的基础性公共设施，修建公路对区域环境的影响将是多方面的和 深刻的。随着国家对建设项目施工期环境保护工作的加强，国务院环保委、国家 计委、国家经委联合颁布了( 8 6 ) 国环字第0 0 3 号关于建设项目环境保护管理 办法、1 9 9 0 年交通部颁布的交通建设项目环境保护管理办法，1 9 9 2 年 后，交通部组织制定了 公路建设项目环境影响评价规范、公路环境保护 设计规范等一批促进公路交通环境保护工作的法规。2 0 0 4 年，交通部( 交环 发 2 0 0 4 3 1 4 号) 关于开展交通工程环境监理工作的通知明确提出，在交通 行业内广泛开展工程环境监理工作，并作为工程监理的重要组成部分，纳入工程 监理管理体系，这助于解决公路施工期的环境问题 公路建设项目的工程环境监理内容：主要包括环保达标监理和环保工程监 理。环保达标监理是使主体工程的施工符合环境保护的要求，如噪声、废气、污 水等排放应达到有关的标准等。环保工程监理包括生态环境保护，水土保持，自 然保护区、风景名胜区、水源保护区等地的保护，包括污水处理设施、声屏障、 边坡防护、排水工程、绿化等在内的环保设施建设的监理。 公路施工期产生的污染对环境的影响呈带状分布，属于线污染源，具有范围 广、时间长、因素多及难于弥补性和难于预测性等特点。在公路建设项目监理过 程中，由于公路建设项目可能对沿线土地资源、水资源、森林资源、野生动物资 源、景观资源等造成的影响和破坏程度大多没有量化的指标，交通行业的环保法 规建设的重点在公路建设项目前期的设计、公路建设项目环境影响评价等方面； 公路营运期，公路环境保护重点是解决汽车排放的污染物、噪声等问题而在公 路施工期的环保法规很少，具体操作性不强所以，公路施工期的环境监测能帮 助工程监理人员识别出环境污染的主要因素，并及时提出防治和减缓污染的具体 “ 措施，使施工期的环保措施迅速得到落实。 公路建设项目环保达标监理的提出，要求首先了解在公路施工期产生的环 境污染问题，如噪声、废气、污水等污染现状、造成污染的原因、采取环保措施 减小污染的效果、这些施工污染是否达到有关排放标准等方面的问题，都需要大 量的科学监测数据来说明。本课题研究公路施工期产生空气污染的主要问题一粉 尘污染，通过了解粉尘的特性、粉尘的危害，提出公路施工期粉尘监测布点原则， 特别是公路施工期产生粉尘污染的重点施工地点的监测布点原则，并减少粉尘污 染而采取的环保措施，提出公路施工期粉尘测定方法，粉尘排放标准等内容，探 索公路施工期环境监测技术，推动公路建设项目环境保护工作制度化、标准化、 规范化的进程。 ( 一) 研究内容 1 粉尘的定义及特性 在公路施工期粉尘的定义、相关的一些特性、粉尘的危害。 2 粉尘监测采样的布点原则 根据公路施工期监测的要求，在粉尘监测采样时进行布点设计原则、监测采 样的要求、呼吸性粉尘的监测布点原则、公路施工期粉尘测定的方法和频次，以 及粉尘监测时质量保证 3 粉尘的排放标准， 在公路施工期粉尘浓度的排放标准。 4 粉尘监测时的质量保证 鉴于公路粉尘监测面临的环境要素极为广泛，粉尘样品的成份极为复杂， 因此如何保证粉尘监测数据具有代表性、完整性、精密性、准确性和可比性的质 量要求，通过配套实施各种质量管理技术和管理规程而达到保证粉尘各个监测环 节( 如采样、实验室分析测试等) 的工作质量的目的 ( 二) 研究意义 1 提高公路施工期环境监测技术 为了及时、准确、可靠、全面地反映公路建设项目施工沿线污染动态，了解 临近地区环境质量变化，为公路环境管理、环境规划和污染防治提供依据，对公 路施工期实行环境监测已变得势在必行，环境监测已成为公路建设环境保护的一 个重要内容，是公路建设项目工程监理的主要量化指标，这就需要提高公路施工 期环境监测技术，采用先进的监测方法、优化监测点位、随时掌握污染动态、及 时采取有效措施、减小施工期的污染 2 有利于公路建设项目环境保护工作的制度化、标准化、规范化 长期以来，公路的规划、设计人员主要以满足交通功能要求、降低建设造价 和维护费用、节省交通时间和运行费用、减少交通事故损失等为目标，而在公路 施工期环境管理制度薄弱，环境监理监督施工期环保措施的落实没有太多的量化 指标。公路施工期的环境监测，主要是粉尘、噪声和水质部分项目的监测，使施 工期对环境造成的污染、施工期环保措施落实的效果就用科学的监测数据来说 明，避免或减少公路建设项目对自然和社会环境产生不良影响；有利于公路建设 项目施工单位更好的执行国家职业卫生标准，保护施工工人的身体健康，促进公 路建设项目实现经济效益、社会效益和环境效益的协调发展。 1 2国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 公路环境保护已成为目前国外公路行业的一个重要课题，一些发达国家对公 路环境保护的要求日益严格，公路环境保护措施和手段也日臻完善。 美国是第一个把环境影响评价用法律形式固定下来并建立环境影响评价制 度的国家。美国运输部把保护和加强受运输系统影响的社会及自然环境作为主要 任务，并把它作为美国运输部所追求的第四个战略目标。美国运输部在2 0 0 0 年 执行规划中，有3 9 亿美元的项目与环境保护直接有关，其中公路运输部门就占 了6 4 ，是1 9 9 8 年实际投资的一倍以上。 2 0 世纪7 0 年代，欧美已基本建立了公路环保体系和管理体系，在公路建设 过程中，充分体现“环保优先”的原则，采取公路建设与环境保护上统一规划、 统一设计、统一施工，建设与养护并重的策略；并在公路规划、设计、施工和运 营阶段都建立了相应的环境调查、环境治理和环境评价程序。 加拿大公路建设项目的环境保护工作已比较完善，国家和各省均颁布实施了 多项关于环境保护的法律法规，如环境保护法、 环境评价法、 环保机 构法、 规划法、安大略水资源法、水管理( 蓝皮书) 、 排水法、 地表土壤保护法等。通过建立这样一个完整的法律法规体系，在进行环境影 响评价和公路建设与运营方面就有法可依，一旦触犯这些法律法规将被处以重 罚，藉以来保证公路建设项目环境保护工作的顺利进行 相对而言，日本高速公路建设较美国落后2 0 多年，直到2 0 世纪6 0 年代后 期，才拉开高速公路建设的序幕由于国家和全民的高度重视，公路环境保护一 直被作为国家优先发展的项目，经过几十年的研究与建设，其综合技术水平已优 于美国，居世界领先地位。日本的策略是“环境优先，自然再生”、“整顿治理， 安全第一”。、 1 2 2国内研究现状 我国电力行业的环境保护发展较快，如电力行业环境标准g b1 3 2 2 3 2 0 0 3 火电厂大气污染物排放标准代替g b1 3 2 2 3 1 9 9 6 火电厂大气污染物排放 标准，g b1 3 2 2 3 1 9 9 6 火电厂大气污染物排放标准是代替g b1 3 2 2 3 9 l 火电厂大气污染物排放标准，行业标准已更新换代了几次，新标准兼顾电力 发展和环境保护目标，有利于火电厂根据自身的情况采取相应的控制措施电力 行业编写了电力行业劳动环境监测技术规范等规范，这些工作为电力企业的 建设、生产和经营活动以及为电力行业的可持续发展发挥重要作用 我国的g b ，r3 8 4 沪_ 9 l 制定地方大气污染物排放标准的技术方法、g b 1 6 2 9 7 一1 9 9 6 大气污染物综合排放标准、i i j 厂r5 5 2 0 0 0 大气污染物无组织 排放监测技术导则、g b5 7 4 8 8 5 作业场所空气中粉尘测定方法、国家职业 卫生标准g b z1 5 9 2 0 0 4 工作场所空气中有害物质监测的采样规范、国家 标准g b 5 8 1 7 8 6 生产性粉尘作业危害程度分级等有关标准和职业卫生标准、 技术规范都在发展、完善，国家环保局编写的 1 卜4 0i 6 0 0 0illl iiii i 6 0 0 0 li iiill i i一4 0 0 0iii iilii 4 乎一7 0 卜 _ 卜1 斗+ + _ 卜一 i 6 0 0 0iiiili ii i 6 0 0 0 ii illiii i 删ii iliii l 7 0i 删ii i illif i 6 0 0 0 l iliiil i 沥青在熬拌过程中会产生有苯并( a ) 芘、吖啶类、酚类、吡啶类、蒽萘类 1 5 等，这些都是致癌物质，长期吸入这些有毒有害物质，公路建设施工工人的身体 健康将受到极大影响。 在公路建设施工期产生的粉尘，对生产、空气和人体都产生不良影响，特别是 对施工工人，尤其是隧道施工人员，拌和站工人等，长期吸入含粉尘浓度超标准的 空气，易得慢性支气管炎、尘肺病等，为了保护工人身体健康，有效的执行国家的 职业卫生标准、国家环境标准，建议在公路施工期监测粉尘浓度，在公路隧道内、 拌和站等粉尘重点污染施工地点，监钡4 粉尘浓度、呼吸性粉尘浓度，作为公路建 设项目施工期监理的一个重要内容，并且是常规、必测监测项目之一。如条件允 许，可测定粉尘的二氧化硅含量 2 2 粉尘的特性 粉尘具有许多不同的特性，与公路建设项目旅工期和采取环保措施减少粉尘 污染关系密切的特性有流离二氧化硅的含量、密度、粒径和分散度、粘附性、湿 润性与水硬性、磨损性、爆炸性等性质。 2 2 1粉尘的自然特性 自然界没有纯粹的硅，它总是以化合物的形式存在，最常见的是二氧化硅 ( s i 0 2 ) 流离二氧化硅是指不与其他元素的氧化物结合在一起的二氧化硅，如 石英、石棉( c a o 3 m g o 4 s i 0 2 ) 和滑石( 3 m 9 0 4 s i 0 2 h 2 0 ) 中，虽然也有二 氧化硅成分，但它是与其他元素的氧化物，如氧化钙( c a o ) 、氧化镁( m g o ) 结 合在一起的。 公路建设中使用的水泥、粉煤灰及各地的粘土中所含有大量的二氧化硅，公 路建设跨越全国各个地方，各地粘土中所含二氧化硅浓度差异很大，特别是公路 隧道经过的山体，隧道内粉尘浓度中的二氧化硅含量差别更大，表2 3 是各种岩 石的二氧化硅含量。 岩石名称含量( )岩石名称含量( ) 石英岩9 0 以上硅质板灰岩 5 0 6 0 石英脉 9 0 9 5 闪长岩 4 0 5 0 石英砂灰岩 8 0 9 0 千枚岩 3 0 5 0 花岗岩 6 5 7 5 硅化灰岩 2 0 3 0 石英斑岩 5 0 7 0 页岩( 含硅石) l o 2 0 混合片麻岩 5 0 7 0 砾砂岩 l o 1 5 2 2 2粉尘的密度 粉尘的密度，粉尘的密度有堆积密度和真密度之分。自然堆积状态下单位 体积粉尘的质量称为堆积密度( 或称容积密度) ，它与粉尘的贮运设备有关系。在 粉尘( 或物料) 的气力输送中要考虑粉尘的堆积密度，如粉尘采样仪在采样时，就 要考虑粉尘的密度。密实状态下单位体积粉尘的质量称为真密度( 或称尘粒密 度) 某些粉尘的真密度和堆积密度列于表2 4 中 表2 4几种工业粉尘的真密度与堆积密度 粉尘名称或尘源 滑石粉 烟灰 炭黑 硅砂粉( 1 0 5 啪) 硅砂粉( 3 0 m ) 硅砂粉( 8 岫) 硅砂粉( o 5 7 2 岫) 电炉 化铁炉 黄铜熔解炉 亚铅精炼 铅精炼 铅二次精炼 水泥干燥窑 烟灰( o 7 5 6 岫) 硅酸盐水泥( 0 7 9 1 m ) 造型用黏土 烧结矿粉 氧化铜( ( o 9 4 2 岫) 锅炉炭末 烧结炉 转炉 铜精炼 石墨 铸造砂 铜再精炼 黑液回收 3 1 2 2 4 7 3 8 4 2 6 4 2 1 3 4 5 0 4 5 2 2 7 6 3 1o 1 3 公路监理人员应熟悉粉尘密度这个特性，密度小的粉尘易漂浮在空气中，如 石灰和粉煤灰等散体材料储料场在风力作用下易产生扬尘，其粉尘污染基本集中 在下风向范围内，对人体和植物都有害，所以储料场应选择在距敏感点下风向 2 0 0 m 外，对存放的材料应做好防护措施工作，通过对空气中喷洒水雾、蓬布遮 盖散体材料等措施，有效减少粉尘的污染。 皱曲 啪 圳伽 ， ： 黼叭一呲埔蚴一们一 一吣蝴一一抛呲们毗一加一 度曲 密2坫踮o o 唱 o o骝撕娜蜥蝴批獬獬枷螂。6枷。犹 2 2 3粉尘的粒径和分散度 表征粉尘颗粒大小的代表性尺寸叫做粉尘的粒径。对球形尘粒来说，是指它 的直径。实际的尘粒大多是不规则的，一般也用“粒径”来衡量其大小，然而此 时的尘粒只能根据赋予的定义用某一个有代表性的尺寸作为它的粒径。同一粉尘 按不同定义所得的粒径，不但数值不同，应用场合也不一样。因此，在使用粉尘 粒径时，必须了解所采用的粒径含义。在选取粒径测定方法时，除需考虑方法本 身的精度、操作难易及费用等因素外，还应特别注意测定的目的和应用场合。不 同的粒径测定方法，得出不同概念的粒径。下面介绍几种常用的粉尘粒径： ( 1 ) 投影粒径。用显微镜法直接观测时测得的粒径为投影粒径。根据定义不 同，分为定向粒径、定向面积等分粒径和投影圆等值粒径 ( 2 ) 斯托克斯粒径和空气动力粒径。可用沉降法( 如移液管法、沉降天平法等) 间接测定得到。 斯托克斯粒径d s ，指与被测尘粒密度相同、沉降速度相同的球形粒子直径。 空气动力粒径d s ，指与被测尘粒在空气中的沉降速度相同、密度为l g c m ， 的球形粒子直径。单位用微米( 气) ，并记为l i l a 。 斯托克斯粒径和空气动力粒径是粉尘中应用最多的两种粒径，原因在于它们 皆与尘粒在流体中运动的动力特性有关。如果忽略空气密度p 的影响，由两者的 定义，可以得到( pc 的单位用g c m 3 ) 空气动力粒径与斯托克斯粒径的关系式为： d a _ d s pc 垅l i m a 粉尘的颗粒大小不同，不但对人体和环境的危害不同，所以，粒径是粉尘的 最基本特性之一 粉尘的粒径分布( 也称粒径的频率分布) 叫做分散度。可用分组( 按粉尘粒径 大小分组) 的质量百分数或个数百分数来表示。前者称为质量分散度，后者称为 计数分散度。质量分散度能反映不同粒径粉尘对人体的影响 粉尘的分散度高，即表示小粒径粉尘占的比例大，反之则小粉尘的分散度 不同，对人体的危害和所采取的除尘方式也不同。因此，掌握粉尘的分散度是评 价粉尘危害程度的基本条件。 2 2 4 粉尘的粘附性 粉尘之间或粉尘与固体表面( 如器壁或管壁等) 之间的粘附性质称为粉尘的 粘附性。粉尘相互间凝并与粉尘在器壁或管道壁上堆积，都与粉尘的粘附性有关。 前者会使尘粒增大，易被各种空气采样器所捕集，后者易使管道发生故障和堵塞。 粉尘粘附性的强弱取决于粉尘的性质( 形状、粒径、含湿量等) 和外部条件( 空气 的温度和湿度、尘粒的运动状况、电场力、惯性力等) 。 2 2 5 粉尘的湿润性和椴性 粉尘粒子被水( 或其他液体) 湿润难易的性质称为粉尘的湿润性有的粉尘 ( 如锅炉飞灰、石英砂等) 容易被水湿润，与水接触后会发生凝并、增重，有利于 从气流中分离，这种粉尘称为亲水性粉尘有的粉尘( 如炭黑，石墨等) 很难被水 湿润，这种粉尘称为憎水性粉尘。有的粉尘( 如水泥、石灰) 与水接触后，会粘结 变硬形成硬垢，这种粉尘称为水硬性粉尘水硬性粉尘易使排水管道结垢堵塞， 故不宜采用洒水除尘 在公路建设项目中，散体材料的运输、施工便道、公路隧道等产生的粉尘，有 较好的粘附性和湿润性，经常洒水可有很好的降尘效果，但对水硬性粉尘如水泥、 石灰就不能采取这种降尘措施。 2 2 6粉尘的磨损性 粉尘的磨损性是指粉尘在流动过程中对器壁或管壁的磨损程度硬度高、密 度大、带有棱角的粉尘磨损性大粉尘的磨损性与气流速度的2 3 次方成正比 为了减轻粉尘的磨损，在粉尘监测采样时，需要选择合适的空气采样器的气流速 度。如果空气采样器的气流速度过大，粉尘的磨损极易损害采样仪器。 2 2 7粉尘的爆炸性 悬浮在空气中的某些粉尘，当达到一定浓度时，如果存在着能量足够的火源 ( 如火焰、电火花、炽热物体或由于摩擦、振动、碰撞等引起的火花) 就会发生爆 炸，这类粉尘称为爆炸危险性粉尘具有爆炸危险的粉尘在空气中的浓度只有在 一定范围内才能发生爆炸，这个爆炸范围的最低浓度叫做爆炸下限，最高浓度叫 做爆炸上限。粉尘的爆炸上限，由于浓度值过大( 如糖粉的爆炸上限浓度为1 3 5 k g 一) ，在多数场合下都达不到，故设计手册一般只给出粉尘爆炸下限的数值。 几种粉尘的爆炸下限见表2 5 。粉尘的粒径越小，比表面积越大，粉尘和空气 的湿度越小，爆炸危险性越大。对于有爆炸危险性的粉尘，特别是在公路隧道施 工通风除尘系统设计时，必须给予充分注意，采取必要的防爆措施。 表2 5粉尘的爆炸下限 爆炸下限( g m 3 )爆炸下限( g 3 ) 粉尘名称粉尘名称 铝粉 5 8 o棉花2 5 2 煤末 1 1 4 o谷仓尘末2 2 7 o 硫磺 2 3 面粉 3 0 2 硫矿粉 1 3 9亚麻皮屑1 6 7 泥炭粉 1 0 1染料2 7 0 0 木屑 6 5 o烟草末6 8 o 粉尘还有一些其它特性如：粉尘的安置角、滑动角、荷电性、比电阻等性质， 主要与除尘设备的设计有关，在公路建设中关连不大，就不在这一一叙说。 ， 第三章粉尘浓度监测点位选择 3 1 粉尘浓度测定的术语 3 1 1 粉尘浓度的表示 粉尘浓度是指单位体积空气中所含粉尘的质量( 吣酽) 或数量( 粒c 曲 粉尘浓度卫生标准分总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度两种。所谓总粉尘浓度是 单位体积空气中所含粉尘浓度的总量；呼吸性粉尘浓度为单位体积空气中所含微 细粉尘( 一般指1 0l im 一下的粉尘) 的质量( 或数量) 。 3 1 2 粉尘浓度测定的术语 1 粉尘的定义；公路施工环境中的粉尘指悬浮于施工地点空气中的固体微 粒。 2 施工地点：施工工人在公路施工过程中经常或定时停留的地点 3 环境浓度：施工地点中一段时间内粉尘浓度，即用定点监钡4 采样法测得 的浓度。 4 监测点：受粉尘污染的施工地段并必须进行监测的地点。 5 空气收集器：指用于采集空气中气态、蒸气态和气溶胶态粉尘的器具，如 大注射器、采气袋、各类气体吸收管、固体吸附剂管，无泵型采样器、滤料及采 样夹和采样头等。 6 监测对象：指选定为具有代表性的施工工人 7 定点监钡4 采样：指将空气收集器放置在选定的监测点、施工工人的呼吸带 进行采样。 8 监测时段：指在一个监测周期( 如工作日、周或年) 中，选定的监测时刻。 9 监测时间：指每次监测采样从开始到结束所持续的时间。 l o 短时间监测：指监测时间一般不超过1 5 m i n 的监测采样 1 1 长时间监测：指监测时间一般在l h 以上的监测采样。 1 2 采样流量：指在采集空样品时，每分钟通过空气收集器的空气体积。 3 2 公路建设项目环境监测的目的和分类 3 2 1 公路建设项目环境监测的目的 公路建设项目环境监测的目的是准确、及时、全面地反映公路建设项目在施 工过程中环境质量现状及发展趋势，为公路建设项目的环境管理、施工污染控制、 环境规划等提供科学依据。具体可归纳为： 1 根据环境质量标准，评价公路建设项目环境质量 2 根据公路建设项目施工期污染分布情况，为实现工程监督管理、控制施 工污染提供依据。 3 收集公路建设项目经过地区的环境质量本底数据，积累长期监测资料， 为研究公路建设项目环境容量、目标管理、预测预报公路建设项目施工期环境质 量提供数据。 4 为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、促进公路建设的可持 续发展制订公路建设项目环境法规、标准、规划等。 3 2 2 公路建设项目环境监测的分类 公路建设项目环境监测可按其监测目的或监测介质对象进行分类，也可按专 业部门进行分类，如气象监测、卫生监测和资源监测等。 ( 一) 按监测目的分类 1 公路建设项目监视性监测 对指定的公路建设项目沿线进行定期的、长时间的监测，以确定环境质量及 工程旄工期污染状况、评价控制措旌的效果，衡量公路建设项目施工期环境保护 措施落实情况和环境保护工作的进展情况。这是公路建设项目施工期监测工作 中，工作量最大的一项监测工作。 监视性监测包括对施工期污染重点施工地点的监督监测( 污染物浓度、排放 总量、污染趋势等) 和环境质量监测( 所在地区的空气、水质、噪声、固体废物 等监督监测) 2 特定目的监测( 又称为特例监测或应急监测) 根据特定的目的可分为以下四种： ( 1 ) 污染事故监测：在发生污染事故时进行应急监测，以确定污染物扩散方 向、速度和危及范围，为控制污染提供依据。这类监测常采用流动监测( 车，船 等) 、简易监测、低空航测、遥感等手段 ( 2 ) 仲裁监测：主要针对污染事故纠纷、环境法执行过程中所产生的矛盾进 行监测仲裁监测应由国家指定的具有权威的部门进行，以提供具有法律责任的 数据( 公证数据) ，供执法部门、司法部门仲裁。 ( 3 ) 考核验证监测：包括人员考核、方法验证和污染治理项目竣工时的验收 监测 ( 4 ) 咨询服务监测：为政府部门、科研机构、生产单位所提供的服务性监测。 例如建设新企业应进行环境影响评价，需要按评价要求进行监测。 3 研究性监测( 又称科研监测) 研究性监测是针对特定目的科学研究而进行的高层次的监测例如环境本底 的监测及研究；有毒有害物质对从业人员的影响研究；为监测工作本身服务的科 研工作的监测，如统一方法、标准分析方法的研究、标准物质的研制等。这类研 究往往要求多学科合作进行。 ( 二) 按监测介质对象分类 可分为水质监测、空气监测、土壤监测、固体废物监测，生物监测、噪声和 振动监测、电磁辐射监测、放射性监测、热监测、光监测、卫生( 病源体、病毒、 寄生虫、职业病等) 监测等。 3 3 公路施工期粉尘的布点原则 3 3 1 粉尘监测点位的一般选择原则 公路建设项目中粉尘监测点位因其任务不同，粉尘监测点位的布点要求、 点位数量等也不相同。粉尘监测的目的是为了了解公路沿线粉尘污染的含量水平 及特征，并掌握旌工期产生粉尘污染施工地点的粉尘分布及其特征。以便随时采 取有效的环保措施，降低、减少公路施工期产生的粉尘对环境空气和人的污染， 减少对公路建设项目周围环境敏感点的污染。 粉尘监测点位的一般选择原则 1 粉尘监测点的布设应有较好的代表性，应能客观反映一定空间范围内的 空气中粉尘污染水平和变化规律。 2 应考虑各粉尘监测点之间设备尽可能一致，各个监测点取得的粉尘监测 数据具有可比性。 3 为了大致反映各路段空气中粉尘污染水平及规律，在粉尘监测点各路段 的布局上尽可能分布均匀同时，在布局上还应考虑大致反映各路段和粉尘污染 施工地点的污染现状及变化趋势 案。 4 应综合各当地情况考虑粉尘监测点的布设，优化粉尘监测点位的设计方 3 3 2 粉尘监测点位数目的确定 世界卫生组织( 删o ) 和美国环保局等对城市环境质量空气监测点位的确定 均进行了详细的描述，主要采用以人口数量为基础的经验法，以污染程度和面积 为基础的经验法，按人口和功能区的布点法。1 9 8 7 年国家环保( 总) 局颁布实 施环境监测技术规范( 大气和废气部分) 也是以人口为基础，根据不同的污 染物确定监测点位数。 在公路建设项目施工沿线粉尘的监测路段内，粉尘监测点设置数目是与公 路建设项目的经济投资和精度要求相应的一个效益函数，应根据公路建设项目监 测范围的大小、粉尘污染物的空间分布特征、人口分布及密度、气象、地形及经 济条件等因素综合考虑确定 公路施工期环境空气污染较为突出的是粉尘污染，粉尘监测点位的选择同样 遵守g b3 0 9 5 一1 9 9 6 环境空气质量标准中关于环境空气质量功能区的分类办 法。 我国环境空气质量标准根据地区的地理、气候、生态、政治、经济和大气污 染程度划分三类地区： 一类区：如国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地等 二类区：为城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜 古迹和广大农村寨。 三类区：为大气污染程度比较重的城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等 3 3 3 粉尘监测点位具体位置的要求 根据 d o ) 式中：p 一粉尘透过率( ) ； d 一粉尘空气动力学直径( 岫) ； d o 一7 0 7 姗 修改后呼吸性粉尘的定义是将过去对空气动力学直径为3 5l im 的尘粒 有5 0 9 6 采尘效率修改为呼吸性粉尘采样器对4i im 的尘粒有5 0 9 6 的采尘效率 这种采样器可同时测定总粉尘和呼吸性粉尘，所以叫做t r 粉尘采样器。 采样效率与采样流量有关，在整个采样过程中保持恒定的流量 4 空气动力学直径具有下面一些特征： ( 1 ) 同一空气动力学直径的尘粒趋向于沉降在人体呼吸道内的相同区域 ( 2 ) 同一空气动力学直径的尘粒在大气中具有相同的沉降速度和悬浮时间。 ( 3 ) 同一空气动力学直径的尘粒在通过旋风器和其它除尘装置时具有相同的 机率 ( 4 ) 同一空气动力学直径的尘粒在进入粉尘采样系统中具有相同的机率 3 4 2 呼哪出盼尘监测的类型 在公路建设项目中，如隧道施工时隧道的开挖、爆破和装渣