北京市道路路面塵土粒度分析研究*

王曉燕，馮 偉

（北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計科學(xué)研究所，北京 100028）

北京市道路路面塵土粒度分析研究*

王曉燕，馮 偉

（北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計科學(xué)研究所，北京 100028）

介紹了北京市道路路面塵土污染的基本情況、利用監(jiān)測車和吸塵器采集路面塵土的方法、采集塵土樣品的預(yù)處理和干式粒度分析方法、粒度分析結(jié)果的表達(dá)方法、塵土總量中不同粒度塵土量的計算方法，分析了北京市三環(huán)路采集樣品的粒度分布特點，總結(jié)了北京市道路路面塵土粒度分布的特征。

粒度分析；路面塵土；道路清掃保潔

《北京市道路清掃保潔規(guī)劃》指出，北京市中心城道路清掃保潔面積在2010年達(dá)到了8 559．9萬m2。相關(guān)的課題研究表明，北京市城市道路路面塵土量，在馬路牙子500 mm的寬度范圍內(nèi)約為45．7 g/m2。該寬度范圍內(nèi)因車流的擾動，是塵土的富集區(qū)，從道路中間隔離帶到馬路牙子之間，路面塵土因受到車流、自然因素等影響，呈現(xiàn)不均勻分布的現(xiàn)象，總體來看是近馬路牙子區(qū)域、慢車道、快車道塵土量呈下降趨勢。以平均道路塵土量25 g/m2計算，中心城的路面塵土累積量約為2 140．0 t。相關(guān)的檢測結(jié)果表明，道路塵土中粒度在100 μm以下的約占60%，則計算出中心城道路路面塵土中粒度在100 μm以下的總量約為1 284．0 t。1 000余t的100 μm以下的塵土在高速車流、自然因素的影響下，擴(kuò)散到空氣中，構(gòu)成了空氣中TSP（總懸浮顆粒物）的重要來源。因此，做好路面塵土的粒度分布的基礎(chǔ)性科研工作，對制定科學(xué)、合理的道路清掃保潔工藝以降低路面塵土量、提高空氣質(zhì)量、美化城市環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義。

1 路面塵土采集方法

取樣設(shè)備：吸塵器、取樣框、監(jiān)測車。

選取北京市三環(huán)路為研究對象，取樣時避開十字路口、公交車站、施工工地等影響因素，在2個十字路口之間選取具有代表性的取樣點。取樣時，取樣框緊挨馬路牙子放置在取樣點。利用監(jiān)測車220 V交流電源為吸塵器提供能源，用吸塵器采集取樣框內(nèi)路面的塵土，每個取樣點的土樣單獨收集，記錄各取樣點的樣品信息。取樣過程如圖1所示。

圖1 路面塵土取樣

2 路面塵土粒度分析方法

樣品采集回實驗室后，取出樣品，測量其質(zhì)量。樣品中粒徑大于1 mm的成分為落葉、毛發(fā)、大顆粒的沙粒等，因此將樣品過1 mm孔徑的篩網(wǎng)。測量篩下樣品的質(zhì)量作為該取樣點路面塵土的質(zhì)量，并將其作為粒度分析的實驗樣品。

粒度分析工具：MicroTRAC S3500激光粒度分析儀。其測量范圍為0．25～1 500 μm，測量精度0．6%。MicroTRAC S3500激光粒度分析儀采用經(jīng)典靜態(tài)光散射技術(shù)和全程米氏理論處理方法。

分析方法：利用干法進(jìn)行樣品的粒度分析。將篩下樣品充分混合均勻，從中取樣約1 g，利用自動程序完成樣品的進(jìn)樣、分析等程序。每個樣品測試3次，儀器自動記錄3次的平均值，將平均值作為該樣品的粒度分析結(jié)果。

MicroTRAC S3500激光粒度分析儀分析結(jié)果的表示：坐標(biāo)系為半對數(shù)坐標(biāo)系統(tǒng)，橫軸為對數(shù)坐標(biāo)軸，縱軸為算術(shù)坐標(biāo)軸。分析結(jié)果用直方圖和累積分布曲線2種形式表示，如圖2所示。

圖2 粒度分析結(jié)果

3 不同粒度范圍塵土量計算方法

實驗樣品是由不同粒度范圍的顆粒物組成，不同粒度的塵土成分在車流、自然因素等的擾動下，以不同方式進(jìn)行擴(kuò)散，小于100 μm的顆粒物擴(kuò)散到空氣中構(gòu)成空氣中TSP的重要來源，其中小于10 μm的顆粒物擴(kuò)散到空氣中，成為永久懸浮物。100 μm以上顆粒物被車流擾動進(jìn)入空氣后，因自身重力作用能夠快速沉降到地面。另一方面，道路清掃保潔車輛因結(jié)構(gòu)不同，有純掃式掃路機(jī)、吸掃式掃路機(jī)、洗地機(jī)等，不同結(jié)構(gòu)清掃保潔車輛工作時，除去的塵土粒度范圍會有所不同。因此，研究路面塵土中不同粒度的塵土量對研究路面塵土對環(huán)境空氣的污染、道路清掃保潔工藝的制定等具有科學(xué)的指導(dǎo)意義。實驗樣品中某粒度范圍內(nèi)的路面塵土污染量的計算公式為：

sL=sM/S。

式中：sL為某粒度范圍的路面塵土污染量，g/m2；s為樣品中不同粒度塵土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；M為樣品總質(zhì)量，g；S為采樣面積，m2。

4 路面塵土粒度分布結(jié)果分析

北京市三環(huán)路外環(huán)方向的50個取樣點的粒度分析結(jié)果表明，三環(huán)路采集樣品的粒度主要分為3種類型。

1）肉眼觀察，顆粒較細(xì)的樣品（沒有明顯的大顆粒物）。粒度分析結(jié)果中能夠檢測到PM10，PM10含量在3%以下；100 μm以下的含量較高，在 70%以上，峰值在 44．00～62．23 μm，占 12%左右。

2）肉眼觀察，能夠明顯觀察到大顆粒物的樣品。粒度分析結(jié)果中基本不能檢測到PM10；100 μm以下的含量為52%～65%。4個峰值分別出現(xiàn)在 62～74、74～88、209．3～248．9、248．9～296 μm。肉眼觀察樣品中大顆粒物和落葉的細(xì)屑較多時，209．3～248．9 μm 和 248．9～296 μm 的樣品含量較大，為15%～17%。

3） 粒度分析結(jié)果中不能檢測到PM10；100 μm以下的含量，較多情況分布在50%以下。樣品中顆粒物集中出現(xiàn)在 176～296、62．23～104．6、26．16～44．00 μm 3 個數(shù)量段。

對50個采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析，第1類樣品占總量的10%左右，主要分布在南三環(huán)；第2類樣品占總量的60%左右，廣泛分布于除第1類和第3類之外的采樣區(qū)域；第3類樣品占總量的30%左右，分布在東三環(huán)六里橋至豐益橋和勁松橋至京廣橋。根據(jù)分析結(jié)果，應(yīng)制定科學(xué)的道路清掃保潔工藝，有效去除道路路面塵土污染，還應(yīng)繼續(xù)對不同類型清掃保潔車輛去除的道路塵土的粒度進(jìn)行分析。

5 結(jié)束語

路面塵土的粒度分析是研究制定科學(xué)的道路清掃保潔工藝，有效去除路面塵土污染的重要基礎(chǔ)性工作。通過對采集的路面塵土樣本進(jìn)行粒度分析，基本掌握北京市城區(qū)道路路面塵土的粒度分布特征，能基本滿足科研工作對北京市道路路面塵土粒度實驗的需求。下一步應(yīng)繼續(xù)設(shè)計實驗，對不同結(jié)構(gòu)掃路機(jī)去除道路塵土的粒度范圍和道路路面塵土的粒度分布特征進(jìn)行系統(tǒng)研究，為制定北京市道路清掃保潔工藝奠定基礎(chǔ)。

Granularity Analysis of Road Dust in Beijing

Wang Xiaoyan,Feng Wei
（Beijing Environmental Sanitation Design Science Research Institute,Beijing 100028）

General situation of road dust pollution in Beijing was introduced,as well as the method of gathering road dust with monitoring car and cleaner,the method of pre-treatment and dry-granularity analysis for the samples,describing way of granularity results,the calculation of quality of different granularity in the total road dust．The granularity distribution characteristics of road dust from Third Ring Road of Beijing were analyzed,and granularity distribution feature of road dust in Beijing was summarized．

granularity analysis；road dust；road sweeping and cleaning

X513

A

1005-8206（2011）04-0005-02

北京市科技新星計劃資助項目（2009B19）

2011-04-21

王曉燕（1981—），工程師，碩士，主要從事道路塵土污染監(jiān)測研究。

E-mail：athenacwj@yahoo．com．cn。

（責(zé)任編輯：劉冬梅）