道路路面塵土粒度分析

牛高鵬　郭鳳清　羅小奉　何麗紅

【摘 要】以外環(huán)線外天津某高校校園內(nèi)三種不同功能區(qū)的道路路面15個(gè)取樣點(diǎn)為例，使用吸塵器采集路面塵土，對(duì)采集塵土樣品預(yù)處理，建立不同粒度范圍塵土量的計(jì)算模型，分析了高校校園不同功能區(qū)道路采集樣品的粒度分布特點(diǎn)。結(jié)果表明，采集樣品的粒度主要分為3種類型，每種類型中對(duì)應(yīng)有相應(yīng)的峰值。該分析結(jié)果對(duì)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具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】路面塵土；粒度分析；道路清掃

中圖分類號(hào)： X513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）36-0100-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.042

Granularity Analysis of Road Dust

—— a Case Taken in a University Campus

NIU Gao-peng GUO Feng-qing* LUO Xiao-feng HE Li-hong

（College of Hydraulic Engineering， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China）

【Abstract】15 sampling points were carried out in a University Campus in Tianjin located out of city center. By gathering road dust with a dust cleaner， pre-treating the samples， building calculation model of dust quality of different granularity in the total road dust， the granularity distribution characteristics of road dust from a University Campus were analyzed. The results showed that there were 3 types of road dust granularity， each of which had a maximum. The analysis is valuable for making road cleaning techniques and decreasing pollution of road dust.

【Key words】Road dust； Granularity analysis； Road cleaning

由于車流擾動(dòng)等原因致使機(jī)動(dòng)車道路兩側(cè)5m寬度范圍內(nèi)形成塵土富集區(qū)，是業(yè)內(nèi)研究者們的共識(shí)。通過校內(nèi)典型機(jī)動(dòng)車道路兩側(cè)取樣，塵土量達(dá)45.1g/m2。總體來(lái)說，路面塵土呈不均勻分布的現(xiàn)象，從道路兩側(cè)到機(jī)動(dòng)車隔離帶，因受到車流、環(huán)境因素的影響，分布趨勢(shì)大致呈負(fù)相關(guān)：快車道的出土量<慢車道的塵土量<近馬路牙子區(qū)域的塵土量<道路兩側(cè)的塵土量。按機(jī)動(dòng)車全域道路平均塵土量25g/m2推算，天津市中心城區(qū)的路面塵土累積量約可達(dá)2140.0t。依據(jù)浮塵監(jiān)測(cè)篩查規(guī)范，粒度在100μm以下的塵土約占道路塵土的60%，則計(jì)算出市中心城道路路面塵土中可能形成浮塵的塵土總量約達(dá)1284.0t。在高速車流、自然因素的推波助瀾下，這1000余t的浮塵擴(kuò)散到空氣中，就順利的構(gòu)成了空氣中TSP（總懸浮顆粒物）的重要元兇。而塵土擴(kuò)散方式的差異與其粒度的不同密切相關(guān)，小于10μm 的顆粒物擴(kuò)散到空氣中，成為永久懸浮物，100μm以上顆粒物被車流擾動(dòng)進(jìn)入空氣后，因自身重力作用能夠快速沉降到地面。在現(xiàn)實(shí)意義上，不同功能的清掃保潔車輛（純掃式掃路機(jī)、吸掃式掃路機(jī)、洗地機(jī)等）工作時(shí)，降塵除塵在塵土粒度方面會(huì)有較大差異。所以，研究路面塵土不同粒度的形成和分布規(guī)律，對(duì)提高和優(yōu)化道路清掃保潔工藝、提高空氣質(zhì)量、美化城市環(huán)境、研制高效的清掃保潔機(jī)械都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義。

1 塵土的采集方法

取樣設(shè)備：吸塵器（由220V馬力發(fā)電機(jī)提供電源）、取樣圍欄、灑水壺、0.35L密封瓶。

選取外環(huán)線外天津某高校校園內(nèi)不同功能區(qū)（（超市食堂等商業(yè)區(qū)、教學(xué)辦公區(qū)、學(xué)生宿舍生活區(qū)））的典型道路，取樣點(diǎn)選取避開無(wú)塵、重塵、異常塵地等影響因素。每個(gè)功能區(qū)選擇3個(gè)取樣點(diǎn)進(jìn)行塵土取樣。取樣時(shí)，取樣圍欄緊挨路沿放置。為避免路面起揚(yáng)塵，在采樣點(diǎn)用灑水壺灑濕，用吸塵器采集取樣圍欄內(nèi)路面的塵土，每個(gè)取樣點(diǎn)的土樣單獨(dú)收集放入采樣瓶?jī)?nèi)，記錄各取樣點(diǎn)的樣品信息。

2 塵土粒度的分析工具及分析方法

用實(shí)驗(yàn)室量測(cè)方法測(cè)得采集樣品的質(zhì)量。用1mm孔徑的網(wǎng)篩慮過樣品。過網(wǎng)篩后篩下的樣品質(zhì)量作為該取樣點(diǎn)路面塵土的質(zhì)量，將其作為粒度分析的樣品。

塵土粒度分析工具：MicroTRAC S3500 激光粒度分析儀（其測(cè)量范圍0.25～1500μm，測(cè)量精度0.6%）。

塵土粒度分析方法：利用干法進(jìn)行樣品的粒度分析。篩下的樣品烘干后充分混合均勻，從中取樣約3g，利用自動(dòng)程序完成樣品的進(jìn)樣、分析等步驟。每個(gè)樣品測(cè)試3次，儀器自動(dòng)記錄3次的平均值作為該樣品的粒度分析結(jié)果。

3 不同粒度范圍塵土量的計(jì)算方法

實(shí)驗(yàn)樣品中不同粒度范圍內(nèi)的路面塵土污染量的計(jì)算公式為：

dL=pM/A

式中：dL為某粒度范圍的路面塵土污染量，g/m2；p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；A為采樣面積，m2。

4 塵土粒度分布的分析

分析外環(huán)線外天津某高校校園內(nèi)三種不同功能區(qū)（超市食堂等商業(yè)區(qū)、教學(xué)辦公區(qū)、學(xué)生宿舍生活區(qū)）道路路面的15個(gè)取樣點(diǎn)的粒度，采集樣品的粒度主要分為3種類型。

（1）肉眼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(cè)到PM10；100μm以下的含量為65%。2個(gè)峰值出現(xiàn)在58～88μm和209.3～296μm。肉眼觀察樣品中大顆粒物和落葉的細(xì)屑較多，209.3～296μm范圍的樣品含量較大，約為17%。

（2）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(cè)到PM10，PM10含量在3%以下；100μm以下的含量較高，在79%以上，峰值在44.00～62.23μm，約占18%。

（3）肉眼觀察，大小顆粒均存在的樣品。粒度分析結(jié)果中不能檢測(cè)到PM10；100μm以下的含量較多分布在58%以下。樣品中顆粒物集中出現(xiàn)在3個(gè)數(shù)量段：176～296、62.23～104.6、26.16～44.00μm。

對(duì)15個(gè)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析，第1類樣品約占總量的60%，主要分布在超市食堂等商業(yè)區(qū)人流量較多的區(qū)域；第2類樣品約占總量的10%，主要分布在教學(xué)辦公區(qū)保潔度要求高的區(qū)域；第3類樣品占總量的30%左右，主要分布在學(xué)生宿舍生活區(qū)的區(qū)域。

5 結(jié)論

通過對(duì)典型路面采集的塵土樣本進(jìn)行粒度分析，能初步得出天津高校新校區(qū)類校園內(nèi)不同功能區(qū)道路路面塵土的粒度分布特征。教學(xué)辦公區(qū)保潔度要求高的區(qū)域，路面塵土顆粒較細(xì)；超市食堂等商業(yè)區(qū)人流量較多的區(qū)域，路面塵土肉眼能夠明顯觀察到大顆粒物；學(xué)生宿舍生活區(qū)的區(qū)域，肉眼觀察，大小顆粒均存在。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。

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