地下加工間顆粒物分布特性及控制措施研究

劉 皎 馮 璐 郭衛(wèi)平 文 力 李江濤

地下加工間顆粒物分布特性及控制措施研究

劉 皎1馮 璐2郭衛(wèi)平2文 力1李江濤1

（1.西安工程大學(xué)城市與市政工程學(xué)院 西安 710600；2.陜西建工安裝集團(tuán)有限公司 西安 710068）

施工現(xiàn)場(chǎng)的地下預(yù)制加工間普遍存在施工強(qiáng)度大，作業(yè)人員密集，不規(guī)律的氣流組織導(dǎo)致施工環(huán)境質(zhì)量惡劣等問題。對(duì)西安市某施工項(xiàng)目的地下預(yù)制加工間內(nèi)可吸入顆粒物進(jìn)行了實(shí)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，其中通風(fēng)加工間和給排水加工間分別有等離子切割機(jī)、共板式法蘭機(jī)、型材切割機(jī)和臺(tái)式砂輪機(jī)等加工部件裝置。經(jīng)測(cè)試，等離子切割機(jī)為產(chǎn)塵量最高的機(jī)械裝置，該裝置開啟后顆粒物濃度迅速上升至999μg/m3，其余加工部件裝置在正常運(yùn)行條件下的產(chǎn)塵量均不等。因此，分別從污染源、傳播途徑、末端防護(hù)三個(gè)層面來分析并設(shè)計(jì)控制措施方案，解決施工人員長(zhǎng)期暴露在高濃度可吸入顆粒物環(huán)境下的此類問題。

地下預(yù)制加工間；可吸入顆粒物；控制措施

0 引言

城市新建及改建項(xiàng)目施工場(chǎng)地緊鄰道路及毗鄰地塊，施工用地緊張，特別是在主體施工和機(jī)電安裝穿插施工階段，部分機(jī)電安裝的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、加工間通常會(huì)設(shè)置在已完工的地下室中。地下空間雖然設(shè)計(jì)有機(jī)械通風(fēng)，但由于處于施工過程中，通風(fēng)系統(tǒng)尚未形成系統(tǒng)，機(jī)電安裝尚處于施工狀態(tài)，無法形成有組織的氣流，因此施工期間的地下預(yù)制加工間多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)利用自然通風(fēng)和設(shè)置臨時(shí)風(fēng)扇的形式來補(bǔ)給新風(fēng)。預(yù)制加工和施工過程中產(chǎn)生的可吸入顆粒物和后期地下室作為汽車庫和商業(yè)用房時(shí)顆粒物的特點(diǎn)又不盡相同。因此研究施工項(xiàng)目地下預(yù)制加工間可吸入顆粒物的分布特性及控制措施對(duì)于指導(dǎo)施工單位科學(xué)合理布置地下加工間，以及保護(hù)操作工人及相鄰影響區(qū)域內(nèi)施工人員的健康有重要意義。

1 調(diào)研項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目位于西安城區(qū)商業(yè)區(qū)域建筑群，總建筑面積約23萬m2，地下三層，地面無可用機(jī)電安裝加工場(chǎng)地，根據(jù)施工組織安排，在地下空間設(shè)置機(jī)電安裝臨時(shí)倉儲(chǔ)及加工用房，其中地下一層設(shè)置給排水加工間，地下二層設(shè)置通風(fēng)加工間。

2 地下預(yù)制加工間測(cè)試情況

在機(jī)電安裝進(jìn)場(chǎng)后，為掌握地下給排水和通風(fēng)加工間正常工況下可吸入顆粒物和典型特征氣體的特點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試日室外環(huán)境溫度13.0℃、相對(duì)濕度31%RH、可吸入顆粒物濃度PM 1.0為16.4μg/m3、PM 2.5為32.3μg/m3和PM 10為62.2μg/m3。本次測(cè)試地下空間的通風(fēng)加工間和給排水加工間，各加工間空氣相對(duì)獨(dú)立無串?dāng)_，顆粒物濃度疊加影響較小。

2.1 通風(fēng)加工間測(cè)試數(shù)據(jù)及分析

通風(fēng)加工間層高約為3.5m，面積約為860m2，加工區(qū)域地面為毛混凝土地面，風(fēng)管堆放區(qū)域鋪設(shè)軟質(zhì)防護(hù)地膠，操作工人5人，主要加工金屬風(fēng)管及風(fēng)管配件，主要加工工序有標(biāo)準(zhǔn)直管段風(fēng)管由原材料鍍鋅鋼板自卷板開平、切斷、切角、壓筋、輥壓、折彎到合縫的工藝，非標(biāo)風(fēng)管由原材料鍍鋅鋼板開平、切斷、等離子切割、切角、壓筋、輥壓、折彎到合縫的工藝，角鋼法蘭大部分由預(yù)制工廠預(yù)制后送到現(xiàn)場(chǎng)與金屬管道鉚接，少量設(shè)計(jì)變更配件及支吊架在加工間切割、焊接。

通風(fēng)加工間為半封閉空間，采用高1.1m的彩鋼板作為臨時(shí)圍護(hù)墻體，彩鋼板與樓板有2.4m空間，可通過加工間出入口和彩鋼板頂部通風(fēng)。測(cè)試日通風(fēng)加工間環(huán)境溫度10.0℃、相對(duì)濕度35%RH，加工前在加工間四角處設(shè)置測(cè)量點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)水平距離加工間隔墻墻壁2000mm，垂直高度1500mm。可吸入顆粒物濃度測(cè)點(diǎn)根據(jù)操作工人身高確定為1500mm，測(cè)試儀器選用型號(hào)為漢王霾表M2的空氣顆粒物測(cè)試儀，測(cè)得各位置測(cè)點(diǎn)顆粒物濃度值如表1，以四個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均值計(jì)為加工間可吸入顆粒物的背景濃度，即PM 1.0為20.6μg/m3、PM 2.5為34.1μg/m3和PM 10為62.6μg/m3。其中圖1為通風(fēng)加工間內(nèi)部平面布置示意圖，圖2為通風(fēng)加工間實(shí)際場(chǎng)景照片。

表1 各位置測(cè)點(diǎn)顆粒物濃度值

圖1 通風(fēng)加工間內(nèi)部平面布置示意圖

圖2 通風(fēng)加工間實(shí)際場(chǎng)景照片

2.1.1 風(fēng)管直管段加工工序

現(xiàn)場(chǎng)加工機(jī)械為風(fēng)管生產(chǎn)線型號(hào)ADL-2-1250和共板式成型法蘭機(jī)型號(hào)T-12，加工板材是厚為1.0mm，寬為1200mm鍍鋅鋼板。生產(chǎn)線和共板式法蘭成型機(jī)工作時(shí)，測(cè)試周期時(shí)長(zhǎng)5min/組，連續(xù)測(cè)試兩組，實(shí)測(cè)顆粒物濃度散點(diǎn)圖如圖3所示。

圖3 風(fēng)管直管段工序顆粒物濃度散點(diǎn)圖

由圖3可知，風(fēng)管直管段加工過程中PM 1.0、PM 2.5和PM 10三種粒徑的可吸入顆粒物濃度呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中PM 10濃度增長(zhǎng)幅度較PM 1.0和PM 2.5大，且三種粒徑的可吸入顆粒物濃度均保持在200μg/m3以下。該結(jié)論與現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械工藝實(shí)際相符，直管段加工多為機(jī)械冷加工，沖壓切斷、輥壓和折彎工藝不產(chǎn)生明顯顆粒物，再結(jié)合圖3顆粒物濃度變化情況，可知該工藝并非較大產(chǎn)塵類作業(yè)，對(duì)于產(chǎn)塵量較小的冷加工作業(yè)車間，長(zhǎng)期工作在此類加工間的工人仍在一定程度上危害健康，因此該加工作業(yè)時(shí)可采用普通自吸式口罩進(jìn)行個(gè)人呼吸防護(hù)。

在地下通風(fēng)加工間中進(jìn)行煙塵濃度測(cè)量工作會(huì)受到很多外部因素的影響，由現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)所得的原始數(shù)據(jù)，具有一定程度的離散性，其中可能包含著某些測(cè)試誤差，并且煙塵濃度變化量數(shù)據(jù)可能并不存在線性的關(guān)系，按照實(shí)際測(cè)量得到的數(shù)據(jù)繪出的顆粒物濃度變化圖會(huì)呈現(xiàn)出很不穩(wěn)定的狀態(tài)，并無任何規(guī)律性可言，基于濃度散點(diǎn)圖對(duì)其顆粒物濃度變化規(guī)律進(jìn)行分析顯得尤為困難。因此，為更好地分析不同工序情況下的顆粒物濃度變化規(guī)律，就需要應(yīng)用數(shù)學(xué)方法對(duì)監(jiān)控量測(cè)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析[1]。

圖3測(cè)試的兩組試驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值，得到一組顆粒物濃度變化圖，再分別對(duì)三種粒徑進(jìn)行回歸分析，圖4是對(duì)PM 1.0、PM 2.5和PM 10三種粒徑顆粒物通過回歸分析得到的回歸方程。

PM 1.0、PM 2.5和 PM 10三類顆粒物濃度分別對(duì)應(yīng)的回歸方程為：

由圖4可知，風(fēng)管直管段工序的產(chǎn)塵規(guī)律遵循線性變化，且三種粒徑對(duì)應(yīng)相關(guān)系數(shù)R2數(shù)值約為1，說明所建立的回歸方程與試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合很好。

2.1.2 非標(biāo)風(fēng)管及配件加工工序

非標(biāo)風(fēng)管即需要根據(jù)風(fēng)管排管計(jì)劃中非標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度和彎通、彎頭尺寸對(duì)鋼板進(jìn)行切割后再加工的風(fēng)管，現(xiàn)場(chǎng)切割機(jī)械為HP 125的等離子切割機(jī)，等離子切割以質(zhì)量好、成本低、節(jié)約材料和高效率得到了廣泛應(yīng)用[2]。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)在單次開啟等離子切割機(jī)時(shí)，切割單張鍍鋅鋼板時(shí)長(zhǎng)約為3min，為探究設(shè)備停止作業(yè)后的顆粒物濃度變化情況，故測(cè)試時(shí)間周期設(shè)置為5min/組，連續(xù)測(cè)試兩組，測(cè)試期間切割裝置正上方約1000mm高度的排風(fēng)機(jī)持續(xù)運(yùn)行，實(shí)測(cè)顆粒物濃度散點(diǎn)圖如圖5所示。

圖5 非標(biāo)風(fēng)管及配件加工工序顆粒物濃度散點(diǎn)圖

由圖5可知，通風(fēng)加工間顆粒物濃度的背景濃度值約達(dá)100μg/m3，空氣環(huán)境質(zhì)量已達(dá)輕度污染，依據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 3095-2012二級(jí)濃度限值PM 10 24小時(shí)平均濃度<150μg/m3，PM 2.5 24小時(shí)平均濃度<75μg/m3[3]。開啟等離子切割機(jī)后，三種不同粒徑大小的顆粒物濃度均在前40s迅速升高至顆粒物檢測(cè)儀表量程限值999μg/m3，空氣環(huán)境質(zhì)量達(dá)到嚴(yán)重污染，上升速率說明切割鍍鋅板材的過程產(chǎn)塵量極大，顆粒物濃度值約110s均維持在≥999μg/m3，接下來顆粒物濃度呈現(xiàn)不同幅度的波動(dòng)變化，主要原因是切割裝置間斷停止。待等離子切割機(jī)停止運(yùn)行，粒徑≥10μm的粉塵顆粒物在重力作用下自然沉降，以及在凈化設(shè)備和周圍空氣補(bǔ)給的作用下凈化稀釋，切割高溫停止后空氣溫度降低煙羽作用弱化的三重作用，顆粒物濃度逐漸降低且接近起始濃度值約200μg/m3，但最終環(huán)境顆粒物濃度仍高于背景環(huán)境濃度值。

通過對(duì)通風(fēng)加工間以機(jī)械冷加工和以等離子為主切割作業(yè)的測(cè)試，對(duì)比兩者的可吸入顆粒物濃度變化區(qū)間，可得冷加工工藝的顆粒物濃度變化幅度較小，不予著重研究，但等離子切割裝置盡管配置了排風(fēng)設(shè)備仍然無法有效控制顆粒物的增長(zhǎng)和擴(kuò)散，應(yīng)當(dāng)采取有效措施控制該裝置的產(chǎn)塵量擴(kuò)散范圍。

2.2 給排水加工間測(cè)試數(shù)據(jù)及分析

圖6 給排水加工間內(nèi)部平面布置示意圖

圖7 給排水加工間實(shí)際場(chǎng)景照片

給排水加工間層高約為6m，面積約為200m2，加工區(qū)域地面為毛混凝土地面，操作工人3人，主要加工工序有切割、打磨、鉆孔。加工間為半封閉空間，采用高1.1m的彩鋼板作為臨時(shí)圍護(hù)墻體，可通過加工間出入口和彩鋼板頂部通風(fēng)。測(cè)試日通風(fēng)加工間環(huán)境溫度13.0℃、相對(duì)濕度31%RH，加工前在加工間四角處設(shè)置測(cè)量點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)水平距離加工間隔墻墻壁2000mm，垂直高度1500mm。可吸入顆粒物濃度測(cè)點(diǎn)根據(jù)操作工人身高確定為1500mm，測(cè)試儀器選用型號(hào)為漢王霾表M2的空氣顆粒物測(cè)試儀，以四個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均值計(jì)為加工間可吸入顆粒物的背景濃度，即PM 1.0為18.2μg/m3、PM 2.5為25.8μg/m3和PM 10為56μg/m3。其中圖6為給排水加工間內(nèi)部平面布置示意圖，圖7為給排水加工間實(shí)際場(chǎng)景照片。

切割工作位測(cè)試是切割鍍鋅角鋼操作，機(jī)械裝置為型材切割機(jī)，割片為41-A/F30P4BF型號(hào)的切割片，由于切割作業(yè)并非持續(xù)性作業(yè)，且切割強(qiáng)度也隨加工部件種類變化，在單次開啟切割機(jī)時(shí)，測(cè)試時(shí)間周期設(shè)置為4min/組，連續(xù)測(cè)試三組，測(cè)試部位選擇在切割工位的呼吸區(qū)域處，等離子切割工作位測(cè)試對(duì)應(yīng)的三組顆粒物濃度值如圖8所示。

由圖8可知，給排水加工間在無操作作業(yè)時(shí)，顆粒物濃度值最高為90μg/m3，空氣環(huán)境質(zhì)量已達(dá)輕度污染，開啟切割機(jī)后，三種不同粒徑大小的顆粒物濃度均呈較緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，顆粒物濃度最高可達(dá)到500μg/m3左右。隨著切割操作結(jié)束，顆粒物濃度在自然沉降和周邊較潔凈空氣稀釋的作用下迅速降低，切割作業(yè)停止后顆粒物濃度也逐漸降低且接近起始濃度值約100μg/m3。通過測(cè)試該切割裝置的顆粒物濃度變化情況可知，該操作下的產(chǎn)塵量較低且持續(xù)時(shí)間短，因此對(duì)污染源的顆粒物濃度應(yīng)采取相應(yīng)的控制措施。

圖8測(cè)試的兩組試驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值，得到一組顆粒物濃度變化圖，再分別對(duì)三種粒徑進(jìn)行回歸分析，圖9是對(duì)PM 1.0、PM 2.5和PM 10三種粒徑顆粒物通過回歸分析得到的回歸方程。

PM 1.0、PM 2.5和PM 10分別對(duì)應(yīng)的回歸方程為：

由圖9可知，切割工序的產(chǎn)塵規(guī)律遵循多項(xiàng)式趨勢(shì)變化，且三種粒徑對(duì)應(yīng)相關(guān)系數(shù)R2數(shù)值略小于1，說明所建立的回歸方程與試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合較好。

3 污染物控制措施試驗(yàn)

控制操作區(qū)域可吸入顆粒物的關(guān)鍵是塵源擴(kuò)散途徑，通過污染物控制措施可改變顆粒物流體的狀態(tài)，煙霧的擴(kuò)散特性也隨之改變[4]。根據(jù)對(duì)上述兩個(gè)加工間實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，通風(fēng)加工間和給排水加工間可吸入顆粒物測(cè)試結(jié)果均存在超標(biāo)的現(xiàn)象，因此對(duì)兩大加工間因其產(chǎn)塵的工藝不同制定有針對(duì)性的控制方案。控制方案遵循污染物控制的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即污染源、傳播途徑和末端防護(hù)的原則，考慮到加工工藝產(chǎn)塵的時(shí)間、空間和總量特性，以下分別對(duì)通風(fēng)加工間和給排水加工間提出了相應(yīng)的控制方案和防護(hù)措施。

3.1 通風(fēng)加工間塵源控制試驗(yàn)

現(xiàn)有通風(fēng)加工間因未形成有組織的氣流而導(dǎo)致煙塵不受控?cái)U(kuò)散，造成加工間可視范圍較低，現(xiàn)有通風(fēng)加工間存在如下問題：

（1）現(xiàn)有通風(fēng)加工間的排煙管道經(jīng)排煙井直排到大氣，排煙方式并未符合環(huán)保監(jiān)測(cè)單位的排放要求；

（2）原等離子加工機(jī)床正上方安裝有排風(fēng)風(fēng)機(jī)，排風(fēng)機(jī)尺寸300mm×300mm，風(fēng)量為400m3/h，由于排風(fēng)機(jī)風(fēng)量過小導(dǎo)致污染物顆粒懸浮在加工間內(nèi)部；

（3）加工間因未形成有組織的氣流而導(dǎo)致煙塵不受控?cái)U(kuò)散，造成其它加工區(qū)域顆粒物串?dāng)_、疊加。

針對(duì)以上問題，分別做如下改造方案：

（1）阻斷排煙管道末端直通排煙井通道，采用三臺(tái)焊煙凈化器連接靜壓箱，焊煙凈化器內(nèi)配置的風(fēng)機(jī)提供動(dòng)能，將等離子凈化裝置作業(yè)產(chǎn)生的煙塵直接通過排煙口吸入排煙風(fēng)管，再通過靜壓箱進(jìn)入到焊煙凈化器，經(jīng)凈化符合排放標(biāo)準(zhǔn)后再排放；

（2）改造方法拆除風(fēng)機(jī)，加大排煙口尺寸，利用結(jié)構(gòu)頂板設(shè)置儲(chǔ)煙倉，再利用凈化器內(nèi)排風(fēng)風(fēng)機(jī)的動(dòng)力在排煙管道形成負(fù)壓，將污染物顆粒導(dǎo)入凈化器；

（3）采用防火帆布隔離等離子機(jī)床，在不影響工人正常操作的前提下，用防火帆布包圍機(jī)床一周，可以明顯減輕污染物顆粒擴(kuò)散；

等離子切割機(jī)的幾何尺寸為6000mm× 2000mm×500mm，切割機(jī)上方的排煙口尺寸為1400mm×350mm，排煙口距離離子切割機(jī)作業(yè)面的距離1450mm，排煙風(fēng)管尺寸為1600mm× 320mm。在排煙風(fēng)管末端安裝尺寸為1200mm×700mm×600mm的靜壓箱，在靜壓線底部等間距開三個(gè)160mm孔徑的圓孔，分別順次連接三臺(tái)單體焊煙凈化器，凈化器銘牌處理風(fēng)量為2400m3/h。參照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2006相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，排煙口不宜大于10m/s[5]，再根據(jù)管徑尺寸和處理風(fēng)量，計(jì)算得排煙口風(fēng)速約9.6m/s，即符合排煙口風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)。

等離子切割機(jī)床隔離污染物的具體做法是利用現(xiàn)有設(shè)備材料，人為搭建相對(duì)密閉空間，其中隔離區(qū)域大小尺寸選擇略大于等離子切割機(jī)床，以保證最大程度收集煙氣。隔離區(qū)域尺寸為6500mm×2500mm×1500mm，在四角和四條邊每隔1000mm處安裝吊桿，吊桿長(zhǎng)度從風(fēng)管下側(cè)處延長(zhǎng)500mm，并在吊桿約300mm處用鐵絲將每根吊桿連接一周，最后再用防火帆布在吊桿外部包圍一周，避免加工間的自然風(fēng)使煙氣擴(kuò)散到其它加工區(qū)域。圖10是通風(fēng)加工間改造原理圖，圖11是通風(fēng)加工間改造后實(shí)景圖。

圖10 通風(fēng)加工間改造原理圖

圖11 通風(fēng)加工間改造后實(shí)景圖

為探究改造后通風(fēng)加工間內(nèi)的顆粒物濃度變化情況，測(cè)試時(shí)間周期設(shè)置5min，連續(xù)測(cè)試兩組，測(cè)試期間三臺(tái)焊煙凈化器持續(xù)運(yùn)行。現(xiàn)將改造前的兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和改造后的兩組數(shù)據(jù)分別求平均值，再分別對(duì)比PM 1.0、PM 2.5和PM 10三種粒徑的改造前后顆粒物濃度增量，對(duì)比實(shí)測(cè)顆粒物濃度散點(diǎn)圖如圖12所示。

圖12 等離子切割機(jī)改造前后測(cè)試對(duì)應(yīng)的三類顆粒物濃度散點(diǎn)圖

由圖12可知，改造后的通風(fēng)加工間較原加工間的空氣質(zhì)量明顯改善，顆粒物濃度呈現(xiàn)先增后減的波動(dòng)變化，改造前顆粒物濃度迅速升高至量程限值999μg/m3，現(xiàn)改造后顆粒物濃度最高約600μg/m3。等離子加工裝置作業(yè)時(shí)的產(chǎn)塵量極高，此改造方式在很大程度上起到改善加工間環(huán)境質(zhì)量和防止煙塵顆粒擴(kuò)散的作用，且改造后的加工間在視覺上清晰度明顯提高。

等離子切割機(jī)的空間改造是為降低加工間可吸入顆粒物濃度來改善加工間空氣質(zhì)量，等離子切割機(jī)作為通風(fēng)加工間最集中的產(chǎn)塵源頭區(qū)域，從空間分布方面有效控制污染區(qū)域，以及增加凈化設(shè)備，可以有效阻止加工部件時(shí)污染其它相對(duì)潔凈區(qū)域，從根本上起到隔離污染區(qū)的作用，再通過排煙風(fēng)管將大部分的煙塵全部收集到煙塵凈化設(shè)備中，最終將經(jīng)過凈化設(shè)備處理過的氣體排出室外。該方法及時(shí)切斷污染源源頭，避免污染顆粒物蔓延到其余加工區(qū)域，改善加工間空氣質(zhì)量的同時(shí)保護(hù)工人的呼吸健康。

3.2 給排水加工間控制方案

給排水加工間主要產(chǎn)塵作業(yè)為型材切割和打磨工序，原給排水加工間各工序作業(yè)時(shí)可吸入顆粒物濃度較高，但該加工間的工作種類較少，強(qiáng)度較低，因此控制方案主要將切割和打磨產(chǎn)塵工序相對(duì)集中，在切割機(jī)徑向粉塵慣性擴(kuò)散區(qū)域增加單體凈化器，由于加工區(qū)域集中且產(chǎn)塵量較低，采用凈化器單獨(dú)處理。為探究增加單體凈化器后的顆粒物濃度變化情況，測(cè)試時(shí)間周期設(shè)置4min，連續(xù)測(cè)試兩組，測(cè)試期間凈化器持續(xù)運(yùn)行，現(xiàn)分別將增加凈化器后和原無凈化措施對(duì)應(yīng)的兩組試驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值，再分別對(duì)比PM 1.0、PM 2.5和PM 10三種粒徑的改造前后顆粒物濃度增量，對(duì)比實(shí)測(cè)顆粒物濃度散點(diǎn)圖如圖13所示。

由圖13可知，增加單體凈化器后的可吸入顆粒物濃度值明顯下降，改造后的給排水加工間較原加工間的空氣質(zhì)量明顯改善，改造前顆粒物濃度最高約600μg/m3，現(xiàn)改造后顆粒物濃度最高約400μg/m3，可吸入顆粒物濃度明顯降低。型材切割機(jī)的凈化改造仍然是以降低加工間可吸入顆粒物濃度，同時(shí)改善加工間空氣質(zhì)量為目的，型材切割和打磨工序作為給排水加工間的集中產(chǎn)塵區(qū)域，因此在該區(qū)域增加凈化設(shè)備，以上數(shù)據(jù)說明單體凈化設(shè)備一定程度上改善了加工間的空氣質(zhì)量。

以上測(cè)試過程中，造成試驗(yàn)誤差的因素可能有：加工間流場(chǎng)的穩(wěn)定性、實(shí)驗(yàn)大氣環(huán)境的溫濕度、人員操作等。試驗(yàn)過程中加工間的通風(fēng)量并非是恒定不變的，因而可能會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成一定的偏差；位于負(fù)二層的加工間空氣環(huán)境溫濕度的變化會(huì)對(duì)微納米粉塵的擴(kuò)散和團(tuán)聚、沉降產(chǎn)生影響，造成一定的粉塵濃度偏差[6]；因試驗(yàn)過程中每個(gè)步驟均涉及人員操作，所以人員操作造成的累積誤差也是此次實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因。

4 個(gè)人防護(hù)措施

我國職業(yè)接塵者數(shù)量大，對(duì)防塵口罩需求量大，PM 2.5作為1種對(duì)人體有較大危害的室內(nèi)污染物得到了越來越廣泛的關(guān)注[7]。因此，提高口罩佩戴后防護(hù)效果是當(dāng)務(wù)之急，個(gè)人防護(hù)措施根據(jù)加工工人的工作強(qiáng)度選用不同類型的口罩[8]，分別采用KN95或KN90的普通自吸式口罩和帶過濾功能的電動(dòng)口罩，電動(dòng)口罩具備單向送風(fēng)自帶動(dòng)力的功能，較普通自吸式口罩呼吸較為順暢，佩戴舒適。因此就工人的個(gè)人防護(hù)提出兩種不同的應(yīng)對(duì)措施，即暴露在高濃度顆粒物作業(yè)點(diǎn)的工人用電動(dòng)式口罩，周邊暴露在較低濃度配合的工人用KN95或KN90的普通自吸式口罩。

5 結(jié)論

本次分別測(cè)試的地下通風(fēng)加工間、給排水加工間兩個(gè)具有代表性的加工場(chǎng)所，各加工間內(nèi)部由于加工設(shè)備空間分布不均，因此導(dǎo)致加工間的空氣質(zhì)量出現(xiàn)明顯差異化，顆粒物濃度區(qū)域化，因此就此類問題對(duì)兩加工間分別采取了不同的解決措施。

（1）通風(fēng)加工間解決措施是針對(duì)等離子切割機(jī)床的空間改造，分別從縮小污染源范圍、嚴(yán)控傳播途徑和個(gè)人增強(qiáng)防護(hù)三個(gè)層面解決加工間空氣品質(zhì)惡劣的問題。改造原理為隔離污染區(qū)，即縮小污染范圍，加工工人增強(qiáng)個(gè)人防護(hù)措施，再通過增加凈化設(shè)備凈化加工間空氣。改造前后顆粒物濃度增量Δ=-400μg/m3，由此說明此方法有效阻止加工部件時(shí)污染其它相對(duì)潔凈區(qū)域，從根本上控制污染源頭，改善加工間空氣質(zhì)量的同時(shí)保護(hù)工人的呼吸健康。

（2）給排水加工間解決措施是針對(duì)型材切割工序的單工位凈化改造，改造方法是利用現(xiàn)有單體凈化設(shè)備單獨(dú)處理工位，改造前后顆粒物濃度增量Δ=-200μg/m3，由此說明單體凈化設(shè)備一定程度上改善了加工間的空氣質(zhì)量，同時(shí)對(duì)地下作業(yè)工作者起到直接的保護(hù)作用。

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Research on Distribution Characteristics and Control Measures of Particulates in Underground Processing

Liu Jiao1Feng Lu2Guo Weiping2Wen Li1Li Jiangtao1

( 1.Xi'an Polytechnic University,School of urban planning and municipal engineering, Xi'an, 710048;2.Shaanxi Construction Engineering Installation Group Co., Ltd, Xi'an, 710068)

The underground prefabricated processing rooms on the construction site generally have the problems of high construction intensity, intensive operation personnel, and irregular airflow organization, leading to poor construction environment quality. In this paper, the actual measurement and data analysis of inhalable particulate matter in the underground prefabricated processing room of a construction project in Xi'an City were carried out. Among them, there are plasma cutting machine, common plate flange machine, profile cutting machine and table grinding wheel in the ventilation processing room and water supply and drainage processing room. Machine parts such as machine. After testing, the plasma cutting machine is the mechanical device with the highest dust production. After the device is turned on, the particulate matter concentration quickly rises to 999μg/m3, and the remaining processing parts and devices produce unequal dust production under normal operating conditions. Therefore, analyze and design control measures from three levels: pollution source, transmission route, and end protection, to solve such problems of long-term exposure of construction workers to high concentrations of inhalable particulate matter.

Underground prefabricated processing room; inhalable particulate matter; Control measures

TU741.1

A

1671-6612（2021）01-37-09

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)國家級(jí)項(xiàng)目《焊工技能實(shí)訓(xùn)車間煙塵綜合處理及凈化技術(shù)的研究與應(yīng)用》（編號(hào)：2019107094011）；陜西建工集團(tuán)2019年科技研發(fā)項(xiàng)目

劉 皎（1995.03-），女，在讀研究生，E-mail：1492432173@qq.com

2020-04-27