论文部分内容阅读
近年来全国建设工程规模呈现持续增长态势,建筑施工扬尘已成为城市大气颗粒物污染的重要来源之一,但目前施工扬尘相关研究少有报道,尤其在实测量化扬尘排放和排放因子本地化方面十分匮乏。本文对排放因子研究方法进行了优化并对上海市不同施工阶段典型工地扬尘的粒径分布、化学组分、本地化排放因子等方面开展了系统性研究,以期为排放因子与排放清单的构建、当地扬尘源防治对策的制定等相关工作提供科学依据,对改善区域环境空气质量具有重要意义。本文以典型土方开挖、地基建设、主体结构建筑工地为研究对象,基于暴露高度浓度剖面法实测扬尘排放量的原理,对排放因子研究方法进行优化;按照优化方法的实测方案,对工地四周水平和垂直分布的824个点位开展1520日的TSP连续在线监测并同步观测风速风向;采集施工扬尘源样品并通过再悬浮模拟排放过程,使用宽范围粒径谱仪分别测定施工扬尘和施工环境大气在10nm10μm的粒径分布;测定施工扬尘TSP、PM10、PM2.5再悬浮样品中金属元素、水溶性离子和碳组分含量,并开展富集因子分析与生态、健康风险评价;基于实测数据和优化的排放因子研究方法,探讨不同阶段TSP、PM10、PM2.5排放因子及相应化学成分排放特征。本研究表明:(1)考虑到一定高度下整个施工空间的扬尘排放及其变化,通过在工地四周开展水平与垂直方向上的颗粒物连续监测并同步观测实时风速风向,对暴露高度浓度剖面法实测量化扬尘排放的过程与相应实测方案进行优化,并结合本地化粒度乘数和施工活动水平构建本地化排放因子,实现了排放因子研究方法的优化。(2)不同阶段施工扬尘TSP净浓度为:土方开挖((172.30±77.67)μg/m3)>主体结构((47.84±19.63)μg/m3)>地基建设((37.91±18.93)μg/m3);垂直方向上净浓度随高度增加存在下降趋势。施工扬尘数粒径分布呈现单峰形式,PM10中超细颗粒物(粒径小于100nm)数浓度平均占比为(93.84±1.19)%;施工环境大气颗粒物中爱根核模态占比最大((60.87±9.26)%),且施工扬尘对现场大气颗粒物粒径分布存在一定影响。(3)施工扬尘TSP、PM10、PM2.5成分谱中含量高于1%的组分呈现Ca>Ca2+>OC>Fe>Al>NO3-;各类组分占比表现为金属地壳元素(19.70122.455%)>水溶性离子(8.69012.710%)>碳组分(3.9824.467%)>重金属(0.1560.161%)>其他微量元素(0.0910.125%),分别以Ca、Ca2+、OC、Mn、Ti贡献最大;离子含量表现为PM2.5>PM10>TSP。施工阶段对成分谱存在影响,地基建设EC(0.3510.651%)和主体结构Ca(17.69219.312%)、Ca2+(8.7799.961%)、OC(4.7645.162%)含量高于其他阶段。PM10、PM2.5中,Ca富集因子最大,Zn、As、Pb均显著富集,重金属总潜在生态风险较弱并以主体结构PM2.5的危害程度最大。非致癌风险值中As最高,致癌风险值呈现Cr>As>Co>Ni,重金属对施工人员存在非致癌风险(PM2.5>PM10),但无致癌风险。(4)土方、主体、地基阶段施工扬尘排放因子依次减小,其中TSP本地化排放因子分别为1.75×10-2、3.99×10-3、2.53×10-33 g/(m2.h),PM10本地化排放因子分别为1.41×10-2、3.13×10-3、2.19×10-3g/(m2.h),PM2.5本地化排放因子分别为7.34×10-3、1.64×10-3、1.10×10-3g/(m2.h);同阶段同颗粒物的金属地壳元素排放强度最大,各类化学物质排放强度呈现同颗粒物中土方>主体>地基、同阶段下TSP>PM10>PM2.5的规律。