在城市空气颗粒物开放源当中，扬尘是排放中含量最高的污染物。除了工业排放之外，总悬浮颗粒物的主要来源就是扬尘。一般而言，颗粒物进入空气并在空气中传播的途径主要有两种：一种是煤烟尘的直接排放，另一种是人类活动及机械力扰动下的传播。比如，在建筑施工场地范围内，颗粒物会在机械与人为作用下飞扬和扩散形成扬尘，对周边的城市生态景观造成影响，并影响居民健康。为了解决扬尘带来的一系列污染问题，加强一种新型高分子聚合物抑尘剂在建筑渣土覆盖中的应用研究具有重要意义。
1 新型高分子聚合物抑尘剂介绍
1.1 作用机理及适用场地
高分子聚合物抑尘剂，是以高分子材料为基础，采用环保技术和前沿科技，经过产品质量不断优化而研制成的一种新型抑尘剂，其主要成分包括高分子聚合物、植物性纤维、矿物质等。高分子聚合物抑尘剂的作用机理是：通过喷雾的形式，对粉尘和微粒进行捕捉、吸附和团聚，经过相互渗透之后，将污染颗粒物紧锁在网状高分子结构当中，形成粘结层，进而起到防尘防风、防浸蚀等作用，有效降低物料的消耗。高分子聚合物抑尘剂可广泛应用于矿物开发、露天料场、煤炭装卸与堆放等；在建筑领域，还可应用于土建施工、建筑物拆除、道路建设；适用场地包括洗煤厂、粉尘厂、钢铁厂、水泥厂、矿山、焦化厂等。
1.2 抑尘作业方式选择
抑尘作业的方式主要包括四种：一是龙门式，二是对喷式，三是摆臂式，四是移动式。对于具有传送带、拉料库及固定料场的场地，可以事先铺设好管道，并安装好喷洒设备。此作业系统设备被称之为“喷淋站点”。该设备能够在计算机系统的控制下，向物料表面喷洒抑尘剂溶液。这种作业方式的抑尘效果较好，具有较高的作业效率。另外，对于粉尘车间及井下的降尘，可以对雾化降尘喷雾装置进行安装。在该装置条件下，可以通过高压超细雾气喷洒，对空气当中存留的小粉尘进行捕捉，以起到良好雾化及降尘的效果。
2 建筑渣土带来的扬尘污染及危害
2.1 扬尘含义及污染机理
在城市环境质量中，空气、水及固体废弃物是三个主要因素。根据城市空气质量指标显示，现如今，吸入颗粒物PM10已经成为北方城市中主要的空气污染物，控制可吸入颗粒污染成为城市空气质量的关键。扬尘主要分为以下几种：一是远程源扬尘。远程源扬尘是指北方沙漠区地表的细颗粒及污染扬尘颗粒，被输送到城市上空形成远程源扬尘。二是近程源扬尘。是指在季风影响下，黄土颗粒被输送到城市上空形成近程源扬尘。三是本地源扬尘。主要包括：由于自然因素引起的自然扬尘，交通运输、机动车增加等因素引起的道路扬尘，由于料堆遮挡不够完整、施工现场未能做出及时清扫而引起的建筑扬尘。扬尘的污染特点为：在总体分布上，以城市中心区域为主，从外围向城市的中心区域进行扩张。
2.2 扬尘污染的危害
本文所研究的烟尘主要是本地源扬尘中建筑扬尘，由于建筑施工中未及时覆盖和清理引起，属于混合尘粒污染物。这种扬尘污染的危害包括两方面：第一，对人体健康的危害。扬尘内富含大量有害元素，比如砷、铜、铅、汞等。与此同时，扬尘中的PM10颗粒较小，会受到大量病毒及细菌的污染。当扬尘被吸入到人体内后，很有可能感染人体呼吸系统，导致人体器官和组织受损，同时使病毒得到进一步传播和扩展。第二，对城市环境的危害。扬尘中的PM10与PM2.5会对光产生吸收与散射效应，使城市景观和交通环境失去对比度，对环境空气视觉等造成较大影响。
3 新型高分子聚合物抑尘剂在建筑渣土覆盖中的作用
3.1 抑尘剂的保湿作用
抑尘剂的保湿作用，可以增大粉尘内颗粒物之间的密度，使建筑施工渣土覆盖面始终保持5%～11%的水分，加快密度减少速度，进而对扬尘产生抑制作用，这是高分子抑尘剂保湿作用的核心。另外，抑尘剂保湿作用还源于其保湿因子。抑尘剂产品的亲水主链为淀粉，在合成分子链上存在高吸水性化合物，形成保湿因子。在不同亲水基团的作用下，具有较强的吸水能力。另外，高分子聚合物抑尘剂中的保湿因子中，包含了大量的疏水基与亲水基。当该因子与水相融，此时，亲水基一端由于与空气的接触，在状态上发生变化。降低接触面积后，会降低水的表明张力。在粉尘与疏水基之间的吸附作用下，疏水基可将尘粒带到水中，湿润粉尘。
3.2 抑尘剂的凝并作用
高分子聚合物抑尘剂凝并作用的核心在于，对于0.18nm粒径的颗粒，抑尘剂可通过凝并作用，将抑尘面磨耗层中的粒分布在半径超过80目的范围区间之内，此时的粒径约为1.18nm，具有较快的粉尘沉降速度。抑尘剂凝并作用产生源于凝并因子，从化学成分角度看，扬尘混合物中的主要物质为硅酸盐。该成分在有水的情况下，会呈现出负电性质。当高分子吸水树脂产物，会携带羧基阴离子，进而将扬尘颗粒与聚合产物之间分离开来，发生相互排斥作用。引入凝并因子后，高分子化合物会羧基酯化，降低接枝产物中阴离子的成分比例，促进扬尘颗粒与聚合产物溶液的结合，进而形成网状分子结构，促网状结果吸收大气中的水分，将水分保存在其中，为粉尘与泥土的聚合提供充分的条件，以此种原理避免扬尘。
3.3 抑尘剂的固结作用
抑尘剂的固结作用，其核心在于加强抑尘面的强度，使抑尘面尽管受到物体冷凝拉抻、摩擦剪切、动态压力等作用，且不会破坏其表面结构。抑尘剂之所以能够发挥固结作用，源于成分内的固结因子。固结因子的主要成分是黏性有机物。当抑尘剂喷洒到尘土表面时，尘粒间与各相分子之间会发生相互作用。从化学角度看，形成了以化学键为主的化学吸附。从物理角度看，形成了以范德华力为主的物理吸附。这两种吸附作用力，会加强尘粒与乳状液之间的固结。
4 高分子聚合物抑尘剂应用案例
4.1 工程简介
某建筑工程位于市区中心，原址是棚户区，现建设商品住房与办公用房。总楼层为19层，其中包括地下2层。总体的建设面积为46253㎡，地下建筑面积9850㎡。基坑开挖深度为8m，局部开挖深度为9m，建筑总高度约为60m。该建筑工程处于老城区，因此，附近的商业区与住宅区较为密集，这在一定程度上加大了施工文明要求。为了避免在建设过程中，对周边环境与居民造成污染等影响，该建筑工程项目部决定采用新型高分子聚合物抑尘剂。
该新型抑尘剂是由多功能的高分子聚合物组成，其原理是在一定交联度网状结构。与此同时，由于聚合物分子内包含离子基团，这种物质能够与离子之间产生亲合反应。经过吸附与捕捉作用后，粉尘微粒会被团聚在一起，并被紧锁在坚固的网状结构内，并起到湿润、凝并与固结等作用。在抑尘剂的具体使用上，该建筑工程采用了人工与机械的喷洒方法，将抑尘剂溶液均匀得喷洒在建设场地的表面，以达到防尘与降尘的效果和目的。抑尘剂溶液的具体用量，可结合施工现场情况进行自行调节。
4.2 应用阶段
抑尘剂在该建筑工程中的应用，主要在于以下三个重要阶段：
第一阶段是原有建筑物拆除渣土抑尘。在对原有建筑物进行拆除过程中，会产生大量的混合扬尘，此时进行抑尘，需要采用高压喷射扬尘的方式，提升作业的高度，自上而下的进行抑尘剂喷洒，对扬尘进行捕捉和下压。或者，当原有建筑被拆除形成渣土后，也需要用同样的方式使用抑尘剂。
第二阶段是土方开挖抑尘。当建筑工程进行到基坑开挖时，施工现场会暴漏出大量的粉尘，再加上拉运物料车辆的往返过程，会加剧粉尘的传播。另外，建筑的施工场地位于老城区内，周边建筑比较集中，其交通并不十分顺畅。若是将开挖出来的土体和渣土运出施工地并不现实。相反，若是将土体和渣土堆在施工现场的空地上，当夏季与秋季来临，多风的气候特点会加大渣土形成扬尘，进而污染施工现场环境。因此，该建筑工程使用了抑尘剂，将抑尘剂稀释过后，对土堆及渣土场地进行车载喷洒或人工喷洒，以降低扬尘。
第三阶段是路面灰尘控制。当施工现场主道路发生硬化，若不进行清扫，多风季节仍然会引起扬尘。在扬尘严重的情况下，可以对抑尘剂进行稀释再进行喷洒，这样的抑尘效果会更好，稀释比例可参照比例1:100，即1L抑尘剂可加入100L水。并且，每平方米的面积需要约1.6L的抑尘剂溶液喷洒量。
4 结语
为了使高分子聚合物抑尘剂更好的应用于实际建筑工地及工厂环境中，本文将一种新型高分子聚合物抑尘剂在建筑渣土覆盖中的应用作为主要研究内容，在对高分子抑尘剂作用机理、建筑渣土扬尘危害等进行分析的基础上，从抑尘剂作用、工程阶段等应用方面做出系统探究。研究结果表明，抑尘剂应用在建筑渣土覆盖中，具有保湿、凝并、团结等作用，能够很好地控制扬尘污染，可大量投入生产。在未来，还需进一步加强对新型高分子聚合物抑尘剂的应用研究，以最大限度地控制建筑工程扬尘污染。
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（作者简郑同利系北华源（北京）科技有限公司工程师）
