大氣粉塵

大氣粉塵

由於各種原因使得粉塵進入大氣,大氣粉塵污染,是由於粉塵和煙塵的存在及其產生的作用使環境受到了影響,也就是說,由於進入大氣的粉塵和煙塵,呈現出足夠的濃度,達到了足夠的時間,並因此而 危害了人體的舒適、健康和自然生態環境。

分類

據統計:顆粒狀污染物約占整個大氣污染物的10%,氣態污 染物占90%。顆粒狀污染物也是指大氣中除氣體之外的各種污 染物,包括各種各樣的固體、液體和氣溶膠。其中有固體的灰塵、 煙塵、煙霧以及液體的雲霧和霧滴。其粒徑範圍在0. 1〜200 pm 之間。按粒徑的差異,可以分為降塵和飄塵兩種。
(1) 降塵。降塵是指粒徑大於10 在重力作用下可降落 的顆粒狀物質。其多產生於固體破碎、燃燒殘餘物的結塊及研磨 粉碎的細碎物質。自然界颳風及沙塵暴也可以產生降塵。
(2) 飄塵。飄塵是指粒徑小於10 的煤煙、煙氣和霧等顆 粒狀物質。這些物質粒徑小、質量輕,在大氣中呈懸浮狀態,且分 布極廣。這些粒子又稱為可吸人顆粒物。
顆粒物自污染源排放後,因空氣動力條件不同和氣象條件差 異而發生不同程度的遷移。降塵在重力作用下很快落到地面,而 飄塵則可以在大氣中停留很久。

污染

粉塵

從廣義講系指大氣中懸浮運動著的一切細小顆粒物的統稱,它具有不同的顆 粒粒度、形狀和化學組成。粉塵的產生有自然原因,如火山爆發、地篾、岩石的風化 等;也有人類的原因,如人類的生活和生產活動。這些由各種途徑產生的細小顆粒物, 受風的吹動進入大氣而形成粉塵,當其濃度達到一定程度時,就造成了對大氣的污染。

污染情況

大氣粉塵污染,是由於粉塵和煙塵的存在及其產生的作用使環境受到了影響,也就 是說,由於進入大氣的粉塵和煙塵,呈現出足夠的濃度,達到了足夠的時間,並因此而 危害了人體的舒適、健康和自然生態環境。
影響粉塵危害程度的因素很多,除環境容量、粉塵粒度分布、產塵強度、排放時 間、總量、排放狀態以及塵源性質和部位外,還有粉塵自身及相關物質的理化性質、氣 體動力學條件、地理地質條件及自淨和人為控制條件等。例如,除有的粉塵自身就含有 致癌物質、有毒物質、放射性,或具有爆炸性外,有的粉塵對有害元素具有吸附作用或 轉化催化作用,如大氣中SO2會被顆粒物吸附、富集和傳遞。20世紀50^0年代倫敦的 4次酸霧事件,就是由煤塵的催化作用造成的。
氣候、地質條件和採礦方法等因素可大大影響礦山周圍環境中的粉塵濃度,如露天採礦 中,由於開採景大及大噸位物料運輸,促進了粉塵的形成,造成了天氣灰霧蒙蒙,物體表面 污染或髒化,水體或植被受到化學污染,以及影響人體健康和心情等一系列不良後果。

來源

粉塵的產生原因是多方面的。就引起粉塵的發生過程來說,粉塵有兩類:一是機械 過程產生的粉塵,其中包括固體物質的開採、破碎、篩分、混合、裝卸、傳送和運輸 等;二是物理化學過程產生的粉塵,其中包括爆破、煤和油類物質的不完全燃燒等。

土壤塵

揚塵的天然來源主要是裸露的地表,各種沉降 在地面上的氣溶膠粒子等都是揚塵的天然來源。在不利氣候條件 下或人為擾動下,這些顆粒物就從地表進人空氣中,形成土壤塵揚 塵污染。

建築塵

城市正處於基礎設施建設高峰期,每年的建 築面積不斷增長,在建築、拆遷、道路施工及堆料、運輸等過程 中,由於管理措施不力,不能及時清理建築垃圾、渣土、施工現場 的路面,出人工地的機動車也不能及時沖洗,料堆、運輸車都是 造成建築塵污染嚴重的重要原因。據有關類比推算,城市中心 區平均每增加3萬〜4萬m2的施工量,建築塵對全市TSP平均 增加 1 mg/m3。

道路塵

交通運輸過程中撒落於道路上的渣土、煤灰、沙土等。

礦山粉塵

礦山粉塵是指伴隨採礦活動,即從礦石的開釆、選礦到礦石加工冶煉等生產過程而 產生的細小顆粒物。它包括由礦山各種機械擾動而產生的粉塵和由礦山生活和工業生產 鍋爐及冶煉廠等排放出的富含細小顆粒物和氣體的煙塵。一般的礦山粉塵很少對大範圍環境造成嚴重危害, 粉塵濃度、釋塵速度以及潛在影響都隨遠離其來源而迅速降低。當然也有因採礦活動而 暴露出來的一些物質能造成大範圍環境污染與危害,如含有石棉、放射性物質和金屬的 礦石形成的粉塵就屬於這類物質。

粉塵種類

粉塵的分類方法很多,其中常用的有如下兩種,

按性質分

按粉塵性質劃分可分為:
(1) 有機性粉塵。
① 植物性粉塵:如棉、亞麻、麵粉、菸草、茶等;
② 動物性粉塵:如獸毛、角、骨等;
③ 人工有機性粉塵:如有機染料、炸藥、塑膠等。
(2) 無機性粉塵。
① 金屬性粉塵:如鉛、錳、鐵、銅等:
② 礦物性粉塵:如砂、石棉、滑石等;
③ 混合性粉塵:上述兩種的混合物。

按顆粒大小分

粉塵顆粒大小劃分可分為:
(1) 煙塵:粉塵顆粒直徑<O.lgm,往往是由燃燒過程產生的,稱為“懸浮顆粒”, 處於不規則的布朗運動狀態中,但可通過碰撞凝聚使顆粒増大。
(2) 塵霧:粉塵顆粒直徑0.1〜lpm,是由蒸汽冷凝形成的,這類顆粒不受布朗運動 的影響,沉降時間以月為單位進行檢測。
(3) 灰塵:粉塵顆粒直徑〉lpm,尤其是10gm以上顆粒,是由固體的磨損和聚結形成的,顆粒具有穩定的沉降速度。達到20gm時,處於懸浮狀態的顆粒在平靜的空氣 中以均勻速度降落。

國標採用類型

國際標準化組織(ISO)採用的類型

除粉塵本身化學性質(如有毒的鉛、汞、鎘、鉻、放射性等)會對人體直接造成危 害外,粉塵顆粒大小也是影響人體健康的主要因素,為此,國際標準化組織從粉塵對人 體健康危害的角度,廣泛採用了下述類型標準:
(1) 可吸入性粉塵:通過口鼻而吸入的大氣粉塵顆粒,直徑一般小於10pm,其中 80%直徑在2.5〜10gm之間,這些被吸入的顆粒一般粘附在肺的氣管和支氣管壁上。
(2) 呼吸性粉塵·.指<2.5um的可吸入性粉塵,它可穿過無纖毛氣管而滯留在人的肺泡中,是造成各種塵肺的主要原因。
的粉紅色氧化鐵粉塵、游離的SiO2、石棉粉塵、鐵塵、鎘塵等,導致神經系統病變的 粉塵有錳塵、鉛塵、鋅塵、水銀塵等,導致腎功能疾病的粉塵有鉛塵、鎘塵等。
值得注意的是,目前的無機粉塵中危害較大的仍然是鉛塵和石棉塵。鉛塵是最主要 的工業毒源之一,它除了對腎功能及神經系統產生危害外,還能破壞紅細胞而造成貧血 以及嚴重損害生殖系統。此外,石棉塵吸人肺部不僅會造成嚴重纖維化形成石棉肺,還 有可能導致肺癌的發生。很多國家已經制訂法規限制在建築中使用石棉。

危害

粉塵侵人人體的途徑主要有呼吸系統、眼睛、皮膚等,某中以呼吸系統為主要途 徑。粉塵同樣會對機械的安全運行產生影響。(1)粉塵化學毒性的危害。粉塵的化學成分可決定粉塵對人體損害的性質。例如, 吸入含高濃度游離二氧化矽的粉塵,可引起矽肺;吸入石棉塵,可引起石棉肺及間皮 瘤;吸人含鉛、錳的粉塵,可引起相應的鉛中毒及錳中毒。(2)微細顆粒粉塵的危害。粉塵的顆粒尺寸用其直徑的大小來表示·單位為pm. 顆粒尺寸也決定其危害程度。直徑在1〜2 Mm左右的粉塵,可較長時間地懸浮在空氣 中.被人體吸人機會也更大.危害性相對更大。直徑小於15 的粉塵顆粒稱為可吸 入性粉塵,直徑小於5 pm的粉塵顆粒稱為呼吸性粉塵,這些粉塵可達呼吸道深部和肺 泡區。
(3) 髙濃度粉塵的危害。粉塵濃度是指單位體積空氣中的粉塵數fl,單位為mg/m3。 塵肺的發展、發病率和病死率與粉塵濃度有密切關係。(4) 粉塵引發的爆炸危害。粉塵是固體物質的微小顆粒,它的表面積與相同重量的 塊狀物質相比要大得多,故容易著火猛烈燃燒。如果懸浮在空氣中的可燃物質的顆粒達 到一定的濃度,形成爆炸性混合物,一旦遇到火星就可能引起迅速燃燒甚至爆炸。如煤 粉、鋁粉等,在空氣中達到一定濃度極易產生爆炸。
(5) 粉塵影響機械安全運行。粉塵引發機械加工車間的安全問題是多方面的。若粉 塵顆粒進人工具機主軸部件,極有可能劃傷主軸表面、縮短主軸軸承使用壽命,造成主軸 裝夾不穩等問題。

防治措施

目前,粉塵對人造成的危害,特別是塵肺病尚無特異性治療。因此,預防粉塵危 害,加強對粉塵作業的勞動防護管理十分重要。(1) 材料替換。最佳方案是用無毒、無害的材料替代含毒性或含少量毒性的材料。 例如,儘可能採用不含或含游離SiO2低的材料代替含游離SiO2髙的材料。
(2) 最佳化工藝。採用有效的生產工藝,例如,在工藝要求許可的條件下,儘可能采 用濕法作業,以防止粉塵的形成或把粉塵控制到最低限度;盡M將手工操作變為機械 化、自動化、遙控化操作,避免手工操作處理有毒物質。
(3) 改進設備。儘量提髙使用容器的密閉性能,同時加強排氣通風設備的完善和 維護。
(4) 以人為本。
① 操作者必須使用個人防塵用品,做好自身保護。例如,T作時必須穿著勞保服 裝,佩戴防塵口罩,做好必要的急救措施等。
② 主管部門要加強檢測和定期維護。例如,對作業環境的粉塵濃度實施定期檢測, 達到國家標準規定的允許範圍;除塵系統必須加強維護和管理,使之處於完好、有效的 狀態;急救措施完善,實施得力。

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