利用城市中水解决中国北方城市扬尘问题
时间：2022-09-25 06:30:45
摘 要：随着我国社会的快速发展，环境污染成为了无法避免的突出问题，其中颗粒物已经成为大气污染的重要污染物，而来源于扬尘的颗粒物在颗粒污染物总量中所占比重却在逐年增加。同时城市污水的排放逐年增加，虽然经过处理后可以达标排放，但用途相对狭窄，与我国紧张的水资源情况相违背，因此文章将针对如何使用城市中水并利用高空喷雾的方式治理扬尘污染，从而实现节约用水和治理扬尘的双赢目的。
1 扬尘形成的原因及危害分析
我国北部大部分属温带季风气候，南部大部分属亚热带季风气候，由于秦岭对于气候的重大影响，使得我国南北存在明显差异的气候。南方年降水量超过800mm，属亚热带湿润地区，但是，北方每月平均温度在零摄氏度以下，年降水量不足800mm，常常会发生干旱，沙尘等自然灾害，属暖温带半湿润地区，远离海洋，海洋上的湿润气流难以到达，终年受大陆气团控制，冬夏温差较大，气候干燥，降雨量明显少于北方，所以，由于干燥的气候，北方地区则更容易发生雾霾、扬尘等灾害。（如图1、图2所示）
扬尘是由于地面上的尘土在风力、人为带动及其他带动下，飞扬而进入大气的开放性污染源，是环境空气中总悬浮颗粒物的重要组成部分。粉粒体在输送及加工过程中受到诱导空气流、室内通风等造成的流动空气及设备运动部件转动生成的气流，都会将粉粒体中的微细粉尘首先由粉粒体中分离而飞扬，然后由于室内外的空气流动而引起粉尘的扩散，从而完成了从粉尘从产生到扩散的全过程。因为扬尘由颗粒物组成，若颗粒直径较大，则会被阻挡在上呼吸道系统中，如果扬尘颗粒在10微米以下就会进入下呼吸道，而在2.5微米以下，其就会积聚在肺泡中，这些颗粒物在肺泡上沉积下来，损伤肺泡和粘膜，引起肺组织的慢性纤维化，导致肺心病，加重哮喘病，引起慢性鼻咽炎、慢性支气管炎等一系列病变，严重的可 危及生命。颗粒物对儿童和老年人的危害尤为明显。可吸入颗粒物还具有较强的吸附能力，是多种污染物的“载体”和“催化剂”，有时能成为多种污染物的集合体，是导致各种疾病的罪魁祸首。严重时可导致肺衰竭而死。再加上扬尘中含有大量细菌和病毒，扬尘会成为细菌和病毒介质加快传播速度，严重影响人们身体健康。所以，处理扬尘，刻不容缓。
2 不同城市扬尘情况
城市大气中的颗粒物污染按来源可以分为三个部分：一是人为源，主要包括燃料燃烧、工业生产过程排放的烟尘、粉尘和交通运输中车辆排放的尾气等；二是风源，包括大风将外地的尘土从高空输送到本地产生的扬尘和由城市建筑施工、地面、地面尘土、渣土堆放以及人为排放的颗粒污染物沉降等方面产生的尘土在风力和机动车跑动等外力作用下形成的扬尘；三是其它原因产生的颗粒物，如植物花粉和孢子、各种生物气溶胶以海盐（沿海城市）等，由于其纯属自然原因引起的，它对城市颗粒物污染的贡献率在短期内变化不大。而对于扬尘而言，由于政府对其控制的重视程度不足以及城市周边生态环境的不断恶化，近年还有加重的趋势，其对城市颗粒物污染的贡献日益突出，已成为城市颗粒物污染的主要原因。根据研究结果表明扬尘已成为很多北方城市颗粒物污染的最重要来源。由此可见，对于工业园区较多，化工厂或建筑施工较多的城市，应适当增多喷雾装置，以保证空气质量；而对于居民住宅较多的城市，即根据实际情况适当增设喷雾即可。
3 利用城市中水处理城市扬尘的新思路
我国南方城市空气湿润，相对于北方而言空气中的颗粒物含量小很多，这与南方颇多的降雨量有密不可分的关系，而北方城市天干雨少，就为扬尘的产生提供了有利条件。扬尘可以通过利用水进行喷淋雾化，吸附空气中漂浮的扬尘浓度，减少扬尘对人体的伤害，所以利用城市污水处理站经处理后排放的中水，通过雾化喷淋装置增加空气湿度使颗粒物加快自然沉降减少大气污染。
目前我国北方城市采取的处理扬尘方式单一，覆盖面窄，大多采用喷洒路面，覆盖尘土等方式治理扬尘，效果不佳，有的还发明了雾霾神器。只能起到头疼医头，脚疼医脚的作用，不能形成整个城市系统的处理扬尘问题。利用城市中水处理城市扬尘的设想是将中水通过地埋管道（或架空，根据不同城市实际情况确定）引入城区，形成整个城市系统的处理扬尘问题。
3.1 根据喷淋对象设置不同的分支系统，加装升压泵升压，末端安装不同规格，不同喷淋效果的喷淋头实现城市全覆盖喷淋
喷淋对象大体分道路、广场、花草、树木和建筑物。在实现城市集中控制的同时，不同喷淋对象，不同区域设置不同的喷淋周期和喷淋时间，不同的喷淋对象设计了不同的喷淋头，有洒水花草喷淋装置，用于浇灌花草，冲洗花草上灰尘；冲洗树木喷淋装置，用于浇灌树木，冲洗树木上灰尘；冲洗道路喷淋装置，用于冲洗道路，清洗道路上的灰尘；雾化空气喷淋装置，用于净化空气，吸附空气中灰尘。在净化空气，治理扬尘的同时，也可实现灌溉花草树木的目的。（如图3所示）
具体效果如下：
（1）洒水花草喷淋装置，用于浇灌花草，冲洗花草上灰尘（见图4）。
（2）冲洗树木喷淋装置，用于浇灌树木，冲洗树木上灰尘（见图5）。
（3）冲洗道路喷淋装置，用于冲洗道路，清洗道路上的灰尘（见图6）。
（4）冲洗建筑物喷淋装置，用于冲洗建筑物，清洗建筑物灰尘（见图7）。
（5）雾化空气喷淋装置，用于净化空气，吸附空气中灰尘（见图8、见图9）。
3.2 根据空气污染指数决定喷淋时间及频次
喷雾时间可以与本地区每天的空气污染指数预报情况相结合，若空气污染指数相对较高，可以在次日凌晨进行2至3小时的所有喷淋装置打开进行喷淋，也可根据情况适当增加喷淋时间。喷淋周期可暂定每周进行一次，根据情况可适当增加或减少频次。
3.3 根据空气污染情况决定开启喷淋装置的种类
雾霾天气较重时在正常开启喷淋装置进行全方位喷淋后，适当增加雾化空气喷淋装置次数，用于净化空气，吸附空气中灰尘；气候干旱时适当增加冲洗树木及花草洒水喷淋装置，用于花草浇灌树木；灰尘较多时适当增加建筑物和道路喷淋装置次数，清洗道路及建筑物灰尘。
4 治理效果
喷淋装置的设置，相比较传统的地面冲洗方式，可节约大量的人力物力，同时也对拥挤的城市交通减轻负担。
利用城市中水用于喷雾除扬尘，喷雾的同时不仅可以对扬尘进行吸附，同时对也可达到灌溉树木花草的目的，一举两得，在净化空气的同时促进植物繁殖，绿化空气。同时，最大的益处无非在于对水资源的大大节省，水的多次循环利用，实现水资源最大化利用，尽可能节约一切资源，达到采用治理高空扬尘的最根本目的。
