道路施工环保型抑尘剂的制备及其性能评价

道路施工环保型抑尘剂的制备及其性能评价

张青芳

隆安县环境卫生服务站 ，广西隆安， 532700

摘要：喷洒水是抑制扬尘的一种常用方法，但水的粘度，耐久性和固结效果不佳，因此未得到广泛应用。喷洒抑尘剂被认为是一种有效控制扬尘的措施。根据抑尘的机理差异，抑尘剂可以划分为四种类型:凝聚型、润湿型、粘结型和复合型，其中复合型抑尘剂可将润湿、粘结、凝并、吸湿、保水等功能结合为一体，抑尘效果显著，适用范围广泛，因此成为近年来的研究热点。

关键词：道路施工；环保型设备；性能

1 实验部分

1.1 实验试剂

水溶性淀粉，食品级，国药集团化学试剂有限公司;海藻提取液，食品级，新未来生物制品成都有限公司;羟丙基甲基纤维素，食品级，河北鹏宇生物科技有限公司;氯化镁，食品级，上海启仁化工有限公司;尼伯金复合酯，食品级，山东鲁森生物科技有限公司;市售抑尘剂1，浓缩液，河南君平新材料科技有限公司;市售抑尘剂2，浓缩液，大城县亦博化工有限公司。

1.2 实验仪器设备

Nicolet i S10型傅里叶变换红外光谱仪，美国Thermo Fisher公司;Sigma 500型场发射扫描电镜，德国Carl Zeiss股份公司;德国克吕士K100型表面张力仪，克吕士科学仪器(上海)有限公司;T09-1S型恒温磁力搅拌器，上海司乐仪器有限公司;NDJ-1型旋转式指针黏度计，上海绩泰电子科技有限公司;9076A型电热鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司。

1.3 抑尘剂原液制备

本研究采用原材料易得、安全环保、价格经济，制备过程简单的工艺来合成抑尘剂原液，在常温下将水溶性淀粉和羟丙基甲基纤维素按照质量比7∶0.5混合，并加入适量去离子水，用磁力搅拌器搅拌一定时间，使其充分混合溶解。然后加入0.1%～0.2%的氯化镁，搅拌使其充分混合反应，最后加入2.1%～2.5%的海藻提取液和0.1%的尼伯金复合酯搅拌混合均匀后封装保存。

1.4 尘样采集

由于道路施工扬尘一般具有较多的尘土和沙石粉末，为模拟试剂应用工况，本文选用沙土为原料。在裸露沙土地表面挖取适量沙土，除去其中较大的砂砾、枯枝、杂草和塑料垃圾等，置于太阳光下暴晒烘干，然后将沙土研磨过80目的筛子筛分，所得的样品为实验扬尘样品。

2 结果和讨论

2.1 保湿性

图1为不同溶液喷洒尘样的保湿性能对比，由图可知，喷洒抑尘剂的总体保湿性明显优于喷洒水的，喷洒抑尘剂的保水率随稀释倍数的增大逐渐减小，喷洒抑尘剂原液稀释4、6、8、10倍的保水率差异不明显，总体不超过2%。其中喷洒原液稀释2倍抑尘剂保水率是其他稀释倍数的2倍以上，在经过30 h后，保水率仍能维持在4.5%以上，说明可以长期锁住尘样中的水分，防止水分蒸发和二次扬尘产生，具有良好的抑尘效果。

图1 不同溶液喷洒尘样的保湿性能对比

2.2 吸湿性

图2描绘了不同溶液喷洒尘样后的吸湿性能对比，从图中可以看出，喷洒水的尘样吸湿性较差，干燥处理后的尘样含水率几乎为0。喷洒抑尘剂的含水率均高于喷洒水的，含水率随稀释倍数的增大逐渐减小，喷洒抑尘剂原液稀释4、6、8、10倍的尘样经烘干置于室温下，含水率保持在0.4%～1.3%之间，而喷洒原液稀释2倍抑尘剂的尘样吸湿性明显优于其他稀释倍数的抑尘剂，在经过20h后，含水率仍然保持在2.2%左右，对空气中的水分展现了良好吸湿效果，能有效捕捉空气中的水分，增加尘样湿度和重量，能防止尘土飞扬，抑尘性能优越。

图2 不同溶液喷洒尘样的吸湿性能对比

2.3 抗风蚀性

未做处理尘样、喷洒水尘样及喷洒不同稀释倍数抑尘剂的尘样的抗风蚀性能测试结果见表1，从表1可以看出，经过碾压后，不做处理和喷洒水的尘样，分别在5 m/s和10 m/s风速吹3 min后，风蚀率都高达97%以上，说明其抗风蚀性极弱。而喷洒原液稀释不同倍数抑尘剂的尘样均具有一定的抗风蚀性，且随抑尘剂原液稀释倍数增大，抗风蚀性逐渐减弱。其中喷洒原液稀释2倍抑尘剂的尘样，经过碾压后，在5 m/s风蚀下，风蚀率仅有0.838%，在10 m/s风蚀下，风蚀率为2.742%，说明喷洒原液稀释2倍抑尘剂的尘样表面固化层的强度较高，不易松散，不易再次漂浮到空气中，具有远超其它稀释倍数抑尘剂的优异抗风蚀性能。

表1 抗风蚀性测量结果

3 建立健全的应急预警机制

健全的应急管理机制主要涉及企业经营管理过程中出现的无法履行合同的情况, 在这样的情况发生时, 为了避免企业要挟政府而出现社会环卫管理瘫痪的情况, 需要建立一定的应急预警机制。首先, 约定好企业推出环卫市场的机制, 对于一些考核不合格或者存在严重违约情况的企业需要及时对其进行处理, 特别是经营困难、连续亏损的企业必须要及时进行清退。其次, 掌控企业的经营管理动态, 通过定期排查、突击检查等多种方式来进行管理, 从而确保实现早发现、早预警、早解决。最后, 在区域内保留应急环卫工作队伍, 确保能够在任何时候应对各种应急环境, 包括重大急救、大雪清理等。

4 结论

本研究在充分考虑制备工艺、经济环保和实际应用等因素基础上，利用水溶性淀粉、羟丙基甲基纤维素、海藻提取液和尼伯金复合酯等食品级原料，在常温下以低成本简单工艺制备了一种环保型道路施工抑尘剂。

通过测试，喷洒原液稀释2倍的抑尘剂的尘样，保湿性和吸湿性在经过20 h后，能稳定维持4.5%和2.2%左右，在10 m/s的风蚀下，经过碾压，风蚀率仅为2.742%，粘度和表面张力分别为12 m Pa·s和46.90 m N/m，和原液相比差异小。表面张力小，湿润性好，增加了尘样间的粘结性，吸附性和保湿性，表现出良好的抑尘性能。

通过红外光谱测试，得出制备的抑尘剂的含氧官能团增多，增大了尘样亲水性，提高抑尘性能。通过扫描电镜显示，喷洒原液稀释2倍抑尘剂的尘样，表现出良好的黏连性，尘样间呈丝状紧密相连，有效抑制扬尘。

治理各类超高土：花坛、绿地、树池中接近边缘的的土壤如果高度超过路面、路肩、条石，就会形成绿化超高土，不易蓄水和生长植被，泥土雨天就会被冲上路面，到处是泥泞，天晴干燥后又形成扬尘，全国很多城镇乡村都有这种情况，是本地扬尘的主要来源。

注意对马路边树坑露土的遮盖： 城市马路边的树坑多是露土状态，由于车来人往，路边树坑成了马路尘土的来源之一。许多发达国家城市高度重视对路边树坑的遮盖问题，使用最普遍的简单方法是：把为城市树木修枝时剪下的枝条切碎成为指头大小的块，然后将这些树枝屑放到马路边的树坑中，露土就被树枝屑覆盖住了。由于由树枝屑组成的覆盖层孔隙多，它还能对周边马路上来往车辆释放的部分颗粒物起吸附作用，因此能够帮助减少扬尘。此外由于树枝屑是有机质，覆盖树坑后有助于土壤中的微生物和昆虫的生存，促进土壤形成团粒结构，增加树坑土壤的透气性和透水性，使路边的树木能健康生长。多而茂盛的树木对城市的空气质量大有益处。

在保证抑尘效果的前提下，和市售的抑尘剂对比，原液稀释2倍的抑尘剂使用成本约1.25元/m2，价格略高于市售抑尘剂，但是其抑尘性能却是市售的约5倍，维持时间更长，原料均为可降解食品级材料，具有经济实用、绿色环保等优点，有望实现规模推广应用，极大抑制道路施工扬尘，有效保护大气环境。

参考文献

[1] 王翠萍．露天矿边坡开挖对邻近铁路隧道的影响分析[J]．铁道建筑，2020,60(6):78-81.

[2]郭建强，刘玉成，王友，等．新型临时道路施工技术与经济环境性研究[J]．粉煤灰综合利用，2018(1):61-64.