成都市道路地表径流污染及对策

城市道路地表径流污染已经成为城市水体恶化的重要原因之一。2006年8月-11月,通过对成都市9条不同类型道路6次降雨径流水质的监测分析,探讨了成都市路面径流污染的现状、成都市道路地表径流的污染负荷及道路地表径流中污染物之间的相关性关系。结果表明,成都市道路地表径流中污染物SS、COD、TN、TP的含量高,浓度均超出地表水环境质量Ⅴ级标准。成都市道路地表径流的年污染负荷为LCOD=3.1×104t,LTN=1.19×104t,LTP=1174.9 t,LZn=109.46 t。SS浓度与污染物COD、TN、TP、Zn浓度之间存在较好的相关关系(R2>0.8)。可以通过控制径流系数、削减径流中的污染物含量和污染物总量控制3个方面的措施来进行道路地表径流污染的削减。     

基于雨型的南方城市道路雨水径流污染物分析

以嘉兴市区主干道为研究区域,开展了该市两种典型降雨条件下,道路雨水径流中典型污染物初期冲刷效果、质量浓度变化规律、道路雨水径流水质污染指标相关性,污染物平均质量浓度(EMC)的研究。针对城市典型降雨,分析城市降雨径流污染过程的变化规律,对城市道路径流污染的控制和雨水资源有效利用具有重要意义。利用模式雨型对嘉兴市2010年至2013年间90场降雨进行归纳,总结出Ⅲ型和Ⅶ型为嘉兴市的常见雨型。从2013年降雨监测期间筛选出与该市发生频率最高的两种雨型相似的典型降雨进行分析,结果表明,(1)降雨雨型、降雨强度、降雨前期干燥时间均会对道路径流雨水中污染物浓度产生较大的影响,这也是Ⅶ型降雨比Ⅲ型降雨中道路雨水径流中污染物较高的原因。(2)以携带80%污染物所实际发生的径流量的多少来判断初期冲刷效应的强弱,则Ⅶ型降雨中TN、NH4+-N、SS、TP、COD的初期冲刷效应均强于Ⅲ型降雨。两场降雨中TP的初期冲刷效应均低于其他4种污染物。(3)道路雨水径流中TN、NH4+-N、COD与SS之间均存在良好的相关性。Ⅶ型降雨中TP与SS的相关系数为0.917,而在Ⅲ型降雨中TP与SS的相关系数仅为0.772,所以TP与SS的相关性受降雨条件影响较为明显。(4)Ⅲ型和Ⅶ型降雨中道路雨水径流中SS、COD、TP质量浓度分别为353.2、465.71、4.03mg·L-1和548.41、335.96、1.18 mg·L-1均不同程度的高于地表水V类标准。Ⅲ型和Ⅶ型降雨中TN浓度为3.47和6.62 mg·L-1高于国家污水一级排放标准,因此SS、COD、TP是道路雨水径流中的主要污染物。     

城市高架公路雨水径流的污染特征

对上海市内环高架一段路面的7场降雨径流进行监测,分析了径流中固体悬浮物和营养盐的变化特征,以期加深对城市高架公路径流污染物的认识和为高架公路径流净化工艺的选择提供理论支持。结果表明：溶解态氮、颗粒态磷是径流中TN和TP的主要输出形式;TP质量浓度变化与TSS基本一致,但TN质量浓度变化与TSS相关关系较弱;通过分析不同粒径固体悬浮物与污染物的相关性,发现〈45μm固体悬浮物是径流中营养盐吸附的重要载体,去除细小固体悬浮物是治理城市高架径流污染的有效途径。     

广州城市道路雨水径流的水质特征

城市道路雨水径流中富含交通活动所产生的大量石油类、悬浮固体和重金属等污染物,能够对受纳水体的水质造成明显的破坏并影响水生生态。对广州市内道路某路段发生的七场路面雨水径流进行了降雨量、径流量的同步监测和径流样品的水质分析,结果表明,广州城市道路雨水径流中营养盐的含量较低,但COD值较高,且可生化性差,石油类和重金属的含量也较高。其中石油类、COD、悬浮固体和重金属Pb的污染水平虽然与国内其他城市的研究结果在同一范围,但都高于国外发达国家的研究结果,反映出我国在道路路面环境维护和管理上与国外的差距。对照我国地表水环境质量标准,广州城市道路雨水径流中的石油类、COD、悬浮固体和Pb等指标都大大超过III类标准,表明道路径流若不经处理直接排放进入地表水体,可能对受纳水体主要是珠江的水质造成严重影响。     

宜兴典型村落不同下垫面降雨径流污染物排放特征

选取太湖沿岸宜兴市农村自然村落为研究对象,对研究区域降雨量和4种不同下垫面(屋面、庭院、道路和自留地)降雨径流中污染物进行监测,通过计算污染物的事件平均浓度(EMC),探讨了在天然降雨和人工模拟降雨条件下4种下垫面径流污染物的排放特征及影响因素。结果表明,4种下垫面的降雨径流污染都较严重,若直接排入受纳水体会造成严重污染。包含天然降雨和模拟降雨的综合降雨事件中4种下垫面径流中COD、SS、TN和TP的EMC均值分别为52.77~133.94、55.02~935.65、2.20~8.59和0.066~2.96 mg·L~(-1),其中,自留地的各项污染指标均最大。降雨量和降雨强度是影响村落地表径流中COD和SS浓度的重要因素。前期晴天时间与庭院、道路和自留地下垫面径流中污染物EMC之间呈正相关,而与屋面径流中污染物EMC之间相关性不明显。     

东江上游高风险支流不同功能区初期雨水径流污染特征分析

了解不同外界条件下初期雨水径流污染物的变化是有效控制面源污染的重要基础。根据径流曲线法(SCS)对东江上游高风险支流区中农田区、交通道路区、住宅商业区和工业区4个不同功能区的初期雨水径流进行采样,按照国家标准水质分析方法进行监测,并对不同功能区初期雨水径流水质的变化规律及主要污染物的相关性进行分析。研究结果表明,降雨前期晴天数、降雨量、降雨强度对初期雨水径流水质变化均有明显影响。当前期晴天数多、雨量大且降雨强度大时,污染物质量浓度峰值出现的时间早、质量浓度下降趋势明显。随着降雨历时的延长,初期雨水径流主要污染物SS、COD_(Cr)、TN、TP及NH_3-N的质量浓度大都呈现下降趋势,且污染物质量浓度峰值大部分出现在前5 min。其中,SS质量浓度以农田区最高,相对于其他功能区,污染物质量浓度最高可达14倍之多。COD_(Cr)、TN、TP及NH_3-N质量浓度均以住宅商业区最高,最高分别可达1 136、17.56、3.96、25.36 mg·L~(-1),相对于其他功能区而言,住宅商业区更易导致水质污染。从最典型降雨事件分析来看,只有交通道路区的COD_(Cr)、TP、TN与SS之间呈现正相关,其相关系数分别为0.775、0.798、0.826,其余3个功能区域的主要污染物之间则出现负相关,表明初期雨水具有复杂性,受多重外界因素影响。该研究结果对入江污染物负荷量控制及东江水环境保护具有一定的意义。     

绿色屋面基质添加生物炭对降雨径流水质和水量的影响

绿色屋面是一种控制城市面源污染的新型措施,其对城市暴雨径流水质和水量的影响是国内外学者关注的热点问题。自制两种不同基质(商业基质和生物炭基质)的模块式绿色屋面,通过模拟降雨量为10~80 mm的模拟降雨实验,研究绿色屋面基质中添加生物炭对径流滞留率、污染物的析出过程特征、径流水质和污染负荷的影响,为绿色屋面的科学构建和城市暴雨径流防控管理提供科学依据,并为中国海绵城市的建设提供理论依据。结果表明,(1)商业基质和生物炭基质绿色屋面的平均滞留率分别为72.54%和72.08%,未表现出显著差异性。因此,基质添加生物炭对绿色屋面径流滞留率无显著影响。(2)随着降雨历时的延长,商业基质和生物炭基质绿色屋面径流中TN、TP、COD和Fe的质量浓度呈现逐渐降低的趋势。(3)商业基质和生物炭基质绿色屋面径流中TN、COD、TP、TSS和Fe的质量浓度以及p H和EC均无显著性差异。商业基质绿色屋面径流中TN和COD的质量浓度分别为16.14 mg?L~(-1)和171.79 mg?L~(-1),接近于生物炭基质绿色屋面(9.85 mg?L~(-1)和97.31 mg?L~(-1))的2倍,且TN和COD的污染负荷显著高于生物炭基质绿色屋面,因此,基质中添加生物炭能够有效降低绿色屋面径流中TN和COD的质量浓度和污染负荷。此外,生物炭基质对绿色屋面径流pH的中和能力强于商业基质。由此可见,生物炭作为绿色屋面基质修复材料,能够净化绿色屋面径流水质,在城市暴雨径流管理中具有非常广阔的应用前景。     

北京城区道路雨水径流污染指标相关性分析

对北京城区路面雨水径流水质进行分析，了解主要污染指标之间存在的相关性，为道路雨水径流水质的检测、定量分析及制定有效的控制措施等提供依据。结果表明，COD和SS有很好的相关性，COD与TOC及与氨氮、TN、TP都具有一定相关性。     

城市雨水管网降雨径流污染特征及对受纳水体水质的影响

以北京市城区和近郊区选取的2个不同下垫面类型的汇水小流域为代表,在2008—2009年共进行了4场降雨过程的雨水管网出口和下游受纳水体水质同步监测.研究结果表明,分流制雨水管网降雨径流污染严重,其中悬浮物浓度高于城市污水,COD、氨氮、总磷和总氮浓度略低于城市污水,但明显高于《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中的Ⅴ类标准,以及《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级B标准;木樨园小流域由于绿地面积比例小,道路面积比例大,城乡结合部地带环境卫生相对较差,雨水管网降雨径流各污染物的EMC浓度比西蒲小流域高21.4%—246.5%.雨水管网降雨径流存在一定程度的初期冲刷效应;雨水管网降雨径流中COD和总磷与悬浮物之间具有较强的相关性.管网降雨径流使受纳水体污染物浓度升高16.9%—541.7%,其中悬浮物、COD和氨氮升高幅度最大.增加城市绿地可明显降低降雨径流中的悬浮颗粒物及其携带的有机污染物的含量.     

天津城区道路雨水径流水质监测及污染特征分析

城市市区道路由于交通活动产生大量的重金属、无机阴离子、营养盐、有机污染物等,对受纳水体的水质造成很大破坏,并影响了水体的生态环境.通过对天津城区不同功能区(商业区、文教区和居住区)的道路降雨径流的30个水质指标进行监测分析,评估天津市区道路雨水径流的污染程度,进而分析天津市区降雨污染的基本特征.结果表明,不同功能区理化指标平均浓度的大小顺序为:商业区>居住区>文教区,天津市区道路雨水pH接近中性;金属离子中铅在3个功能区中均超标,在商业区、文教区和居住区中分别超标1.16、1.05和1.28倍,且天津市区重金属污染浓度与南京和澳门相近;无机阴离子并未超出地表水质量标准V类标准或集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值.TN、TP、COD和BOD_5最大值分别严重超出国家地表水环境质量V类标准的2.5、2.0、10和50倍.挥发酚在3个功能区中均未超标,而阴离子表面活性剂在商业区、文教区和居住区分别超过地表水质量标准V类标准的37、17和6.3倍.     

Analysis of rainfall runoff characteristics from a subtropical urban lawn catchment in South-east China

Characteristics of rainfall runoff from a 3.26 hm² urban catchment with predominant land-use as lawn in Xiamen City, South-east China were investigated and analyzed. Water quality and quantity measurements of rainfall runoff were conducted for ten rainfall events over the period March, 2008 to April, 2009. The results indicated that chemical oxygen demand (COD) and total phosphorus (TP) were the major pollutants with event mean concentrations of 56.09 and 0.44 mg·L^?1. From hydrograph and pollutograph analysis of two typical rainfall events, it was clear that the peak rainfall preceded the peak flowrate by about 15?C20 min. Meanwhile, concentrations of major pollutants showed multiple peaks and these peaks usually preceded peak flowrate. There were no distinctive first-flush effects except for the rainfall events with the longest rainfall duration and largest runoff volume, which was verified by the fact that the first 30% runoff volume (FF30) carried 39.36% of the total suspended solids (TSS) load, 35.17% of the COD load, 28.13% of the TP load and 39.03% of the nitrate nitrogen load. Multivariate regression analysis further demonstrated that the total runoff volume had a positive correlation with the FF30 of TSS and COD.     

Removal of non-point pollutants from bridge runoff by a hydrocyclone using natural water head

A hydrocyclone using natural water head provided by bridge was operated for the treatment of stormwater runoff. The hydrocyclone was automatically controlled using electronic valve which is connected to a pressure meter. Normally the hydrocyclone was open during dry days, but it was closed after the capture of the first flush. The results indicated that the average pressure and the flow rate were directly affected by the rainfall intensity. The pressure head was more than 2 m when the rainfall intensity was above 5mm·h^-1. The percentage volume of underflow with high solids concentration decreased as the pressure and flow rate increased, but the percentage volume of overflow with almost no solids showed the opposite behavior. The total suspended solids （TSS） concentration ratio between the overflow and inflow （TSSover/TSSin） decreased as a function of the operational pressure, while the corresponding ratio of underflow to inflow （TSSunaer/TSSi,） increased. The TSS separation efficiency was evaluated based on a mass balance. It ranged from 25% to 99% with the pressure head ranging from 1.4 to 9.7 m, and it was proportional to pressure and flow rate. Normally, the efficiency was more than 50% when the pressure was higher than 2 m. The analysis of the water budget indicated that around 13% of the total runoff was captured by the hydrocyclone as a first flush, and this runoff was separated as underflow and overflow with the respective percentage volumes of 29% and 71%. The pollutants budget was also examined based on a mass balance. The results showed that the percentage of TSS, chemical oxygen demand （COD）, total nitrogen （TN）, and total phosphorus （TP） in underflow were 73%, 59%, 7.6%, and 49%, respectively. Thus, it can be concluded that the hydrocyclone worked well. It separated the first flush as solids-concentrated underflow and solids-absent overflow, and effectively reduced the runoff volume needing further treatment. Finally, four types of optional post treatment design are presented and compared.     

呼伦湖冰封期污染特征分析及对水处理的意义

以内蒙古呼伦湖为研究对象,对其在冰封过程中总氮、总磷和有机物在冰体和水体中的浓度及分布特征及其在呼伦湖的空间变异性进行分析。结果表明,冰封条件下,呼伦湖水体中总氮、总磷和有机物的含量均大于其在对应冰体中的含量,其含量均值分别是其对应冰体中的3.144倍、2.200倍和3.042倍,即低温冷冻过程对水体中的污染物有一定的浓缩效应;水体中各营养盐和有机物的空间变异性明显小于其在冰体中的;从固-液相平衡理论、结晶学理论和热力学理论三个方面对冷冻浓缩效应做出了合理的解释。研究认为,可以将冷冻浓缩效应运用到给水处理和污水处理领域,这样既可以进行大规模的处理,也可以节约资源、保护环境。     

西安市不同下垫面路面径流雨水中重金属的四季污染特征

重金属是雨水径流中的重要污染物质。为探究雨水径流中重金属的季节变化规律。地理位置因素和人为因素对重金属含量的影响。根据西安市城区内道路类型、路面材质、交通量、人流量等因素选择5个采样点,以2013年全年的降雨样品作为研究对象,利用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定雨水径流中重金属Cd、Zn、Fe、Mn、Al、Pb的质量浓度。研究结果表明：Cd的质量浓度正常,低于地表水环境质量Ⅰ类标准,受地理位置、人为活动以及季节变化的影响极小。Zn的质量浓度正常,在地表水环境质量标准第Ⅰ类和第Ⅱ类标准之间;与地理位置、人为活动以及季节变化没有明显关系。Fe的含量因地理位置不同而异,交通繁忙、商业活动较多的小寨四季雨水径流中的Fe均较高,均为城市供水水质标准的3倍,商业活动的影响大于车辆交通的影响,校园秋季雨水中Fe为水质标准的2倍,其它3个季节水质正常,浓度的影响较小,人为因素对雨水中Fe含量的有一定的影响,人流量大的区域雨水中Fe的含量相对较高。冬季燃煤对雨水中Mn的含量影响较为明显。Mn 只在冬季雨水中的含量略高于城市供水水质标准,对环境影响很小;地理位置,人为活动,区域职能对 Mn的含量均没有明显的影响。Al 的含量在城市供水水质标准限值内,受人流量、区域职能、季节变化影响较小,受地理位置影响较大。Pb的含量受路面交通环境和冬季煤炭燃烧的影响较大,在车辆交通繁忙的地点,Pb的含量明显增高;Pb的含量受季节变化影响较为明显,冬季＞春季＞夏季＞秋季;人流量对 Pb 的含量影响不大;下垫面对 Pb 的含量影响明显,柏油路面上的雨水径流中Pb含量最高,石板路面上Pb的含量在其次,塑胶路面上Pb的含量最少。     

串联式垂直流生态滤池处理农村生活污水的试验研究

对串联式垂直流生态滤池处理农村生活污水进行了为期5个月的现场试验研究。结果表明：通过该工艺,污水中的COD、氨氮、总氮和总磷等污染物均得到了有效去除,在进水COD、氨氮、总氮和总磷平均质量浓度为73.19、25.08、48.55、0.55 mg·L-1时,平均去除率依次为65.6%、71.6%、58.7%、86.9%。COD、氨氮和总磷的去除主要发生在第一级生态滤池的进水0～40 cm阶段,而总氮浓度基本呈均匀下降趋势。串联式生态滤池对各污染指标较好的去除效果也证明了其是一种适合农村分散式污水处理、解决农村污水肆意排放的新途径。     

城市面源污染特征及排放负荷研究--以内江市为例

城市面源污染已引起国内外的重视,研究城市面源污染特征及排放负荷,为城市面源防治提供借鉴有重要意义。在内江市将城市下垫面按照水文效应和面源污染特性不同划分为屋面,庭院,交通道路,城市水环境四类,每类下垫面中选取一定数量的点进行监测,根据选取的典型点位的监测结果,研究城市面源污染特征及污染物负荷,结果表明：（1）各类下垫面中,交通干道污染质量浓度普遍较高,屋面污染物质量浓度相对较低,交通干道 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为215.31 mg·L-1、280.20 mg·L-1、0.35 mg·L-1、2.29 mg·L-1、4.06 mg·L-1;屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为85.56 mg·L-1、117.25 mg·L-1、0.13 mg·L-1、2.03 mg·L-1、3.63 mg·L-1。（2）不同材质屋面中,沥青屋面的污染物质量浓度普遍较高,陶瓦屋面的污染物质量浓度相对较低。沥青屋面 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为73.4 mg·L-1、56.0 mg·L-1、0.181 mg·L-1、2.529 mg·L-1、5.254 mg·L-1;陶瓦屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为30.8 mg·L-1、45.4 mg·L-1、0.106 mg·L-1、2.099 mg·L-1、4.167 mg·L-1。（3）单次降雨COD污染负荷在34.6~73.7 t之间,相当于整个城区城镇生活污水不加处理排放1天;根据3次降雨监测结果估算全年COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮排放量分别为2177.1 t、2778.3 t、3.855 t、41.410 t、69.133 t,城市面源COD污染负荷是城镇生活源的近20%。（4）各类下垫面中,屋面的污染物排放负荷贡献率最大,其次为庭院、交通干道、一般道路、城市水环境,一次典型降雨中,屋面对COD污染负荷的贡献率为30.9%,庭院为28.7%,交通干道为24.7%,一般道路为14.9%,城市水环境仅为0.8%。（5）各类下垫面中,交通干道的初始冲刷效应最明显,其次为一般道路、庭院、屋面。根据分析得出结论：城市面源中COD、悬浮物的污染不容忽视;不同下垫面呈现不同的污染特征,屋面的污染物质量浓度较低,但由于面积贡献率大,污染物负荷贡献率较高,均在25%以上,交通干道、一般道路五类污染物由于质量浓度较高,各污染物负荷贡献率均超过其面积贡献率,可作为城市面源防治的重点;截留和处理城市降雨初期径流对于城市面源污染处理非常重要。