城市道路暴雨径流水质特性及控制对策

由于暴雨径流冲刷引起的城市面源污染已成为受纳水体污染的主要来源。在综合国内外相关文献的基础上,分析了城市道路暴雨径流中污染物的赋存形态,总结了不同环境背景下城市道路暴雨径流污染物的浓度水平,阐述了城市道路暴雨径流水质的影响因素,论述了城市道路暴雨径流污染的控制对策,指出合理确定初期暴雨径流控制量、科学选取/设计控制技术、将暴雨径流控制措施与城市规划有机结合构建调控网络是城市道路暴雨径流污染控制的可行途径。     

山地城市典型硬化下垫面暴雨径流初期冲刷研究

为了解山地城市典型硬化下垫面暴雨径流初期冲刷效应,对山城重庆的8场暴雨进行了径流全过程监测,并与平原城市作了对比分析.结果表明:TSS(总悬浮物)、COD和TP来自城市交通干道的贡献较混凝土屋面大,而TN、NH3-N两者相当;对于重金属,除Cd外,城市交通干道重金属的EMC(Event Mean Concentration)值均高于混凝土屋面.城市交通干道,初期40%的暴雨径流携带了53%±16%TSS,66%±10%COD,59%±2%TN,58%±2%NH3-N,51%±5%TP;而混凝土屋面,初期40%的暴雨径流携带了64%±20%TSS,66%±17%COD,55%±14%TN,52%±14%NH3-N,56%±3%TP,建议两类硬化下垫面至少以初期40%的暴雨径流作为控制量.与平原城市相比,山地城市交通干道初期40%的暴雨径流携带污染负荷TSS与COD的比例比平原城市分别高出16%和22%,初期冲刷效应更加明显.     

山地城市暴雨径流污染特性及控制对策

为了解山城重庆的暴雨径流污染特性,充实国内仍然薄弱的基础资料,对4种用地类型的4场暴雨进行了监测,测试指标包括TSS、COD、TP、TN和NH3-N。结果表明,对于坡度2.5%的交通干道和坡度30%的校园人行道,从污染物浓度降幅的角度考虑初期径流的控制量应分别为2～3 mm和1.8 mm。随降雨时间的延长,路面污染物浓度迅速降低,坡度越大,降低速率越快。对于平均浓度,校园屋顶和草坪的各污染物浓度均达到地表水环境质量Ⅴ类标准(总氮和氨氮除外)。交通干道和校园人行道的总磷平均浓度也满足地表水环境质量Ⅴ类标准,但2种下垫面的COD、TN和氨氮平均浓度分别超出地表水环境质量Ⅴ类标准的2～8倍、1.9～3.1倍和1.9～4.3倍。对于交通干道,场次降雨径流的总氮、总磷和氨氮平均浓度与初期浓度的比值和污染物浓度20 min降幅接近(分别为0.5～0.53和50%～55%)接近,而COD和TSS平均浓度与初期浓度的比值和污染物浓度20 min降幅相近(分别为0.35～0.37和78%～84%)。对于校园人行道,污染物浓度20 min降幅均达到90%以上(90%～96%),场次降雨径流的总氮、总磷、氨氮、COD和TSS的平均浓度与初期浓度的比值接近(0.3～0.4)。研究结果为山地城市暴雨径流的污染控制提供了参考。     

聚乙烯醇包埋活性炭小球处理含铬废水的研究

采用液-液相分离的方法制备了聚乙烯醇包埋活性炭小球，考察了其对模拟含铬废水的处理效果。实验结果表明，活性炭小球对Cr（Ⅵ）的处理效果随pH值增加和Cr（Ⅵ）初始浓度增加而减小；小球对Cr（Ⅵ）的吸附符合Fretmdlich等温模式，与粉末活性炭相比吸附平衡时阊较长，约为3h；利用TiO2的光催化还原效应，添加2％纳米Ti02能显著提高小球对Cr（Ⅵ）的处理效果，并能回收Cr（OH）3。     

小城镇街尘污染特征及控制对策

以重庆市永川区小城镇为例进行调查研究,结果表明,工业园区道路街尘和城乡结合部道路街尘以200μm以上粒径段为主(65%—72%),而商业区和双竹镇街道以200μm以下粒径段为主(60%—72%);有机质和总磷、总氮、锌、铅、镉的最高浓度出现在商业区街尘(分别为103.04 mg.g-1和785.48、1672.04、439.72、133.30、8.44 mg·kg-1),工业园区道路街尘含有最高的铜、镍浓度(分别为241.52和92.30 mg·kg-1).小城镇街道街尘污染评价结果表明,商业区街尘和工业园区道路街尘污染风险较高,其中商业区街尘中的镍处于重度污染等级,工业园区道路街尘中的镉达到极度污染最高等级,同时,小城镇街尘控制对策分析指出,在"源"-"传输过程"-"汇"三个环节分别采取措施控制小城镇街尘污染是可行的.     

防渗型生物滞留中试系统降雨径流水质与三维荧光特征

构建了两套防渗型生物滞留中试系统,在2017年3~4月期间,跟踪监测了系统在低温小强度降雨条件下的径流水质特点,并同步分析了降雨径流的三维荧光光谱特征.系统降雨径流水质监测结果表明,经系统净化后,出水污染物浓度波动较小,对NH_4~+-N和TP均有相对稳定的去除效率,可分别达到78.38%~95.03%和72.04%~76.04%.荧光光谱特征分析表明,生物滞留系统出水中的主要溶解性有机物(dissolved organic matters,DOMs)为蛋白类物质和类腐殖质物质,主要来自生物或水生细菌代谢物;系统对于Ⅰ区、Ⅱ区蛋白类荧光有机物和类富里酸具有较好的去除效果,去除率可分别达到57.33%~61.30%、29.82%~31.28%和35.55%~43.16%.径流水质与DOMs相关性分析表明,系统径流出水中的TN、TP和TOC均与芳香类蛋白质含量呈显著正相关关系,而NO_3~--N和NH_4~+-N与芳香类蛋白质含量呈显著负相关关系;TN浓度均与Ⅳ区DOMs(微生物代谢产物)和V区DOMs(类胡敏酸)呈显著负相关关系.     

城市流域降雨径流水质特性及初期冲刷现象

为了解城市流域降雨径流水质特性及其初期冲刷现象,以重庆市盘溪河流域和虎溪流域为研究对象,对6场降雨径流进行监测.结果表明:各场次降雨中,城市流域降雨径流污染物浓度均呈抛物线型分布;在所监测的6场降雨中,盘溪河流域ρ(TSS)(TSS为总悬浮物)、ρ(CODCr)、ρ(TN)、ρ(TP)平均值分别为2 000、420、13.0、5.7 mg/L,虎溪流域ρ(TSS)、ρ(CODCr)、ρ(TN)、ρ(NH3-N)、ρ(NO3--N)、ρ(TP)、ρ(Fe)、ρ(Zn)、ρ(Pb)、ρ(Cd)的平均值分别为33、38、2.6、0.7、1.1、0.1、2.1、0.2、0.6、0.06 mg/L.在盘溪河流域和虎溪流域降雨径流中,磷均以颗粒态为主(分别占56%和87%),氮均以无机氮为主(分别占72%和82%).盘溪河流域未发现明显的初期冲刷现象,虎溪流域初期40%的径流携带了50%~80%的污染负荷.降雨径流流量分析表明,单峰降雨事件的峰值流量取决于且滞后于峰值雨强,多峰降雨事则件往往导致多峰流量响应.     

两种生物滞留系统脱氮除磷效果比较研究

为提升生物滞留系统的脱氮除磷效果,构建了折流式和直流式两种生物滞留系统,研究了径流流态与降雨强度对生物滞留系统脱氮除磷效果的影响.结果表明：①折流式系统可沿径流路径创造多个好氧、缺氧区块,相较直流式系统,总氮（TN）、硝态氮（NO₃^--N）去除率分别提升29.76%与159.30%.②折流式结构与降雨强度对系统下渗速率产生影响,进而影响系统脱氮除磷效果,低下渗速率（0.99 mm·min^-1）可提升系统脱氮效果（NO₃^--N：160.07%）,高下渗速率（2.96 mm·min^-1）可提升除磷效果（总磷（TP）：5.14%;磷酸盐（PO₄^3--P）：3.96%）.③在折流式系统中,氨氮污染负荷的81.02%通过植物吸收、微生物同化、硝化作用等途径去除,硝态氮污染负荷的52.33%被排出系统.     

城市区域不同屋顶降雨径流水质特征

城市屋顶降雨径流是城市面源污染的主要组成部分之一。为了解城市不同屋顶降雨径流的水质特性,以重庆地区5种屋顶为例进行了20场降雨径流的水质监测。研究结果表明,不透水屋顶降雨径流污染物浓度均随降雨历时的延长而降低,混凝土屋顶降雨径流的COD、TP、TN、NH3-N平均浓度分别是瓦屋顶的1.6、1.7、1.4和1.5倍,且不透水屋顶降雨径流总氮的70%~80%为无机氮,总磷的20%~32%为磷酸盐;浅层屋顶降雨径流COD、TN、TP、NH3-N和NO-3-N浓度分别是深层绿色屋顶的0.25~0.26、0.3~0.5、0.07~0.09、0.3~0.6、0.05~0.06倍,且绿色屋顶降雨径流总氮的60%~80%为硝态氮。前期干旱天数和混凝土屋顶径流中的TN、接骨草屋顶径流中的氨氮浓度呈显著正相关关系,混凝土屋顶径流TP浓度与降雨强度显著正相关,降雨持续时间和瓦屋顶径流TSS平均浓度显著正相关。研究结果为城市建筑屋顶降雨径流的科学管理提供了参考。     

颗粒活性炭吸附去除尿中药活性化合物（PhACs）

研究了多组分背景下2种煤质颗粒状活性炭D1220、R08S对人尿中4种药活性化合物（PhACs）（1 mg/L）——苯扎贝特（BEZ）、卡马西平（CAR）、布洛芬（IBU）和美托洛尔（MET）——的吸附去除。结果表明,D1220（R08S）对4种PhAC的吸附均符合Freundlich等温式,均为优惠吸附;D1220（R08S）对各PhAC的吸附作用强弱顺序为BEZ〉CAR〉MET〉IBU（BEZ〉CAR〉IBU〉MET）;PhACs平衡浓度小于3.01（0.91）μg/L时,D1220（R08S）对4种PhACs中的BEZ的吸附性能最好,平衡浓度大于3.01（1.93）μg/L时,D1220（R08S）则对MET的吸附性能最好;活性炭投加量为2 g/L时,D1220（R08S）对4种PhAC的去除率均在88%以上;总体吸附性能D1220优于R08S。