生物滞留池对屋面径流基本污染物的控制

快速的城市化导致不透水性下垫面急剧增加,进而加剧了径流污染,尤其是屋面径流污染。生物滞留池作为低影响开发理念的核心措施之一,对径流的净化效果显著。以屋面径流为控制对象,设计了3个生物滞留池用于探究不同土壤层厚度和不同进水方式对生物滞留池出水的影响。结果表明,实验收集的屋面径流污染严重,COD和TN为《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)劣Ⅴ类。经生物滞留池处理后发现,3个生物滞留池对悬浮物(SS)的去除效果较好,去除率为92.2%～98.7%,装填20cm土壤的表层进水生物滞留池较装填15cm土壤的生物滞留池出水污染物浓度低。装填20cm土壤的表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD、TN和TP的去除能力总体相当,表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD的去除率分别为91.7%、90.4%,对TN的去除率分别为93.8%、86.5%,对TP的去除率分别为70.1%和72.7%。     

城市初期雨水污染及处理措施综述

雨水径流中初期雨水的污染尤为严重,若直接排入受纳水体将会引起水体污染。因此,初期雨水的治理和综合应用对社会和环境具有重大意义。综述了初期雨水的污染特点及处理措施,重点对雨水弃流、绿色屋顶、渗透铺装、植草沟、植被缓冲带、人工湿地以及生物滞留池等处理措施的处理效果、适宜地区及其优缺点进行了详细的介绍和总结,并对其应用前景进行了展望,以期为城市初期雨水的污染控制提供参考。     

上海市城区径流污染及控制对策

随着城市点源污染控制程度的提高,雨水径流引起的面源污染日益突出.非渗透性地表径流污染成为城市水体污染的主要来源.对上海市城区非渗透性地表径流进行了为期3年的采样调查,监测了COD、BOD5、SS、NH3-N、TP和TN等污染物指标,并估算了单位面积径流年污染负荷.结合上海市实际情况,提出了城区径流污染控制的综合策略.     

低影响开发(LID)雨水径流控制效果模拟

随着城市化发展,防洪工程面临严峻挑战,新版《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)对雨洪系统提出更高要求。为研究降雨径流变化规律,利用SWMM(storm water management model)软件对开发前后场地进行径流模拟,分析径流量变化情况。LID(low impact development)是一种新型的雨洪管理理念,采用雨水源头控制技术,通过滞留、渗透作用,对降雨径流进行控制。LID对雨水径流具有明显的削减和调控作用,能够有效降低城市内涝隐患。为探究LID径流控制效果,以生物滞留池、渗渠、透水路面3种典型LID工程措施为例,模拟不同LID措施对降雨径流控制的效果,探究各措施性能特点。制定LID措施组合方案,模拟其效果,提出合理的LID使用建议。     

基于文献分析的生物滞留研究现状与展望

自从生物滞留技术用于净化雨水径流以来,相关研究已经进行了30余年。对Web of Science(核心合集)和中国知网(核心期刊)数据库中2010—2021年关于生物滞留技术研究成果的文献信息进行统计分析,针对生物滞留系统的设计构造参数、运行条件、溶解性风险污染物去除和径流控制模型等研究热点与现状进行阐述,提出了生物滞留系统的未来研究方向。     

植草沟在城市面源污染控制系统的应用

暴雨径流造成的城市面源污染已引起广泛重视,为控制和削减进入受纳水体的径流污染负荷,各种技术措施得到发展,植草沟便是其中之一.植草沟是景观型地表沟渠排水系统,从植草沟定义、类型、设计计算、参数确定、运行维护及应用实例方面作了较详细介绍.植草沟在条件合适时可代替传统的雨水管道,具有很好的推广应用前景.     

北京市城区雨水径流污染控制与节能减排

节能减排是目前中国建设和谐社会、实施可持续发展的重大战略方针.随着城市生活污水处理率和工业废水达标率的不断提高以及清洁生产技术与管理体系的大力推行,城市雨水径流污染在水环境污染排放总量中所占比例越来越大.以北京市为例,2006年城八区生活污水处理率已达到90.0%.雨水径流COD排放量占废水COD排放总量的33.39%,足见城市径流污染已成为节能减排的重要方面,亟需全社会的广泛关注.控制城市雨水径流污染应从加强雨水径流污染的监管力度下手,建立以市场激励为主、政府管制为辅的雨水政策框架.     

人工生物蓄水过滤系统对雨水的滞留与过滤功效

通过人工构建3个不同沙土配比的生物蓄水过滤系统,对人工系统滞留雨水时间和净化雨水的功效进行了研究。首先,根据自然降雨特点将雨水地表径流按照不同水量与进水时间引入系统,然后测定系统出水水量、时间、水质以及土壤湿度,比较植物层和整个系统滞留雨水径流的效果以及系统过滤雨水的功效。结果表明,(1)人工生物蓄水过滤系统有显著的滞留雨水的作用。其中植物层滞留雨水时间4.72~11.50 h,整个系统滞留雨水时间为5.17~13.80 h,人工系统比植物层滞留雨水时间显著延长,且进水量越大,差异越显著。(2)系统出水流速平缓,蒸发与植物蒸腾耗水量比例低于6%;壤土含量越高,滞留雨水时间越长。(3)经系统过滤,系统出水酸碱度平均增加0.81,氨氮含量平均降低0.42 mg/L。     

基于SWMM模型的万州龙宝河片区径流污染控制研究

为评价重庆万州龙宝河片区海绵城市改造的径流污染控制效果，运用SWMM模型模拟该片区的径流过程，研究不同重现期下绿色屋顶、透水铺装、生物滞留带等低影响开发(LID)设施对污染物的控制效果。结果表明：当重现期为1～50 a时，LID设施对悬浮固体(SS)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)的总量削减率分别可达47%～72%、56%～70%、48%～64%、43%～66%;对上述污染物峰值浓度的削减率分别为31.31%～41.05%、25.12%～38.93%、22.50%～31.38%、13.39%～21.76%,并能延迟峰现时间2～11 min。由此可见，海绵城市改造能够有效缓解径流污染，但随着重现期增加，控制效果会变差，说明海绵城市更适用于低降雨强度的径流污染控制。     

北京城区雨水径流水质及其主要影响因素

掌握城区雨水径流水质及其主要的影响因素是有效地利用城区雨水资源和控制城市非点源污染的基础。根据北京 1998— 2 0 0 0年大量的降雨径流水质数据 ,本文分析了城区屋面和道路雨水径流的水质变化规律及其主要影响因素城市雨水径流的水质很差 ,初期径流的污染程度甚至超过城市污水。除了空气质量的影响外 ,最重要的影响因素是屋面材料、道路类型及路面污染状况、气温、降雨强度、降雨量和降雨间隔时间等     

基于SWAT模型的观澜河流域城市面源污染负荷量化及影响效应评估

随着我国城市区域污水收集、截污系统的完善与水质净化厂出水标准的提高,点源污染逐步得到控制,城市面源污染对河流水质的影响越来越凸显。针对当前城市内河流集水区域城市面源污染负荷难以量化、对水体水质影响效应难以解析等问题,以深圳市观澜河流域为研究对象,通过对流域的现场勘察调研与地表累积物采样研究,来修正流域土地利用类型数据与SWAT模型的城镇数据库,构建流域城市面源污染评价模型。结果表明：SWAT模型城镇数据库中地表沉积物最大累积量(DIRTMX)、地表沉积物中总氮含量(TNCONC)、地表灰尘累积半饱和时长(TNALF)与地表灰尘总磷含量(TPCONC)对TN与TP负荷的模拟最为敏感;建立的SWAT模型对观澜河流域径流量、TP与TN模拟验证期的纳什效率系数(E_NS)分别为0.79、0.7、0.67,决定系数(R²)分别为0.81、0.77、0.81,模型拟合结果较好。应用SWAT模型分析了2018年观澜河流域TN和TP的城市面源污染时空分布特征：TN和TP输出最高值为13.31~14.91 t·km⁻²和1.69~1.86 t·km⁻²;8月份观澜河流域降雨径流污染最为严重,TN和TP负荷分别为2.15 t·km⁻²与0.24 t·km⁻²。上述评估结果可为区域城市面源污染的负荷量化与影响效应评估提供参考。     

城市典型屋面径流的排污特征

对城市中典型的2种材料（油毡和水泥）屋面降雨径流中颗粒物（SS）、氮（N）和磷（P）污染物排放特征进行了研究。结果表明,屋面径流中颗粒物主要是以10~100 μm粒径范围的颗粒物为主（约占75%）,氮主要是以溶解态形式排放（80%~95%）,且主要形式是以硝态氮和氨态氮为主,水泥屋面增加了径流中硝态氮的比例,而沥青屋面增加了氨态氮和溶解态有机氮的比例。而磷主要是以颗粒物形态排放（约占40%~70%,平均57.5%）,且主要结合10~50 μm粒径范围的颗粒物。去除10~50 μm粒径颗粒物可以降低屋面径流中50%颗粒物和47.9%磷的排放,而氮却需采用不同处理方法。同时,EC和TSS与TN和TP相关关系表明,EC和TSS可分别作为屋面降雨径流溶解态氮和颗粒态磷污染程度检测和评价指示指标。研究结果为有效地去除降雨径流中污染物、降低城市面源污染对水环境的影响,提供了一定的科学依据。     

沸石对降雨径流中氨氮的吸附特性

城市面源污染是重要水体污染源之一,降雨发生时,雨水径流会携带累积在路面、屋面的含有机物、氮磷、重金属等污染物质进入水体,其中氮磷是造成水体富营养化的重要因素。针对这一情况,采用不同种类沸石,对雨水径流中的氮磷进行了吸附研究,着重考察了沸石对氨氮的吸附动力学,吸附等温线特征,并考察了pH、共存阳离子以及COD对吸附能力的影响。结果表明,Na型改性沸石吸附性能优于其他2种,饱和吸附量达到9.09 mg/g,沸石的吸附过程符合准二级动力学模型。Mg2+、Ca2+对Na型改性沸石的影响较大,Na型改性沸石吸附氨氮的适宜pH为5~8。本研究为探索用物化方法来处理雨水提供了依据,Na型改性沸石可以作为吸附雨水中氨氮的优选吸附剂。     

Road traffic impact on urban water quality: a step towards integrated traffic,air and stormwater modelling

Methods for simulating air pollution due to road traffic and the associated effects on stormwater runoff quality in an urban environment are examined with particular emphasis on the integration of the various simulation models into a consistent modelling chain. To that end, the models for traffic, pollutant emissions, atmospheric dispersion and deposition, and stormwater contamination are reviewed. The present study focuses on the implementation of a modelling chain for an actual urban case study, which is the contamination of water runoff by cadmium (Cd), lead (Pb), and zinc (Zn) in the Grigny urban catchment near Paris, France. First, traffic emissions are calculated with traffic inputs using the COPERT4 methodology. Next, the atmospheric dispersion of pollutants is simulated with the Polyphemus line source model and pollutant deposition fluxes in different subcatchment areas are calculated. Finally, the SWMM water quantity and quality model is used to estimate the concentrations of pollutants in stormwater runoff. The simulation results are compared to mass flow rates and concentrations of Cd, Pb and Zn measured at the catchment outlet. The contribution of local traffic to stormwater contamination is estimated to be significant for Pb and, to a lesser extent, for Zn and Cd; however, Pb is most likely overestimated due to outdated emissions factors. The results demonstrate the importance of treating distributed traffic emissions from major roadways explicitly since the impact of these sources on concentrations in the catchment outlet is underestimated when those traffic emissions are spatially averaged over the catchment area.     

A review of bioretention components and nutrient removal under different climates—future directions for tropics

Bioretention systems have been implemented as stormwater best management practices (BMPs) worldwide to treat non-point sources pollution. Due to insufficient research, the design guidelines for bioretention systems in tropical countries are modeled after those of temperate countries. However, climatic factors and stormwater runoff characteristics are the two key factors affecting the capacity of bioretention system. This paper reviews and compares the stormwater runoff characteristics, bioretention components, pollutant removal requirements, and applications of bioretention systems in temperate and tropical countries. Suggestions are given for bioretention components in the tropics, including elimination of mulch layer and submerged zone. More research is required to identify suitable additives for filter media, study tropical shrubs application while avoiding using grass and sedges, explore function of soil faunas, and adopt final discharged pollutants concentration (mg/L) on top of percentage removal (%) in bioretention design guidelines.

     

Sustainable oil and grease removal from synthetic stormwater runoff using bench-scale bioretention studies.

One of the principal components of the contaminant load in urban stormwater runoff is oil and grease (O&G) pollution, resulting from vehicle emissions. A mulch layer was used as a contaminant trap to remove O&G (dissolved and particulate-associated naphthalene, dissolved toluene, and dissolved motor oil hydrocarbons) from a synthetic runoff during a bench-scale infiltration study. Approximately 80 to 95% removal of all contaminants from synthetic runoff was found via sorption and filtration. Subsequently, approximately 90% of the sorbed naphthalene, toluene, oil, and particulate-associated naphthalene was biodegraded within approximately 3, 4, 8, and 2 days after the event, respectively, based on decreases in contaminant concentrations coupled with increases of microbial populations. These results indicate the effectiveness and sustainability of placing a thin layer of mulch on the surface of a bioretention facility for reducing O&G pollution from urban stormwater runoff.     

城市旅游区暴雨径流污染过程中的不透水面效应

选取武汉市动物园4种典型的不透水面暴雨径流污染特征进行了系统的研究,以期为旅游区面源污染危害评价和治理提供基本的依据.结果表明,动物园4种不透水面初期径流污染物浓度很高,COD最大值达1140 mg/L,下垫面类型及地表累积污染物是影响径流水质的主要因素.通过无量纲累积曲线的分析,表明旅游区不透水面径流初期冲刷严重,该曲线还为面源治理提供了重要的工程参数.     

Contributions of heavy metals from municipal runoff to the sediments of Lake Pontchartrain, Louisiana

A study was conducted to determine the distribution and sources of heavy metal pollutants in the sediments of Lake Pontchartrain. Sediment samples were collected from the northern and southern shorelines and analyzed for heavy metals by atomic absorption spectrometry. The heavy metals of interest were barium, copper, nickel, lead, and zinc. The concentrations of these metals indicate that the principal source of heavy metal pollution is associated with urban stormwater runoff and municipal discharges.     

沸石-茭白复合床技术脱氮中试研究

通过模拟农村暴雨径流水质 ,开展了沸石 茭白复合床技术处理农村暴雨径流的中试研究 ,分析了在不同工况下床体中各态氮的变化规律 ,结果表明 ,该项技术应用于暴雨径流氮的控制是可行的。