高速公路路面雨水径流污染物排放特征研究

为了深入了解高速公路面源污染特征,本文对高速公路路面径流进行了监测分析.尽管径流过程中总悬浮物（TSS）、总化学需氧量（TCOD_Cr）、总氮（TN）和总磷（TP）的浓度以及颗粒物的丰度具有较大的变化幅度,但这些污染物的峰值浓度和颗粒物的峰值丰度基本上出现在径流开始后的10~30 min以内.TSS与TCOD_Cr、TN和TP的浓度之间存在着明显的相关性（r=0.444~0.955;p< 0.005）,意味着有相当数量的有机物和营养盐以颗粒物结合态存在.生化需氧量（BOD₅）与TCODcr的关系表明径流中的有机污染物可生化性较差.当降雨量和降雨强度在不同的范围变化时,其对径流污染物事件平均浓度的影响不同.绝大多数情况下,所研究的高速公路都会发生污染物的初期冲刷效应.前30%的径流可以携带46%±15%的TSS、54%±17%的TCOD_Cr、47%±13%的氮、52%±12%的磷以及在数量上占比为51%±12%的颗粒物.按照面源管理实践中80%的悬浮物的削减量的要求,应截留70%的径流,同时可以减少84%的有机物、78%的氮和81%的磷排放负荷.     

中国城市道路路面径流研究

随着我国城市化的进程,城市建筑用地面积逐步增加,城市道路系统是城市地表的主要组成,在给城市带来便利的时候还产生了一些问题,城市道路路面径流便是其中之一,作为城市地表径流的重要形式,其问题愈加凸显。本文以超渗地表产流模型为基础,经过改进提出了城市道路路面径流模型。通过对这一模型的分析研究,阐述了路面径流中存在的问题并提出了几点在现阶段可行的改进措施,以期对城市建设尤其是城市道路系统的建设起到指导作用。     

北京城市道路地表径流中PAHs的污染特征研究

以北京城市道路地表径流中的PAHs为研究对象,于2006年雨季在海淀区成府路和海淀路设置3个采样点采集了6场地表径流和同期雨水样品,分析了溶解相和颗粒相PAHs的浓度.对地表径流和雨水样品中PAHs的浓度特征,地表径流中PAHs在时间和空间上的变化,及辅助参数的相关性进行了探讨.结果表明,海淀路地表径流EMC值大于成府路,自行车道地表径流EMC值与机动车道相近,道路地表径流PAHs的污染程度不能仅根据车流量判断.对单场径流历时中PAHs浓度变化的分析和累积污染负荷曲线的研究均表明,道路径流初期冲刷效应并不是普遍发生的,而是受路面积尘特征和降雨条件等多种因素的影响.     

乌鲁木齐城市道路地面径流中重金属的污染特征分析

采用原子吸收光谱法,对乌鲁木齐市城区3个采样点的两次降雨过程中采集的路面径流进行了重金属Zn、Pb、Cd、Cu和Ni的含量分析.结果表明,道路径流中Zn、Pb、Cd污染较严重,但随着时间的推移,它们在雨水径流中的含量逐渐减少,符合"浓度初期冲刷"规律.     

惠州市城市降雨径流氮、磷污染特征研究

本文通过对惠州市2009-2011年12场降雨径流进行监测,研究了惠州市内不同土地利用类型城市下垫面降雨径流中氮、磷污染特征,计算并分析了城市降雨径流中氮、磷的EMC值,发现惠州市内除城市绿地外各种土地利用类型的TN、NH4+-N、TP的EMC值均超过Ⅴ国家水体,不同土地利用类型城市下垫面的EMC值变化较大,但相比国内外同种土地利用类型城市下垫面,惠州市城市降雨径流的氮、磷EMC值大多较高。本研究为惠州市城市降雨径流污染定量化研究及综合治理提供了科学依据。     

生物滞留设施去除城市道路径流中邻苯二甲酸酯的效果评估

上海市区道路径流中存在邻苯二甲酸酯(PAEs)污染,平均浓度达到171.71μg·L~(-1),高于欧洲和澳大利亚道路径流浓度近一个数量级,直接排放会对地表水体造成污染.为了从源头控制道路径流中PAEs污染,在上海内环高架道路下建造了应用规模生物滞留设施,研究城市绿色基础设施对道路径流中6种美国EPA优先控制PAEs污染物的控制效果及机理.生物滞留设施表面积为20 m2,汇水面积约为400 m2,底部带有防渗膜,适用于高地下水位地区.结果表明,8场监测降雨事件中,设施出水∑6PAEs平均浓度为10.23μg·L~(-1),显著低于道路径流∑6PAEs平均浓度171.71μg·L~(-1)(p0.05).沉淀预处理对PAEs无显著去除效果,生物滞留池对DEHP的去除率与TSS的去除率呈显著正相关,主要通过基质层截留作用去除;DEP、DBP、DMP等低分子量PAEs的去除率与设施水力负荷呈负相关,主要通过生物滞留池基质的吸附作用去除.DEHP、DBP为我国《地表水环境控制标准》控制污染物,生物滞留池出水DBP浓度低于标准值3μg·L~(-1),达标率100%;出水DEHP浓度大多情况下低于标准值8μg·L~(-1),达标率为71%,生物滞留设施可以有效控制道路径流PAEs污染.本研究的结果适用于我国东南部地下水位较高的地区,可为绿色基础设施控制地表径流PAEs提供设计理论指导.     

城市交通干道降雨径流中PAHs的污染特征

以上海、温州市典型交通干道地表径流为研究对象,分析了样品中16种溶解态和颗粒态PAHs浓度,了解了城市交通干道降雨径流中PAHs污染特征及其动态变化过程.结果表明,径流中∑PAHs(包括溶解相、颗粒相)浓度范围为919.8~16711.6ng·L-1,溶解相中PAHs浓度要远低于颗粒相(分别为4.9~1558.0ng·L-1,635.4~16624.0ng·L-1).通过对3场降雨事件中PAHs浓度随降雨过程变化的研究,可以发现并不是所有道路径流都有初期冲刷效应,初期冲刷的产生受雨前干期、降雨强度以及径流量等因素共同作用,因此简单拦截初期径流并不能十分有效地降低PAHs污染负荷.径流中PAHs在颗粒相-水相间的分配系数Kp值为2.3×104~2.5×106L·kg-1,随着悬浮颗粒物含量增加而减少,这可能跟径流过程中颗粒物粒径组成有关.     

基于移动传感器的城市道路颗粒物污染特征

为实时分析城市道路环境中PM污染的变化特征,以出租车作为PM传感器的载体,对济南市道路环境进行了3个月的监测,并结合监测站的监测数据,对道路环境中PM的污染特征进行了分析.以核密度估计的方法提取了道路环境的PM\"基线\",并量化了道路环境的排放贡献.结果表明,济南市PM污染严重的路段并不是位于交通较为密集的市区,而是集中在道路较为稀疏的郊区.将济南市路网系统划分为1021段道路,其中65%的路段PM2.5浓度集中在43～46μg/m³,PM10浓度在55～70μg/m³.相对于城市环境（监测站）,早晚高峰尤其早高峰对于道路环境（传感器）的影响更为显著.通过提取的PM\"基线\"和传感器的小时均值,将传感器的测量信号分为背景浓度信号和排放浓度信号.研究期间,PM2.5区域污染和排放占比分别为78.6%和21.4%,对于PM10而言,区域污染和排放占比分别为71.9%和28.1%.     

石家庄市冬季城市道路积尘负荷排放特征研究

利用样方采样法收集了2014年冬季石家庄市8条铺装道路机动车道和非机动车道的积尘样品,计算积尘负荷并分析不同类型道路积尘负荷分布规律和特征。对各类型道路机动车道和非机动车道积尘负荷进行相关分析,比较颗粒物排放因子及排放量。结果表明,石家庄市冬季快速路、主干道、次干道和支路路面积尘负荷分别为0.81、0.88、1.28、1.55 g/m~2,强弱顺序为支路次干道主干道快速路;各类型道路机动车道与非机动车道积尘负荷具有显著线性相关性;各道路排放因子大小顺序为:支路主干道快速路次干道;排放量大小顺序为:快速路主干道支路次干道。研究结果可为石家庄市道路交通扬尘治理提供数据支撑。     

长期施肥和耕作下紫色土坡耕地径流TN和TP流失特征

为探究长期施肥和耕作对坡耕地径流率及随径流流失的氮、磷元素的影响,在紫色土坡耕地设置5个处理:顺坡耕作无施肥(CK)、顺坡耕作有机肥与化肥配施(T1)、顺坡耕作单施化肥(T2)、顺坡耕作单施化肥增量(T3)和横坡垄作单施化肥(T4),分析了2008 ～ 2019年间共104场侵蚀性降雨事件下,各处理的径流率,总氮(TN...     

多层渗滤介质系统对城市雨水径流氮磷污染物的净化作用

根据北京市雨水地表径流污染的特点,设计了用于去除屋顶和机动车路面雨水径流污染物的多层渗滤介质系统,进行污染雨水净化效果的试验研究.结果表明,系统对屋顶和机动车路面雨水径流中的氮磷污染物有明显的去除效果,NH4+-N、TN、TP的去除率分别达80%、90%、50%以上,出水浓度达到地表水Ⅱ类水质标准;\"砂砾料\"垫层对TP的去除效果稍好于\"无砂混凝土\"垫层;雨水径流中氮磷浓度愈高则对氮磷的去除率愈高,雨水径流氮磷浓度变化对氮磷去除效果的影响较小.多层渗滤介质系统通过微生物的硝化和反硝化作用实现生物脱氮是系统去除氮的主要途径;土壤的吸附与沉淀作用是多层渗滤介质系统去除磷的主要途径.系统对城市雨水径流氮磷污染物的净化能力主要发生在垫层及地基土层0.3m以内.     

湘潭市地表雨水径流污染的特性研究

目前,由于地表雨水径流污染日益严重,造成的损失也越来越大,人们的目光逐渐从传统的点源污染转向面源污染(即非点源污染)。为防止地表雨水径流污染对地表水体的污染,探讨城市地表径流的污染特性,本文对晴天时湘潭市雨湖区道路路面沉积物的粒径分布及污染潜力进行了测试,对雨天时湖南科技大学校园内家属区一道路的雨水径流也进行了测试,旨在为相关部门治理地表污染提供一定的参考与依据。     

改造滤岸对城市降雨径流中氮磷去除的中试研究

选择煤渣、锯末、沸石、麦饭石、土壤和马尼拉草构建了城市河岸带改造滤岸中试模型,并对其去除城市降雨径流中氮磷污染物能力进行了研究.结果表明,改造滤岸对表面径流和下渗径流中NH4+-N和TP具有良好的净化效果和较强的去除能力;NH4+-N平均去除率分别为66.5％和83.7％,TP平均去除率分别为42.6％和96.2％,出水水质分别可达国家地表水Ⅳ类和Ⅲ类水标准,模型稳定后对表层径流和下渗径流中TN的去除率可达20％左右;模型对NH4+-N、TN和TP的处理负荷分别为634.1～1114.5 mg-m-2·h-1、102.2 ～594.2mg· m-2·h-1和20.6～ 209.0 mg·m-2· h-1,表面径流大于下渗径流.模型内碳源(锯末)以及其他介质的添加虽然能够提高氮的转化能力,但也会影响模型对TN的去除率;下凹断面和末端断面对氮磷的去除率和去除负荷间存在一定的差异,但随着模型的稳定其差异逐渐降低.模型对氮磷的处理负荷与入水氮磷浓度呈显著正相关,说明模型具有一定的抗冲击能力.     

北京市新建城区不透水地表径流N、P输出形态特征研究

2010年通过对北京市新建城区典型不透水地表径流水样的采集与分析,研究新建城区地表径流水质特征及其N、P输出形态组成,以期为城市地表径流污染的源区控制提供科学依据.结果表明,北京市新建区典型不透水地表屋面和道路地表径流污染初期冲刷效应显著,屋面径流污染负荷的输出主要集中在初期10 mm径流,而道路径流污染负荷的输出主要集中在初期15 mm径流.屋面地表径流TSS、COD、TN、NH4+-N、NO3--N和TP事件浓度均值分别为50.2、81.7、6.07、2.94、1.05和0.11 mg·L-1;道路地表径流TSS、COD、TN、NH4+-N、NO3--N和TP事件浓度均值分别为539.0、276.4、7.00、1.71、1.51和0.61 mg·L-1.屋面径流颗粒态COD、TN和TP分别占20.8%、12.3%和49.7%,道路径流颗粒态COD、TN和TP分别占68.6%、20.0%和73.6%.屋面径流溶解性氮素占总氮87.7%,其中NH4+-N和NO3--N分别占57.6%和22.5%,道路径流溶解性氮素占总氮的80.0%,其中NH4+-N和NO3--N分别占42.1%和35.0%.城市地表径流污染控制应加强NH4+-N和NO3--N的去除.     

北京城市主干道降雨径流污染负荷分析

为了解城市主干道径流污染特征,于2018年6—9月对北京城市主干道降雨径流进行取样监测,运用EXCEL和SPSS软件统计分析径流污染物TSS、EC、COD、TN、TP、Zn和Ni之间的污染特性,并在此基础上估算污染物年污染负荷.研究结果表明,北京城市主干道径流水质为劣Ⅴ类;污染物浓度与降雨量、平均降雨强度、降雨历时和雨前干期长度存在一定的相关关系,依据冲刷作用与稀释作用的强弱变化,相关性有一定变化;用TSS和EC表征污染物在径流中的存在状态,发现COD、TN、Zn和Ni在径流中主要以溶解态存在,TP主要以颗粒吸附的形式存在;据实际监测数据估算,北京城市主干道年污染负荷TSS、COD、TN、TP、Zn和Ni分别为3273.15、266.86、16.24、1.89、0.097和0.008 kg·hm~(-2)·a~(-1).城市主干道径流污染特征研究可以为城市道路径流污染防控与管理提供科学依据.     

城市地表径流污染物浓度数学模型的建立及验证

针对目前描述城市地表径流污染物排放过程的数学模型不能完全适用于不同降雨过程的情况,本研究建立了一个全新的P/r模型.P/r模型以地表沉积物量(P)与降雨强度(r)的比值为主要参数,描述了降雨过程产生的地表径流中污染物的排放规律.基于对发生在陕西省西安市的3场降雨事件的实测数据的模拟,本研究建立的P/r模型的预测值与实测值的归一化目标函数、相关系数和相关指数均优于Sartor-Boyd冲刷模型.根据对P/r模型进行的不确定性分析,当Nash-Sutcliffe效率系数为0.46时,采用P/r模型对陕西省西安市地表径流中的污染物浓度进行模拟时应采用的最大比浓度常数(Km)和径流冲刷能力半饱和常数(KS)的取值范围分别为0.65~1.35 kg·min·L-1和0.16~0.22 kg·min·mm-1·L-1.P/r模型的预测带平均相对宽度(ARIL)为1.21,预测带对实测值的覆盖度为67%.Sartor-Boyd冲刷模型对具有地表径流初期冲刷效应且降雨强度波动较小的降雨事件的模拟结果较好,但对于不具有地表径流初期冲刷效应的降雨事件、间歇性降雨事件及降雨强度波动较大的降雨事件并不适用.本研究建立的P/r模型的适用范围广泛,对于上述Sartor-Boyd冲刷模型不能适用的降雨事件均可适用.与Sartor-Boyd冲刷模型相比,P/r模型能够更好的描述城市地表径流的污染物排放规律.P/r模型的提出能够进一步推动地表径流排污过程数学模型的发展.     

天津市区道路地表径流污染特征研究

从实际地表径流水质实地监测和实验室分析出发,理论与实践相结合,揭示了天津市区道路地表径流主要污染物的相关性及不同污染物随降雨历时动态变化规律,全年道路地表径流水质季节变化规律,全面剖析了天津市区降雨径流的污染特征,并由此提出相应的处理措施和合理化建议,为天津城市雨水污染控制提供了基础研究。     

天津中心城区典型区域雨水径流污染特性

不同生活水平区域因生产结构、生活方式等因素的不同,导致雨水径流指标呈现出区域差异性特征。针对天津雨水径流污染问题,以天津中心城区降雨特征为研究对象,选取天津中心城区5个区域,研究不同生活水平区域与径流污染之间的关系。通过对试验区域内9个监测点5次降雨径流过程分析发现,天津中心城区道路径流中固体悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、氨氮（NH₃-N）和总磷（TP）的次降雨径流平均浓度（EMC）值分别为159.5~386.1 mg/L,74.6~157.6 mg/L,6.5~10.2 mg/L,1.9~5.4 mg/L和0.38~1.07 mg/L,屋面径流中SS、COD、TN、NH₃-N和TP的EMC值分别为107.7~135.1 mg/L,70.5~102.3 mg/L,8.3~9.1 mg/L,3.1~4.1 mg/L,0.24~0.69 mg/L;对于道路径流,SS、COD和TP浓度与生活水平拟合线的斜率分别为-104.7,-44.8和-0.28,SS、COD显著受区域生活水平影响,呈负相关关系;径流中SS与COD的相关系数为0.86,具有很强的相关性;区域生活水平越低,降雨量对径流污染的影响越大;对于屋面径流,污染浓度与区域生活水平拟合程度较差,无显著关系;降雨量对屋面径流的影响较小,主要影响因素为初期效应的强弱;区域污染源为生活源且具有高生活水平时,可采用Sartor-Boyd冲刷模型进行模拟。