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。     

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.     

基于文献数据再分析的中国城市面源污染规律研究

目前有关城市面源污染的研究多为分散的独立研究,缺乏对现有研究及监测数据成果的系统分析。在全面进行文献调研的基础上,整合从文献中提取的面源污染监测数据成果,综合识别全国范围典型城市下垫面的面源污染规律,并初步定量了城市面源污染对雨污合流制排水分区雨水径流污染的贡献率。数据资料覆盖中国中东部地区的37个市,监测对象包括屋面、道路和绿地等城市下垫面类型,考虑SS、COD、TN、NH_3-N和TP共5种污染物指标。从总体特征分析的角度,除屋面TP和绿地NH_3-N指标外,其他面源污染质量浓度均值均远超出国家V类水标准。对于不同下垫面的径流污染规律,SS、COD和TP指标在道路雨水径流污染中最为突出(均值分别为505.04、67.92、0.89 mg·L~(-1)),TN和NH_3-N指标在屋面雨水径流污染中最为突出(均值分别为8.85mg·L~(-1)和6.43mg·L~(-1)),绿地雨水径流污染物质量浓度相对最低,但SS指标有较大的波动范围。在不同指标之间的相关关系方面,SS在道路下垫面中与其他指标存在较高的相关性(决定性系数约为0.50),而在屋面和绿地中与其他指标相关性较差。较分流制排水系统而言,雨污合流制排水系统的径流污染更加严重,其中生活污水对SS的贡献率较低,仅为17.19%,但对其他污染物的贡献较为明显,按照贡献率由高到低,依次为TP(84.45%)、NH_3-N(79.06%)、COD(51.06%)和TN(40.81%)。研究成果系统反映了中国城市面源污染的主要特征,能够为城市面源污染控制研究提供基础数据与总体规律参考。     

典型自然降雨条件下太湖地区水稻田氮磷输出特点

为了探究典型自然降雨径流过程中氮、磷的水稻田输出特点,了解各形态污染物之间径流输出关系,在2013年对太湖何家浜流域两次典型降雨全过程中产生的径流污染物进行了系统的原位监测分析。通过绘制田块混合出水及独立单田块出水的污染物浓度变化曲线、M(V)曲线以及计算径流事件平均浓度(EMC)、降雨径流过程中PN/TN(颗粒态氮/总氮)、PP/TP(颗粒态磷/总磷)质量输出百分比,发现:在中雨条件下,强降雨使水稻田中的SS(悬浮态颗粒物)、PN、PP输出浓度激增,最大变幅分别为628.77、4.43、0.46 mg·L-1,对AN(氨氮)、NN(硝酸盐氮)、PO(磷酸盐)无明显影响;降雨前期氮素磷素污染物输出以颗粒态为主,且颗粒态土壤对磷素的富集作用强于氮素,在径流量输出前35%时,颗粒态污染物(PN、PP)占据总污染物(TN、TP)输出量的60%左右;整场降雨PN/TN、PP/TP输出EMC比重在40%~60%之间波动;在氮肥进入低水平稳定期后,降雨中氮素输出峰值稳定;独立田块出水中颗粒态污染物(SS、PN、PP)初期效应明显,而在混合田块出水中初期效应被弱化;污染物EMC指标输出特点为SSTNPNANNNTPPPPO。     

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。     

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。     

天津市路面雨水径流重金属污染特征

对天津市3条典型主要交通干线雨水径流中的Cr、Cd、Fe、Cu、Hg 5种重金属进行了取样监测,重点探讨了路面径流重金属的平均质量浓度、冲洗特征、重金属之间以及重金属与悬浮物之间的相关关系,并用聚类分析方法对降雨特征对重金属污染的影响进行了研究。结果表明,天津市路面雨水径流重金属污染严重,Fe、Cr和Cd质量浓度较高,污染贡献率大,为径流主要重金属污染物;重金属污染水平高于国内外城市研究结果,反映出天津市在道路路面环境维护和管理上与其他城市的差距。路面径流的重金属具有明显的径流初期冲洗效应,在径流的初始阶段,重金属质量浓度达到最大值,随着降雨和径流的延续,污染物质量浓度呈波浪性锯齿状下降,至降雨结束,重金属质量浓度最终趋于稳定。径流中不同种类重金属具有同源性,且与径流中的悬浮固体具有明显的相互依存关系,重金属主要以悬浮固体吸附的形式或重金属颗粒形式存在。通过聚类分析可知,重金属污染受降雨强度和前期晴天积累影响显著,其次是降雨量和降雨历时。     

城市路面降雨径流污染特征及源解析的研究进展

城市路面径流是城市地表径流的重要组成部分,因其污染强度大、对地表水体的影响严重而被予以格外的关注。通过对国内外关于路面径流水质的研究进行总结发现：我国城市道路径流中COD、TP、TN和Pb的平均质量浓度分别为239.59、0.46、6.29和0.14 mg·L-1,超过了国家地表水环境质量Ⅴ类标准,TSS的质量浓度高达552.86 mg·L-1。因此,COD、TP、TN、Pb和TSS是我国路面径流的主要污染物。高速路径流污染物Pb、Cu和Zn的浓度明显高于普通道路,而普通道路径流污染物中COD和TSS要高于高速路。与其他国家相比,我国城市道路雨水径流污染物浓度偏高。多数研究表明：污染物的质量浓度与降雨量呈负相关关系,路面坡度增加了车辆与路面的摩擦力和燃料的消耗,进而导致路面径流污染物的浓度较高,路面清扫或许对污染物的浓度有不利的影响,主要由于道路清扫将路面中部分大颗粒破碎,释放出了细小的颗粒物（粒径〈43μm）并且不能将其清除的缘故。但是,降雨强度、干期、降雨历时和车流量对径流水质的影响存在一定的争议。通过对现有的研究总结发现：车流量≥30000的路面径流中COD、TSS、Pb和Cu的浓度是车流量〈30000的路面径流中的2.5、4.3、1.4和5.1倍;路面径流中的重金属主要来源于车辆的交通损耗,有机污染物来源于车辆的交通活动和路面材质,营养污染物来源于大气干湿沉降。今后应从以下几方面开展研究：将多环芳烃、大肠杆菌等水质指标列入研究计划;深入分析影响降雨径流水质的因素及各影响因子间的交互作用;运用同位素溯源技术识别道路径流污染物来源。     

珠三角畜禽养殖场周边地表水污染特征及环境质量分析

为研究珠三角畜禽养殖场对周边地表水环境质量的影响,以珠三角广州、东莞、惠州、肇庆和佛山地区畜禽养殖场周边地表水为研究对象,测定了样品中13项污染指标:氨氮(NH_3-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Cr))、五日生化需氧量(BOD_5)、全盐量(TS)、悬浮物(SS)、粪大肠菌群(FC)、酸碱度(pH)、砷(As)、镉(Cd)、六价铬(Cr)、汞(Hg)和铅(Pb)的含量,采用《畜禽场环境质量评价准则》(GB/T 19525.2—2004)、相关性分析和主成分分析法对地表水中各污染物的污染特征、来源及环境质量进行了评价分析。结果表明,除pH和TS外,其它常规污染指标的平均浓度和最高浓度均远高于综合标准限值,重金属指标中除Cr和Hg的最大浓度超标外,平均含量均低于综合标准限值。从污染物来源分析结果初步推断,地表水中NH_3-N、TP、COD_(Cr)、BOD_5、FC、Cr主要来源于畜禽养殖废水的污染,As、Cd、Hg、Pb受环境背景值影响较大,pH和SS和水体理化性质有关,TS与底泥中盐分释放有关。环境质量分析结果表明,珠三角畜禽养殖场周边地表水达到重污染级别,综合污染指数为3.86,主要污染因子为FC、TP、CODCr和NH3-N,单项污染指数分别为628、7.08、6.19和3.16,长期暴露于畜禽场周边极易导致水体环境恶化。     

城市小集水区降雨径流污染来源解析

利用深圳市王家庄集水区的降雨径流水质监测数据,运用正定矩阵因子分解法（PMF）定量解析了单个城市小集水区降雨径流污染的主要来源。结果表明：研究区降雨径流的主要污染源为城市污水、管内沉积物和地表径流。其中城市污水以输出氨氮（NH3-N）和总氮（TN）为主,管内沉积物是化学需氧量（CODCr）、总磷（TP）和生化需氧量（BOD5）的主要来源,地表径流为固体悬浮物（SS）的主要来源。PMF模型可作为土地利用方式均一的单个城市小集水区降雨径流污染源解析的有效方法之一,主要污染源的廓线能否保持相对稳定是该模型在降雨径流污染源解析时的主要约束条件。     

合流制排水系统降雨径流污染物特征及初期冲刷效应

合流制排水系统降雨期间高污染溢流污水直接排入水体对水体质量有明显影响,其径流污染物输出特征和初期冲刷效应受排水区类型、面积、降雨特性等多种因素影响。为此,选取昆明市典型合流制排水系统明通河流域不同类型集水区进行降雨径流监测,研究合流制排水系统降雨径流污染物输出特征及初期冲刷效应。结果表明:合流制排水系统初期合流污水污染物质量浓度明显高于后期,不同污染物输出特征、形态差别较大,溶解态氮是N污染物的主要赋存形态,而P污染物主要以颗粒态形态存在。管道沉积物是合流污水重要的污染来源。年内次降雨污染物平均质量浓度以雨季初期降雨最高,中期降雨质量浓度最低,雨季后期质量浓度较中期略有上升。不同类型集水区N、P质量浓度排序为:居民区>城市综合型>综合型>城郊结合型。降雨量是影响初期冲刷效应的关键因素,雨量大的降雨初期冲刷效应明显。     

基于分形插值模型的平寨水库水质评价

平寨水库是黔中水利枢纽唯一源头水库,其水环境质量直接影响包括安顺和贵阳在内的整个黔中地区的农业灌溉和城市居民饮水安全.为了深入分析平寨水库的水环境质量状况,于2018年1月、5月、8月和11月对平寨水库7个监测断面水样进行采集,测定TP、TN、NH_3-N、COD和DO等5个监测指标,基于分形维数权重建立水质评价模型,对平寨水库水环境质量状况进行综合评价,并与模糊综合评价法和综合污染指数法进行对比分析.结果表明,平寨水库TP、NH_3-N和DO浓度均达到Ⅱ类水质标准,TN和COD浓度均超过Ⅱ类水质标准,主要为Ⅳ类和Ⅴ类,是主要污染因子;TP、NH_3-N和COD浓度在春季最高,TN浓度在秋季最高,DO浓度在冬季最低.平寨水库全年水质类别主要为Ⅲ类和Ⅳ类,在28个监测序列中,水质达到水功能区划标准的仅21.43%;平寨和跨桥断面水质最差,扈家河断面水质相对最好;春、秋季水质最差,冬、夏季次之.分形插值模型不仅能评价水质状况,而且能对同等级水质状况的优劣进行排序,具有较高的分类精度;其评价结果更客观、有效,在水质综合评价中具有良好的适用性.     

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。     

不同污染负荷对废砖垂直流人工湿地处理农村生活污水的影响

废砖垂直流人工湿地是采用农村废弃建筑垃圾和秸秆为填料的一种新型"以废治废、变废为宝"的人工湿地。农村生活污水水质波动大,污染负荷变化大,为了摸清在不同污染负荷变化情况下,废砖垂直流人工湿地系统的处理效果如何,以常规石灰石人工湿地为对照,选择不同污染负荷的农村生活污水为供试污水,研究废砖垂直流人工湿地在不同污染负荷下对污染物的处理效果。结果显示,不同污染负荷下,废砖人工湿地系统对污染物的去除存在显著差异(P0.05),在污染负荷1 [ρ(TN)=10 mg·L~(-1),ρ(TP)=1 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=10 mg·L~(-1)]和污染负荷2 [ρ(TN)=20 mg·L~(-1),ρ(TP)=3 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=200mg·L~(-1)]情况下,系统显示较好的污染物去除效果,出水TN和NH_4~+-N质量浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B类水质标准。废砖人工湿地系统对污染物的去除效果要优于石灰石人工湿地。废砖人工湿地的TP去除率在4个不同污染负荷下分别可达到86%、74%、64%、61%;在污染负荷为3[ρ(TN)=40mg·L~(-1),ρ(TP)=7mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=300 mg·L~(-1)]情况下,废砖人工湿地系统对COD_(Cr)的去除率可达到83%。污染负荷变化,会影响系统微环境指标的变化。不同污染负荷的变化对系统的净化效果具有显著影响。该研究结果可为废砖人工湿地系统实际运行和进一步优化提供重要实际参考价值。     

包头南海子湿地冰封期污染物迁移特征分析

为研究寒旱区湿地包头南海子冰封期的污染物迁移特征,于2015年11月—2016年1月冰封期每月中旬在冰冻的湖面上破冰钻孔采集冰样和冰下水样,对样品的pH、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO_3-N)、亚硝态氮(NO_2-N)、氨氮(NH_3-N)、溶解性磷(DP)、化学需氧量(COD_(Cr))、叶绿素a(Chl(a))等指标进行检测,分析各项污染物指标在冰体和水体中的浓度特征及迁移规律,并对TN、TP、Chl(a)进行Pearson相关分析.结果表明,湿地水体在结冰过程中,污染物由冰体向水体迁移,迁移率Chl(a)TNCOD_(Cr)TP;冰封期水体中各形态氮分布差异较大,而磷元素的赋存均以不溶性磷为主;通过分析湿地冰封期TN、TP、Chl(a)的相关性,得出三者在冰体中的相关性较水体显著;与非冰封期相比,冰封期水体中污染物的含量均高于非冰封期水体中的污染物含量,过长的冰封期使湿地有机污染趋势加重.     

猪场污水还田与化肥配施对农田水土环境和作物产量的影响

畜禽粪污还田利用作为一种具有良好经济性和可操作性的资源化处理方式,近年来逐步成为规模化畜禽养殖场污染减排的方向,但其在还田过程中对水、土壤环境以及作物产量的潜在影响也不容忽视。以规模化养猪场为例,以常规化肥施用农田为对照,研究猪场厌氧污水还田与化肥配施对水环境(地表径流污染物流失负荷、地下水污染物浓度)、土壤环境(养分含量)和作物产量的影响。结果表明,与常规对照农田相比,污水还田农田地表径流化学需氧量(COD)、总磷(TP)和可溶性磷(DP)年流失负荷分别显著增加32.18%、15.46%和28.13%,但氨氮(以NH_4~+-N计)年流失负荷显著减少31.81%;地下水COD、硝态氮(NO_3~--N)、TP和DP等污染物浓度分别显著提高24.69%、17.04%、11.76%和21.05%;与初始土壤相比,污水还田农田不同土层中TN含量显著降低,常规对照农田TP含量显著降低;污水还田农田作物产量与常规对照农田无显著差异。     

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。     

道路雨水径流重金属含量测定

本文对北京市城区2次降雨过程中3个固定采样点的路面径流中重金属的含量进行了测定,结果显示,雨水径流中Zn,Pb,Cd,Cu和Cr(Ⅵ)等重金属的污染符合"浓度初期冲刷"规律,并依据《地表水环境质量标准》对雨水径流水质进行了评价.     

基于场降雨的北京某高架桥雨水径流中多环芳烃污染特征

以北京市某高架桥的典型场次雨水径流作为研究对象,通过对多场雨水径流中多环芳烃(PAHs)的监测,研究了高架桥雨水径流中PAHs的污染特性以及冲刷规律.结果表明,随着降雨历时的增加,雨水径流中PAHs浓度呈现先增加后减小的变化趋势,实验均值中w(Flu)/w(Pyr)为0.94,因此,高架桥雨水径流中溶解态PAHs主要来源于石油燃料的不完全燃烧.雨水径流中溶解态PAHs以三环、四环组分为主,五和六环次之,二环组分最少.高架桥雨水径流中PAHs存在浓度和质量初期冲刷现象,∑_(16)PAHs和四环组分在不同降雨事件中均存在浓度初期冲刷现象,∑_(16)PAHs及各环组分在降雨强度大、降雨历时长的场降雨存在明显的质量初期冲刷现象,而降雨强度小的场降雨质量初期冲刷不明显.     

公路路面径流重金属污染特征

对广州地区市内,城乡结合部和郊区的3条不同的公路路面雨水径流的降雨、径流流量同步监测以及径流瞬时样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni和Cr 6种重金属的测试表明,在路面重金属被雨水径流的冲洗过程中,基于浓度的初期冲洗现象明显,即在径流发生的初始阶段浓度最高,随着降雨和径流过程的进行,重金属浓度持续降低,在径流流量峰值部分,重金属的浓度达到最低值,随后随着流量的减小略有上升;路面雨水径流中的重金属彼此相关性强且都与径流中悬浮固体存在明显相关,绝大部分的重金属都以悬浮固体吸附或直接的颗粒态形式存在;公路路面雨水径流的重金属污染程度与公路周围的环境关系密切,市内道路的重金属次径流平均浓度最高,城乡结合部和郊区公路路面径流的次径流平均浓度相差不大,Pb是路面径流中主要的重金属污染元素。