雨、污合流制城区降雨径流污染的迁移转化过程与来源研究

2003～2006年通过对武汉市汉阳城区不同尺度降雨径流、市政污水的监测,结合环境地球化学方法,研究雨、污合流制城区降雨径流污染的形成、迁移转化过程及污染来源.结果表明,雨、污合流制城区地表径流汇入排水系统,经排水系统传输,污染程度显著增加.屋面径流中TSS和COD浓度（EMC）的平均值分别为18.7 mg/L和37.0 mg/L,路面径流中TSS、COD浓度（EMC）的平均值分别为225.3 mg/L和176.5 mg/L,而在集水区出口处径流中TSS、COD浓度（EMC）的平均值分别为449.7 mg/L和359.9 mg/L;污染物的组成也发生了明显的改变,颗粒态COD增加了18%,有机污染增强.研究还发现,城市地表、雨水口、生活污水管和合流管道沉积物中P、Fe含量具有明显分异特征,可以利用沉积物中P/Fe识别集水区尺度降雨径流污染成因与来源.据此对集水区出口2次径流污染来源计算,56%±26%的悬浮物来自城市地表与雨水口,44%±26%的悬浮物源于生活污水的沉积物.生活污水中污染物对降雨径流污染的贡献是通过在合流管道中形成沉积发生的.雨、污合流管道在降雨径流污染形成过程中发挥了转化器和加重径流污染的作用.减少合流管道中沉积物的形成是削减径流污染负荷的途径之一.     

海河流域主要河口区域沉积物中重金属空间分异及生态风险评价

针对海河流域河流污染严重,河口区域污染状况以及陆源河流污染对河口区域影响不明确的问题,选取海河流域10个主要入海河口为研究对象,对其表层沉积物中Pb、Cu、Zn、Cd、Cr、Ni进行总量及空间分异性研究,采用潜在生态危害指数法进行重金属生态风险评价.结果表明,沉积物中6种重金属元素均有较明显的积累,含量高于海河流域主要土壤类型环境背景值,其中Cu、Ni、Pb达到环境背景值的2.3~2.6倍.重金属污染具有一定的空间分异性,Cu、Zn、Cr、Ni在永定新河、子牙新河、北排河3处的含量较高,4种元素相关系数为R Cu-Zn=0.891、R Cu-Cr=0.927、R Cu-Ni=0.964、R Zn-Cr=0.842、R Zn-Ni=0.939、R Cr-Ni=0.879(P<0.01),具有一定的同源性,并与流域内总人口显著相关,相关系数R分别为0.855、0.806、0.867和0.855(P<0.01).Pb、Cd的空间差异较小,含量范围分别为23.3~95.8 mg·kg-1、0.051~0.200 mg·kg-1,与其它元素及流域内总人口相关性不强,反映出河口区域的Cd和Pb与陆源污染关系不大.潜在生态危害指数评价显示,海河流域河口区域整体为轻微生态风险等级(RI为33.7~116),Cd为主要污染元素,在多数河口Cd均达到中等风险等级(Ei r为18.0~48.9).     

基于源区监测的城市地表径流污染空间分异性研究

通过对汉阳城区14个地表源区4次降雨径流过程水样的采集与分析,研究城市地表径流污染空间分异性及其影响因素,以期为地表径流污染的源区控制提供科学依据.结果表明,城市地表径流颗粒态COD、TN和TP分别占58%±17%、65%±13%和92%±6%,溶解态TN中NH 4+-N、NO 3--N和DON相当.不透水地表功能、交通流量、土地利用、人口密度以及卫生管理水平是影响城市地表径流水质空间分异的主要因素.土地利用对径流污染程度的影响是旧城居民区一般城区居民区/饮食区交通商业区新建区城市绿地,人口密度高和管理差的旧城区径流污染最重;道路地表径流污染程度与交通流量呈正相关,交通流量越高地表径流污染越重,1级交通干道2级干道支路.加强地表卫生的管理,并对地表径流污染产生的关键源区进行控制是减轻城市地表径流对水环境负面影响的有效途径.     

南水北调中线总干渠水体耗氧特征及成因

为揭示南水北调总干渠水体耗氧物质的种类及其潜在来源,对总干渠沿线进行了水样采集,并分析了总干渠水体的耗氧因子的分布及其耗氧成因.结果表明,从渠首到北盘石监测断面,高锰酸盐指数低于国家地表水Ⅰ类水质标准值（2 mg·L^-1）,北盘石以北（除惠南庄断面）几乎全部高于2 mg·L^-1.溶解性有机质（DOM）、NH₃-N和NO₂^--N浓度在总干渠沿程呈波动特征;Fe²⁺和Mn²⁺浓度在北盘石以南断面较为稳定,之后分别呈降低和升高趋势.基于上述物质耗氧的化学计量关系,DOM耗氧量均值为1.86 mg·L^-1,对高锰酸盐指数的平均贡献率超过了70%;无机物质中NH₃-N耗氧量最高,平均为0.134 mg·L^-1,而NO₂^--N、Fe²⁺及Mn²⁺的耗氧量均低于0.1 mg·L^-1.对主要耗氧因子DOM的三维荧光分析结果表明,荧光指数（FI）、自生源指数（BIX）、腐殖化指数（HIX）变化范围分别为1.68~3.62、0.68~1.22、1.47~3.04,表现出较强的自生源特征,DOM内源输入占比达到了71.63%~80.94%,并且在藻类爆发期,藻密度突变点与高锰酸盐指数的突变点高度吻合.上述结果表明主要来源于自身藻类和微生物的DOM是导致总干渠沿程高锰酸盐指数升高的主要原因,干渠自身生物化学过程对水质的影响值得长期关注.