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温州市交通道路地表径流污染特征分析

发布时间:2018-12-06 15:55所属分类:理工论文浏览:1

摘要:通过对2016年温州5次不同降雨历时地表径流水样分析与采集,评估在降雨地表径流中CODCr,SS,NH3-N,Cl-,NO3-,SO42-随降雨历时的变化特征。结果表明,地表径流的水质受降雨强度的影响,地表径流水中的污染物浓度随雨量的增加而下降,COD,Cl-,NO3-,

  摘要:通过对2016年温州5次不同降雨历时地表径流水样分析与采集,评估在降雨地表径流中CODCr,SS,NH3-N,Cl-,NO3-,SO42-随降雨历时的变化特征。结果表明,地表径流的水质受降雨强度的影响,地表径流水中的污染物浓度随雨量的增加而下降,COD,Cl-,NO3-,SO42-浓度随着降雨历时的增加而减小后趋于稳定,SS和NH3-N浓度先保持平稳,增加达到峰值后减小,地表径流中污染物严重影响地表水环境质量。

  关键词:地表径流,污染特征,交通道路,温州

  1引言

  城市地表径流中含有大量的悬浮颗粒、有机污染物、重金属等。近年来,随着车辆的增多以及城市中湿地、绿地、水体的减少,雨水对道路的冲刷产生的径流中污染物的含量也大大提高,城市雨水径流将油、油脂、金属、农药等非点源污染物冲刷到小溪和河流当中[1]。即使城市径流通过下水道管网系统输送到污水处理厂,合流污水溢流在一些高度城市化的地区继续造成严重的水污染问题[2-3]。我国工业污水和城市污水等点源污染的治理已取得明显成效,但雨水径流带来的面源污染对地面水环境的影响越来越大[4]。

  研究表明[5],地表径流污染主要取决于降雨的强度、历时、土地利用方式、地面累积物的数量及特征等。本研究选取温州市典型交通道路进行地表径流水质监测,为温州市地表径流污染控制和治理提供依据。

  2材料与方法

  取样点位于温州大学朝阳新街交通道路,分别于2016年4月17日、5月16日、6月16日、6月18日、7月16日采用550mL聚氯乙烯瓶取地表径流水,取样时间在每次降雨初期冲刷阶段,每隔5min采一次样。分析的项目主要包括COD,SS,NH3-N,Cl-,NO3-,SO42-,所需试验仪器见表1。

表1

  3结果与分析

  3.1COD的变化

  地表径流中COD的变化和水中的固态污染物以及溶解性有机质有关。温州市5场降雨地表径流COD浓度随降雨历时的变化见图1。由图1可见,5次降雨初期COD浓度很大,但是伴随降雨对地面的冲刷,固态污染物和溶解性有机质减少,COD的浓度下降后趋于平稳。在降雨过程中,对COD浓度影响较大的仍然是水中的固态污染物,溶解性有机质影响较小[6]。

图2

  3.2SS的变化

  温州市5场降雨地表径流SS浓度随降雨历时的变化见图2。由图2可见,随着降雨历时的增加,5次降雨地表径流中SS的浓度先平稳,然后增加后减小。原因可能是降雨开始时雨量小,污染物附着在地面上,使开始时SS浓度平稳;随着降雨历时的增加,雨水将路面上累积的固态污染物冲刷下来,使SS浓度升高,当路面上固态污染物被冲刷完后,SS浓度减小并趋于平稳。

图3

  5次降雨中SS最大浓度也各不相同,最大的为6800mg/L,最小的为2020mg/L,出现差异的原因与降雨时间间隔有关,城市径流污染具有晴天累积、雨天排放的特征,随着晴天累计天数的增加,累积于城市地表的污染物数量可能会增加,因而晴天累计天数的增加意味着城市地表可被降雨径流冲刷的污染物数量增加[7]。

图4

  3.3NH3-N的变化

  温州市5场降雨地表径流NH3-N浓度随降雨历时的变化见图3。由图3可以看出,NH3-N的浓度变化趋势与SS相似,NH3-N的浓度先平稳,然后增加后减小。在降雨过程中,NH3-N的浓度变化波动更为明显,这是由于NH3-N的浓度不仅与地表径流中的固体污染物有关,更与水中的溶解性有机质有关。

图5

  3.4Cl-,NO3-,SO42-的变化温州市5场降雨地表径流Cl-浓度随降雨历时的变化见图4。温州市5场降雨地表径流NO3-浓度随降雨历时的变化见图5。温州市5场降雨地表径流SO42-浓度随降雨历时的变化见图6。

图6

  由图4、图5、图6可以看出,Cl-,NO3-,SO42-降雨初期浓度较大,随着降雨历时的增加,浓度不断减小。这是由于降雨初期雨水冲刷带走地面沉积的污染物使其浓度升高,随着降雨历时的延长,初始地面累积的Cl-,NO3-,SO42-被不断冲刷,浓度减小。降雨过程中地表径流污染物浓度不断发生变化,这是因为初始地面累积物总量相同和平均降雨强度相同的情况下,降雨强度的变化是影响地表径流不同时间段中污染物浓度的重要因素[8]。

图7

  4结论

  (1)地表径流污染物中COD,Cl-,NO3-,SO42-在随着降雨历时的变化过程中呈现出初始水样浓度值最高,然后降低趋于平稳。说明在进行地表径流污染物控制时,要针对降雨初期的雨水进行治理防控。

  (2)SS与NH3-N在降雨过程中呈现明显的相关性,其浓度受地表径流污水中固体污染物的影响较大。

  (3)降雨前的干期长短对地表径流中污染物的浓度影响明显,尤其是对COD,NO3-,SO42-等污染物。

  参考文献

  [1]ABlair,SLovelace,DSanger,etal.ExploringimpactsofdevelopmentandclimatechangeonstormwaterrunoffHydrol[J].Process,2014,28(5):2844-2854.

  [2]BBhaduri,MMinner,STatalovich,etal.Long-termhydrologicimpactofurbanization:ataleoftwomodels[J].WaterResour.Plan.Manag.,2001,127(1):13-19.

  [3]JPasserat,NKOuattara,J-M.Mouchel,etal.Impactofanintensecombinedseweroverfloweventonthemicrobio-logicalwaterqualityoftheSeineRiver[J].WaterRes.,2011,45(2):893-903.

  [4]宫莹,阮晓红,胡晓东.我国城市地表水环境非点源污染的研究进展[J].中国给水排水,2003(3):21-23.

  [5]李俊然,陈利顶.土地利用结构对非点源污染的影响[J].中国环境科学,2000,20(6):505-510.

  [6]QunshanWei,GefuZhu,Distributionsoftypicalcontaminantspeciesinurbanshort-termstormrunoffandtheirfatesduringrainevents:AcaseofXiamenCity[J].JournalofEnvironmentalSciences,2010,22(4):533-539.

  [7]李立青,尹澄清,孔玲莉,等.2次降雨间隔时间对城市地表径流污染负荷的影响[J].环境科学,2007(10):2287-2293.

  [8]潘华.城市地表径流污染特性及排污规律的研究[D].西安:长安大学,2005.

  期刊推荐:《城市轨道交通》(月刊)创刊于2013年,由中国城市轨道交通协会、《中国汽车报》社有限公司主办。为采用轨道结构进行承重和导向的车辆运输系统,依据城市交通总体规划的要求,设置全封闭或部分封闭的专用轨道线路,以列车或单车形式,运送相当规模客流量的公共交通方式。

  

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