论文部分内容阅读
随着城市化进程的快速发展和点源污染控制的不断完善，城市地表径流污染占受纳水体污染负荷的比例将日益提高，对城市水环境构成严重威胁。因此，如何改善和保护城市水环境逐渐成为人们关注的热点问题。本研究的实验地点位于重庆市渝北区，于2010～2011年间对山地城市道路和屋面的降雨径流、城市河流以及大气干湿沉降进行了采样监测，研究了山地城市道路径流的污染特征、不同屋面材质对降雨径流水质的影响、绿色屋面的径流水质特点和滞留径流效果以及城市河流水质的时空变化和污染源解析，研究结果表明:
1.山地城市道路径流的主要污染物是TSS、COD、TN和TP，TSS的浓度高出《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级B标准23倍，COD、TN和TP的浓度分别超过国家地表水体V类标准4.1倍、2.2倍和2.4倍;山地城市道路径流中TSS、TP、TN和COD的浓度显著高于平原地区的道路，溶解态的重金属Pb、Cu和Zn(DPb、DCu和DZn)的浓度要明显低于平原城市道路和高速路;大部分水质参数污染物浓度的峰值提前或同步于最大降雨强度出现的峰值，并且出现在产流后的5-10Min;除DPb(FF30:初期30％的径流携带的污染物负荷，FF30的值是38.3％。)存在中等强度的初始冲刷以外，COD、TN、TP、TSS、NH4+-N、NO3--N、DCu和DZn（FF30的值是57.7％、58.6％、50.7％、52.8％、53.4％、62.1％、65.2％和57.7％）都存在较高强度初始冲刷;山地城市道路有3种潜在的污染物来源:1）大气的干湿沉降;2）道路的沉积物和路面材料的污染;3）车辆的交通损耗。
2.与水泥路面径流相比，沥青路面径流中COD、TSS、TN和TP的初始浓度较高，TSS、COD和TP的浓度(EMC)的平均值均大于水泥路面，TSS和TP浓度峰值的出现时间滞后于水泥路面;在3场降雨事件中，沥青路面径流污染物的FF30平均值分别为水泥路面的1.26倍、1.07倍和1.32倍。
3.通过对4种不同材质（水泥、沥青、陶瓷瓦和绿色）屋面径流水质进行比较发现:水泥屋面径流中pH和TSS的浓度要显著的高于其它屋面;绿色屋面径流中EC、TN、TOC、COD、Cl-、SO42-、K+、Na+、Mg2+、Si4+和DCu的浓度要显著的高于其它屋面，但是，TP和pH相对较低，陶瓷瓦屋面径流中各水质参数的浓度都较低，较适合雨水回收使用;夏季和秋季屋面径流水质要好于冬季和春季，较适合雨水回收利用。
4.从径流水质的角度分析:绿色屋面是pH和TSS的汇，是EC、TN、NH4+-N、NO3--N、TOC、COD、BOD5、F-、Cl-、SO42-、K+、Ca2+、Si4+、DPb、DAl、DMn和DFe的污染源;从污染负荷的角度分析:绿色屋面是NH4+-N、TSS、BOD5和F-的汇，是NO3--N、K+和Si4+的源;绿色屋面径流滞留量的范围是2.50-35.60mm，平均的滞留量是11.61mm，滞留率的范围是35.5％-100％，平均的滞留率是77.2％，6月和10月的滞留量小于7-9月的滞留量，年滞流量和滞流率分别达到758.7mm和68.0％;大气温度、雨前干期和基质层的厚度都是决定绿色屋面径流滞留能力的重要因素;此外，绿色屋面径流滞留量与降雨量、平均雨强和最大雨强存在显著的负相关关系(P＜0.01)。
5.城市河流的主要污染物是NH4+-N、TP、BOD5和COD;河流水质的空间变化表现为:EC、Ca2+、Mg2+、BOD5、COD、TP和NH4+-N表现为中游和下游的浓度要高于上游，但是， pH和DO表现为上游的浓度要高于中下游，时间变化表现为:TP、BOD5、NH4+-N、EC、Mg2+和Ca2+的浓度在雨季大于干季，但是， COD的浓度表现为雨季大于干季;城市河流有3类潜在的污染源:1）生活污水和林地、农业的径流，2）物化污染源，3）城市径流污染。
6.盘溪河流域降雨径流中TSS的年污染负荷是6205.50t/yr，COD的年污染负荷是1874.31t/yr，TN的年污染负荷是89.62t/yr，TP的年污染负荷是8.08t/yr;盘溪河点源污染中TSS的年污染负荷是758.82t/yr，COD的年污染负荷是850.72t/yr，TN的年污染负荷是161.21t/yr，TP的年污染负荷是11.04t/yr;盘溪河TN和TP的主要来自点源污染，分别占了总污染负荷的64.27％和57.75％。而TSS和COD主要来自于面源污染，分别占了总污染负荷的89.10％和68.78％。