東江流域不同地類(lèi)非點(diǎn)源污染排放特征

黃志偉，曾凡棠，石　雷，林　澍*，房懷陽(yáng)，劉躍丹（1.暨南大學(xué)環(huán)境學(xué)院,廣州51063；.環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所廣東省水與大氣污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州510535）

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東江流域不同地類(lèi)非點(diǎn)源污染排放特征

黃志偉1，2，曾凡棠2，石雷1*，林澍2*，房懷陽(yáng)2，劉躍丹2
（1.暨南大學(xué)環(huán)境學(xué)院,廣州510632；2.環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所廣東省水與大氣污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州510535）

摘要：以東江流域?yàn)檠芯繉?duì)象，選取不同土地利用類(lèi)型小區(qū)進(jìn)行野外徑流場(chǎng)試驗(yàn)，研究自然降雨過(guò)程中不同地類(lèi)常規(guī)污染物與典型重金屬的非點(diǎn)源污染排放特征。結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)用地水質(zhì)較差，是流域內(nèi)的主要非點(diǎn)源，但公路重金屬污染物也不容忽視。庭院、公路和菜地地表徑流污染物濃度與徑流量相關(guān)性顯著，而水田與林地則相關(guān)性差，主要是由同一小區(qū)二次降雨間隔差別大與地面特性引起的。庭院SS與COD發(fā)生顯著初期沖刷現(xiàn)象，TN、TP與重金屬（Cu、Pb、Zn及As）初期沖刷不顯著，公路、菜地、水田、林地，則大部分指標(biāo)都發(fā)生了明顯的初期沖刷現(xiàn)象，同時(shí)部分場(chǎng)次降雨中也會(huì)出現(xiàn)二次沖刷的現(xiàn)象。不同污染物的初期沖刷現(xiàn)象顯著程度規(guī)律為SS＞COD＞Pb＞TN＞Zn＞TP＞Cu＞As，常規(guī)污染物的初期效應(yīng)比重金屬顯著，重金屬的初期效應(yīng)更易受到用地類(lèi)型的影響；對(duì)比不同用地類(lèi)型，則農(nóng)用地更易發(fā)生初期沖刷現(xiàn)象，但公路徑流中重金屬污染物也存在顯著初期沖刷現(xiàn)象。降雨量、降雨強(qiáng)度及二次降雨間隔是影響初期沖刷現(xiàn)象的顯著因素。

關(guān)鍵詞：非點(diǎn)源污染；流域；土地利用類(lèi)型；初期沖刷現(xiàn)象

黃志偉，曾凡棠，石雷,等.東江流域不同地類(lèi)非點(diǎn)源污染排放特征［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2016, 35（5）：940-946.

HUANG Zhi-wei, ZENG Fan-tang, SHI Lei, et al. Characteristics of non-point source pollutant discharges from different types of land use in Dongjiang River Basin［J］. Journal of Agro-Environment Science, 2016, 35（5）:940-946.

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口數(shù)量的激增，流域污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，而由降雨（或融雪）沖刷作用引起的非點(diǎn)源污染則是流域的主要污染源［1］。相關(guān)研究表明，即使點(diǎn)源污染被全面控制以后，地表水體河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)率也不超過(guò)65%，甚至部分指標(biāo)非點(diǎn)源污染負(fù)荷超過(guò)點(diǎn)源污染［2-3］?！八畻l”明確提出關(guān)于流域污染治理目標(biāo)，使得流域非點(diǎn)源污染成為治理水污染的主要任務(wù)和重點(diǎn)。

目前關(guān)于非點(diǎn)源污染的主要研究?jī)?nèi)容包括非點(diǎn)源污染機(jī)理研究、非點(diǎn)源污染時(shí)空變化規(guī)律性研究及環(huán)境因子（包括地形、降雨條件、土地利用類(lèi)型和土壤類(lèi)型等）對(duì)產(chǎn)匯污影響的研究等［4-7］，研究形式以野外試驗(yàn)［8-9］及數(shù)值模擬［10-11］為主。本文以東江流域?yàn)檠芯繉?duì)象，分別于城鎮(zhèn)區(qū)、農(nóng)業(yè)區(qū)進(jìn)行野外非點(diǎn)源徑流場(chǎng)試驗(yàn)，研究自然降雨過(guò)程中東江流域不同地類(lèi)常規(guī)污染物與重金屬的非點(diǎn)源污染排放特征，以期為非點(diǎn)源污染控制提供依據(jù)。

表1　徑流場(chǎng)基本概況Table 1 Characteristics of field runoff plots

表2　降雨事件記錄Table 2 General records of rainfall events

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

東江流域是珠江水系干流之一，發(fā)源江西尋烏，自東北向西南流經(jīng)廣東河源、惠州、東莞等市，于虎門(mén)入海，干流全長(zhǎng)562 km，全流域集水面積35 340 km2，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，干濕季節(jié)分明，年平均降雨量為1750 mm，平均氣溫21.7℃。東江擔(dān)負(fù)著為廣東省和香港特別行政區(qū)4000多萬(wàn)人供水的重任，因此對(duì)東江水質(zhì)的保護(hù)具有重要意義。東江流域內(nèi)城鎮(zhèn)用地約占10%，耕地約占9%，園地約占6%，林地約占72%，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，流域內(nèi)土地利用變化顯著，帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境負(fù)荷［12］。

1.2徑流試驗(yàn)小區(qū)的設(shè)置

根據(jù)東江流域的土地利用的類(lèi)型、面積和分布情況［12］，試驗(yàn)于東江流域下游東莞市區(qū)選取城市用地代表地塊，設(shè)置庭院與公路徑流場(chǎng)小區(qū)；農(nóng)業(yè)用地代表地塊則位于流域上游的惠州、河源，設(shè)置菜地、水田與林地徑流場(chǎng)小區(qū)。基本概況見(jiàn)表1。在徑流場(chǎng)集水區(qū)安裝雨量計(jì)、小區(qū)出口處加裝三角流量堰，分別進(jìn)行流量、雨量觀測(cè)，同時(shí)加裝自動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)（ISCO6172）。

1.3樣品采集及分析方法

于2015年雨季共采集到7場(chǎng)有效降雨（表2），徑流場(chǎng)監(jiān)測(cè)在降雨開(kāi)始產(chǎn)流時(shí)采集，降雨前期30 min內(nèi)采樣頻率為5 min/次，30～60 min期間為10 min/次，60 min后為30 min/次，直至降雨結(jié)束。分析項(xiàng)目包括常規(guī)污染物指標(biāo)SS、TN、TP、CODCr及重金屬銅（Cu）、鉛（Pb）、鋅（Zn）和砷（As），所有水質(zhì)項(xiàng)目按照國(guó)家水質(zhì)分析標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)處理方法

1.4.1事件平均濃度（EMC）的計(jì)算

受降雨條件及下墊面特點(diǎn)的影響，同一區(qū)域在不同降雨事件中或不同區(qū)域在同一場(chǎng)次降雨事件中的污染物質(zhì)濃度差異很大［7］。本研究采用美國(guó)環(huán)保署建議使用的流量加權(quán)平均濃度（Event mean concentrations，EMC）進(jìn)行徑流水質(zhì)分析，其計(jì)算方法如下：

式中：EMC為徑流污染平均濃度，mg·L-1；M為徑流總污染量，g；V為徑流總量，m3；t為降雨時(shí)間，s；Ct為t時(shí)刻污染物濃度，mg·L-1；Qt為t時(shí)刻徑流流量，m3·s-1；Δt為采樣時(shí)間間隔，s。

1.4.2初期沖刷的判定

初期沖刷現(xiàn)象（FFE，F(xiàn)irst flush effect）于20世紀(jì)80年代在雨水徑流污染控制中首次提出，是非點(diǎn)源污染控制研究中的重要問(wèn)題。在如何準(zhǔn)確描述初期沖刷現(xiàn)象方面，目前應(yīng)用比較多的是Geiger提出的質(zhì)量初期沖刷理論，即以污染物的累積污染負(fù)荷與累積徑流量的無(wú)量綱累積曲線M（V）的發(fā)散來(lái)直觀判斷是否發(fā)生了初期沖刷現(xiàn)象。為進(jìn)一步量化描述初期沖刷現(xiàn)象，可采用初期沖刷比值MFFn來(lái)描述初期沖刷程度，其計(jì)算公式如下：

式中：n為徑流百分比，0～100%；M為總污染量，g；V為徑流總量，m3；t為時(shí)間，s；Ct為t時(shí)刻污染物的濃度，mg·L-1；Qt為t時(shí)刻徑流流量，m3·s-1。

2　結(jié)果與討論

2.1不同地類(lèi)污染物流失一般規(guī)律及影響因素分析

流量加權(quán)平均濃度EMC可較為科學(xué)直觀地判定降雨徑流水質(zhì)。本試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)了5個(gè)小區(qū)雨水徑流的常規(guī)污染物與重金屬的EMC值，并與《地表水環(huán)境質(zhì)量GB3838—2002》中的Ⅴ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析（表3）。結(jié)果表明，不同土地利用類(lèi)型污染物排放規(guī)律差別較大，從各降雨事件EMC的平均值分析，SS、COD濃度從高到低順序?yàn)椴说兀玖值兀舅铮竟罚就ピ?；TN為菜地＞水田＞公路＞庭院＞林地；TP為水田≈菜地＞林地＞公路＞庭院。農(nóng)用地雨水徑流SS、COD、TN、TP污染物平均濃度明顯高于城市用地，表明農(nóng)業(yè)用地水質(zhì)較差，是流域內(nèi)的主要非點(diǎn)源。

對(duì)于農(nóng)業(yè)用地類(lèi)型，降雨強(qiáng)度及施肥是徑流水質(zhì)的關(guān)鍵影響因素。菜地、水田、林地徑流COD分別是Ⅴ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)的2.3、1.6、1.9倍，COD易吸附在泥沙上而以顆粒態(tài)的形態(tài)流失，與SS相關(guān)性很高，因此兩者具有相似的非點(diǎn)源排放負(fù)荷規(guī)律［13-15］。農(nóng)業(yè)用地下墊面硬化度低，土壤直接受到降雨徑流的沖刷、侵蝕從而產(chǎn)生污染物，因此降雨強(qiáng)度是COD、SS的主要影響因素。各用地類(lèi)型TN是Ⅴ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)1.11～7.25倍，菜地、水田的TP是Ⅴ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)2.5倍。農(nóng)業(yè)用地N、P污染物則可能受到施肥的影響，明顯高于城市用地，據(jù)調(diào)查可知徑流小區(qū)所種植的農(nóng)作物生長(zhǎng)期間需施用大量復(fù)合肥，其中磷肥約為150 kg P2O5·hm-2，同時(shí)，一般情況下赤紅壤與潮沙泥田對(duì)磷肥的保蓄能力也較其他肥料強(qiáng)［16-17］。

表3　不同下墊面雨水徑流EMC值/mg·L-1Table 3 EMC of runoff under different land-use types

對(duì)于城市用地類(lèi)型，二次降雨間隔是雨水徑流污染物量的主要影響因素。降雨事件2的二次降雨間隔達(dá)23 d，故其EMC平均值明顯比較高，降雨事件3的降雨強(qiáng)度雖比降雨事件1大，但二次降雨間隔短（僅1 d），故污染物濃度差異不大。對(duì)比不同的城市用地，公路徑流各項(xiàng)污染物平均濃度均高于庭院，主要是公路受人類(lèi)商業(yè)活動(dòng)與公路交通等的影響大。

不同土地利用類(lèi)型的典型毒害物EMC均低于Ⅴ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)。其中，公路徑流重金屬類(lèi)污染物明顯較其他用地類(lèi)型高，主要是受車(chē)胎磨損、汽車(chē)尾氣、道路老化等因素的影響，公路的典型毒害物流失也不容忽視。這與Lee J H［18］、馮偉［19］等的研究結(jié)果相符。

2.2污染物與徑流量相關(guān)性分析

雨水徑流是非點(diǎn)源污染物輸移的驅(qū)動(dòng)因子及載體，城市地表徑流量與非點(diǎn)源污染物存在明顯的線性相關(guān)性［20-21］。利用SPSS對(duì)城市用地與農(nóng)業(yè)用地雨水徑流的不同污染物平均值進(jìn)行Pearson相關(guān)分析，見(jiàn)表4。結(jié)果表明，庭院、公路用地類(lèi)型相關(guān)性好，除庭院TP相關(guān)系數(shù)稍低外（＞0.65），污染物平均值與徑流量顯著正相關(guān)。農(nóng)業(yè)用地類(lèi)型中，菜地相關(guān)性顯著（均大于0.8），但水田、林地小區(qū)徑流污染物平均值與徑流量未有顯著相關(guān)性，與類(lèi)似文獻(xiàn)報(bào)道［7］結(jié)論有出入。對(duì)其原因分析發(fā)現(xiàn)，水田徑流場(chǎng)兩次監(jiān)測(cè)雖然降雨強(qiáng)度相同，但農(nóng)作物處于不同生長(zhǎng)周期，分別處于蓄水灌溉期與曬田干水期，下墊面特征明顯不同，降雨所形成的地表徑流量與污染物量也差別較大。這也是導(dǎo)致同其他文獻(xiàn)結(jié)果存在差異的主要原因。林地由于兩次監(jiān)測(cè)二次降雨間隔差別大，土壤水分飽和度差異明顯，分析結(jié)果差異性也較大，但若對(duì)于單一場(chǎng)次降雨事件進(jìn)行擬合，排除二次降雨間隔及下墊面部分特殊情形的干擾，其相關(guān)性顯著。這表明二次降雨間隔與下墊面特性是非點(diǎn)源污染物濃度的主要影響因素。

表4　污染負(fù)荷與徑流量相關(guān)系數(shù)Table 4 Pearson correlation coefficients between pollution loads and runoff flow under different land use types

2.3初始沖刷特征分析

對(duì)比不同用地類(lèi)型每場(chǎng)降雨的M（V）曲線圖（圖1）可知，庭院SS與COD發(fā)生顯著初期沖刷現(xiàn)象，TN、TP與重金屬則初期沖刷不顯著，重金屬在降雨后期發(fā)生二次初期沖刷現(xiàn)象［22-23］。在其他研究中也存在類(lèi)似的情況?？傮w來(lái)講，對(duì)公路、菜地、水田、林地等下墊面，大部分指標(biāo)都發(fā)生了明顯的初期沖刷現(xiàn)象，部分指標(biāo)在同一小區(qū)中出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，或出現(xiàn)二次初期沖刷現(xiàn)象。這主要是由于受到降雨雨型的影響。

根據(jù)M（V）可以直觀地定性描述初期沖刷現(xiàn)象，而初期沖刷比值MFFn則可定量地表征初期沖刷的強(qiáng)弱程度，本研究對(duì)每次降雨事件的MFF30按不同用地類(lèi)型與污染物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以研究不同污染物和不同土地利用類(lèi)型的初始沖刷現(xiàn)象的差別。

通過(guò)比較MFF30平均值可確定各污染物指標(biāo)初期現(xiàn)象的顯著性，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示各指標(biāo)初期沖刷現(xiàn)象顯著程度順序?yàn)椋篠S＞COD＞Pb＞TN＞Zn＞TP＞Cu＞As（圖2）?？偟膩?lái)說(shuō)，常規(guī)污染物要較重金屬初期效應(yīng)顯著，大部分重金屬的MFF30變化范圍較常規(guī)污染物廣，表明重金屬污染物的初期沖刷現(xiàn)象主要受不同用地類(lèi)型的影響。

圖2　不同污染物MFF30值比較Figure 2 MFF30of different pollutants

分析不同土地利用類(lèi)型的MFF30平均值（表5）可知，城市用地N、P污染物初期沖刷不顯著。庭院由于清掃頻率高，污染物本底值低，重金屬初期沖刷不顯著；公路則由于人類(lèi)商業(yè)活動(dòng)及道路交通的影響，背景值較高，具有明顯的初期沖刷效應(yīng)；農(nóng)用地具有較為顯著的初期沖刷現(xiàn)象，但其中菜地常規(guī)污染物MFF30值不高。主要原因是降雨事件1的降雨強(qiáng)度為中雨，且雨量峰值出現(xiàn)在后期，所以降雨初期對(duì)地表的沖刷、侵蝕作用不明顯。

為進(jìn)一步研究初期沖刷現(xiàn)象的影響因素，本研究選取下墊面特性較為穩(wěn)定的庭院、公路、菜地及林地為研究對(duì)象，分析MFF30值與降雨特征進(jìn)行Pearson相關(guān)分析（表6）。上述結(jié)果表明，各項(xiàng)污染物與降雨量、降雨強(qiáng)度及二次降雨間隔存在顯著的相關(guān)關(guān)系，但與降雨歷時(shí)的相關(guān)性卻不顯著。

圖1　不同用地類(lèi)型徑流場(chǎng)降雨徑流初期沖刷M（V）曲線Figure 1 M（V）curves of first flush effect in different runoff plots

3　結(jié)論

（1）不同用地類(lèi)型污染物排放規(guī)律差別較大，總體來(lái)說(shuō)，農(nóng)業(yè)用地水質(zhì)較差，是流域主要非點(diǎn)源，但公路產(chǎn)生的重金屬污染也不容忽視。庭院、公路、菜地小區(qū)污染物濃度與徑流量相關(guān)性顯著，水田、林地小區(qū)則相關(guān)性較差，主要是由二次降雨間隔與地表特性變化引起的。

（2）庭院SS與COD發(fā)生顯著初期沖刷現(xiàn)象，而TN與TP與重金屬則初期沖刷不顯著，對(duì)于公路、菜地、水田、林地等，則大部分指標(biāo)都發(fā)生了明顯的初期沖刷現(xiàn)象，同時(shí)部分場(chǎng)次降雨中也會(huì)出現(xiàn)二次沖刷的現(xiàn)象。

（3）各污染物MFF30的大小順序：SS＞COD＞Pb＞TN＞Zn＞TP＞Cu＞As，常規(guī)污染物比重金屬的初期效應(yīng)更顯著。對(duì)比不同用地類(lèi)型發(fā)現(xiàn)，農(nóng)用地發(fā)生初期沖刷現(xiàn)象更明顯，但公路徑流中重金屬污染物也存在顯著初期沖刷現(xiàn)象。降雨量、降雨強(qiáng)度及二次降雨間隔是影響初期沖刷現(xiàn)象的主要因素。

表5　不同用地類(lèi)型MFF30平均值Table 5 Average MFF30values of different land use types

表6　污染物MFF30值與降雨特征的相關(guān)性Table 6 Correlation coefficients between MFFand rainfall characteristic parameters

參考文獻(xiàn)：

［1］Taebi A, Droste R L. Pollution loads in urban runoff and sanitary wastewater［J］. Science of the Total Environment, 2004, 327：175-184.

［2］Arhonditsis G, Tsirtsis G, Annelidis M O. Quantification of the effects of non-point nutrient sources to coastal marine eutrophication：Amplification to a semi-enclosed gulf in the Mediterranean Sea［J］. Ecological Modelling, 2000, 129（2）：207-209.

［3］US Environmental Protection Agency. Non-point source pollution from agriculture［EB］. http：//www. epa. gov/regions/water/nPs/nPsag. html, 2003.

［4］胡遠(yuǎn)安,程聲通,賈海峰.蘆溪流域非點(diǎn)源污染物流失的一般規(guī)律［J］.環(huán)境科學(xué), 2004, 25（6）：108-112. HU Yuan-an, CHENG Sheng-tong, JIA Hai-feng. Regular pattern of non-point source pollutants losses in Luxi watershed［J］. Environmental Science, 2004, 25（6）：108-112.

［5］程紅光,郝芳華,任希巖,等.不同降雨條件下非點(diǎn)源污染氮負(fù)荷入河系數(shù)研究［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 26（3）：392-397 CHENG Hong-guang, HAO Fang-hua, REN Xi-yan, et al. The study of the rate loss of nitrogenous non-point source pollution loads in different precipitation levels［J］. Acta Scientiae Circumstantiate, 2006, 26（3）：392-397.

［6］Maniquiz M C, Lee S, Kim L H. Multiple linear regression models of urban runoff pollutant load and event mean concentration considering rainfall variables［J］. Journal of Environmental Sciences, 2010, 22（6）：946-952.

［7］李凱,曾凡棠,胡應(yīng)成,等.廣州番禺區(qū)不同地類(lèi)的非點(diǎn)源污染排放特征［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2013, 36（6）：26-31. LI Kai, ZENG Fan-tang, HU Ying-cheng, et al. Characteristics of nonpoint source pollution discharge under different land use conditions in Panyu district of Guangzhou［J］. Environmental Science & Technology, 2013, 36（6）：26-31.

［8］丁志磊,祖艷群,陳建軍,等.滇池流域2種坡耕地農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)的地表徑流、泥沙輸出及徑流N、P流失的特征［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2015, 9（11）：5301-5307. DING Zhi-lei, ZU Yan-qun, CHEN Jian-jun, et al. Characteristics of surface runoff, sediment, N and P losses from two agro-forest plantation patterns in Dianchi Basin［J］. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2015, 9（11）：5301-5307.

［9］馬東,杜志勇,吳娟,等.強(qiáng)降雨下農(nóng)田徑流中溶解態(tài)氮磷的輸出特征［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2012, 32（7）：1228-1233. MA Dong, DU Zhi-yong, WU Juan, et al. Characterization of dissolved nitrogen and phosphorus transportation in farmland runoff under heavy rain-taking Laoshan Reservoir watershed as an example［J］. China Environmental Science, 2012, 32（7）：1228-1233.

［10］胡博,趙劍強(qiáng),陳瑩,等.城市地表徑流污染物濃度數(shù)學(xué)模型的建立及驗(yàn)證［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 35（7）：2261-2268. HU Bo, ZHAO Jian-qiang, CHEN Ying, et al. Establishment and verification of a novel mathematical model for pollutant concentrations in urban rainfall runoff［J］. Acta Scientiae Circumstantiae, 2015, 35（7）：2261-2268.

［11］李穎,王康,周祖昊.基于SWAT模型的東北水稻灌區(qū)水文及面源污染過(guò)程模擬［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2014（7）：42-53. LI Ying, WANG Kang, ZHOU Zu-hao. Simulation of drainage and agricultural non-point source pollutions transport processes in paddy irrigation district in North east China using SWAT［J］. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2014（7）：42-53.

［12］劉潔,陳曉宏,肖志峰,等.東江流域土地利用變化對(duì)徑流的影響分析［J］.中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）, 2015, 54（2）：150-158. LIU Jie, CHEN Xiao-hong, XIAO Zhi-feng, et al. Assessing hydrological impact of land use change in the Dongjiang River basin［J］. Acta Scientiarum Naturaliun Universitatis Sunyatseni（Natural Sciences Edition）, 2015, 54（2）：150-158.

［13］余曉飛,和樹(shù)莊,胡斌,等.滇池柴河小流域暴雨徑流中COD的輸移特征研究［J］.環(huán)境污染與防治, 2012, 34（10）：61-70. YU Xiao-fei, HE Shu-zhuang, HU Bin, et al. Study on storm runoff of Chaihe reaches of Dianchi Lake［J］. Environmental Pollution and Control, 2012, 34（10）：61-70.

［14］Hunter H M, Walton R S. Land-use effects on fluxes of suspended sediment, nitrogen and phosphorus from a river catchment of the Great Barrier Reef, Australia［J］. Journal of Hydrology, 2008, 356：131-146.

［15］Luo H B, Lin L, Gu H, et al. Total pollution effect of urban surface runoff［J］. Journal of Environmental Sciences, 2009, 21：1186-1193.

［16］劉康懷,藍(lán)俊康,張力.廣西紅壤系列土的分帶及其環(huán)境地球化學(xué)特征［J］.桂林工學(xué)院學(xué)報(bào), 2000, 20（1）：21-25. LIU Kang-huai, LAN Jun-kang, ZHANG Li. The zonation character of the series of red soils and their environment geochemical properties in Guangxi［J］. Journal of Guilin Institute of Technology, 2000, 20（1）：21-25.

［17］龐宗強(qiáng),王曉,李苗,等.徐州市沛沿河流域土壤保肥能力的實(shí)驗(yàn)研究［J］.徐州工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）, 2010, 25（2）：61-66. PANG Zong-qiang, WANG Xiao, LI Miao, et al. Study of the capability of nutrients holding of soils in the Pei River Basin of Xuzhou［J］. Journal of Xuzhou Institute of Technology（Natural Sciences Edition）, 2010, 25 （2）：61-66.

［18］Lee J H, Bang K W, Ketchum L H, et al. First flush analysis of urban storm runoff［J］. Sci Total Environ, 2002, 293：163-175.

［19］馮偉,王建龍,車(chē)伍,等.不同地表雨水徑流沖刷特性分析［J］.環(huán)境工程學(xué), 2012, 6（3）：817-822. FENG Wei, WANG Jian-long, CHE Wu, et al. Analysis on characteristics of stormwater runoff flush on different land surfaces［J］. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2012, 6（3）：817-822.

［20］Ma Z B , Ni H G , Zeng H, et al. Function formula for first flush analysis in mixed watersheds：A comparison of power and polynomial methods［J］. Journal of Hydrology, 2011（40）：333-339.

［21］李子君,于興修.冀北土石山區(qū)坡面尺度徑流特征及其影響因素［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2012, 28（17）：109-116. LI Zi-jun, YU Xing-xiu. Characteristics of surface runoff and its influencing factors on slope scale in rocky mountain area of Northern Hebei Province［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering（Transactions of the CSAE）, 2012, 28（17）：109-116.

［22］Flint K R, Davis A P. Pollutant mass flushing characterization of highway storm-water runoff from an ultra-urban area［J］. Journal of Environmental Engineering, 2007, 133（6）：616-626.

［23］傅大放,石峻青,李賀.高速公路雨水徑流重金屬污染初期效應(yīng)［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 29（8）：1672-1677. FU Da-fang, SHI Jun-qing, LI He. First flush analysis of heavy metals in expressway storm water runoff［J］. Acta Scientiae Circumstantiae, 2009, 29（8）：1672-1677.

中圖分類(lèi)號(hào)：X53

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-2043（2016）05-0940-07

doi:10.11654/jaes.2016.05.018

收稿日期：2016-01-13

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)：東江流域飲用水源型河流水質(zhì)安全保障技術(shù)集成與綜合示范（2014ZX07206005）；廣東省公益研究與能力建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)（2015A020216011）；廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（201510010294）

作者簡(jiǎn)介：黃志偉（1990—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樗幚砑夹g(shù)。E-mail：dewills_huang@163.com

*通信作者：石雷E-mail：shilei9899@163.com；林澍E-mail：linshu@scies.org

Characteristics of non-point source pollutant discharges from different types of land use in Dongjiang River Basin

HUANG Zhi-wei1,2, ZENG Fan-tang2, SHI Lei1*, LIN Shu2*, FANG Huai-yang2, LIU Yue-dan2
（1.School of the Environment, Jinan University, Guangzhou 510632, China; 2.The Key Laboratory of Water and Air Pollution Control of Guangdong Province, South China Institute of Environmental Sciences, MEP, Guangzhou 510535, China）

Abstract：Field studies were conducted to evaluate the discharge characteristics of nutrient pollutants and typical heavy metals in runoffs due to rainfall under different types of land use in Dongjiang River Basin. Results indicated that the runoff from agricultural land was the main non-point pollution source in Dongjiang River Basin, while the heavy metal emissions from highway could not be ignored. In courtyard, the first flush effect（FFE）was significant for suspended solids（SS）and chemical oxygen demand（COD）, but insignificant for the contamination of total nitrogen（TN）, total phosphorous（TP）and heavy metals（e.g., As, Cu, Pb and Zn）. For traffic roads, vegetable field, paddy field, and woodland, however, FFEs were observed for most of the pollutants. The secondary flush effect was observed at the late stage of raining. Pearson correlation analysis showed that the correlation between pollution load and runoff flow was significant under the courtyards, traffic road and vegetable fields, but insignificant for the cropland and woodland, mainly due to the great difference in the rainfall interval and characteristics. The FFE was in order of SS＞COD＞Pb＞TN＞Zn＞TP＞Cu＞As. In general, FFE was more obvious for the nutrient pollutants than for the heavy metals. Land use types greatly influenced heavy metals. Of different types of land use, FEE was the most observed in agricultural land. However, for traffic roads, FFEs were found mainly for heavy metals. In conclusion, rainfall quantity, rainfall intensity and rain interval are main factors influencing FFE.

Keywords：non-point source pollution; basin; land use type; first flush effect