不同類型居民區(qū)地表徑流污染來源與分析

(合肥市濱湖新區(qū)建設(shè)投資有限公司 安徽 合肥 230601)

一、引言

(一)研究目的與意義。隨著人口的增加，城市化的快速發(fā)展，城市不透水地面面積迅速增大。點(diǎn)源及面源是地表水體污染的兩大來源[1],城市地表徑流非點(diǎn)源污染是僅次于農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的第二大非點(diǎn)源污染源[2]。城市徑流(特別是暴雨徑流)挾帶大量的工業(yè)生產(chǎn)污染物、生活廢棄物等有毒有害物質(zhì)進(jìn)入地表水體或地下水體，并通過食物鏈對(duì)人體產(chǎn)生影響。面源污染是由降雨徑流產(chǎn)生，其污染具有發(fā)生隨機(jī)、來源和排放點(diǎn)不固定、污染負(fù)荷的時(shí)空變化大、污染途徑的隨機(jī)性和多樣性、監(jiān)測(cè)、控制和處理難度大等復(fù)雜特點(diǎn)[3]

作為環(huán)巢湖的大中型城市—合肥成為了重要的監(jiān)控與研究對(duì)象之一，對(duì)合肥地表徑流水體污染情況的調(diào)查則為整個(gè)項(xiàng)目的后續(xù)調(diào)查奠定基礎(chǔ)，對(duì)整個(gè)環(huán)巢湖水體污染的調(diào)查和研究具有十分重要的意義。

我國城市地表水環(huán)境非點(diǎn)源污染的研究起步比較晚。車武等[4]和汪慧貞等[5]對(duì)北京城區(qū)雨水污染進(jìn)行了研究，提出了利用城市雨水的開源節(jié)流綜合性技術(shù)(如納入中水系統(tǒng)、建設(shè)獨(dú)立的雨水利用系統(tǒng))；趙劍強(qiáng)等[6-7]對(duì)西安市城市路面污染徑流進(jìn)行了調(diào)查研究，分析了城市道路路面徑流污染源的強(qiáng)度及其特性，對(duì)城市地表徑流污染及控制進(jìn)行了深入研究。

(二)本文研究內(nèi)容。以合肥市典型地區(qū)為代表，考察普通居民區(qū)、住商兩用生活區(qū)地表徑流污染來源及特征，明確合肥市城區(qū)生活區(qū)道路非滲透性鋪面地表徑流污染特征及其污染負(fù)荷，為城面源污染防控尤其是雨水徑流污染的防治提供理論支持。

二、實(shí)驗(yàn)方案與分析方法

(一)采樣點(diǎn)選擇。降雨徑流污染的產(chǎn)生與人類的活動(dòng)密不可分，由于人類活動(dòng)的差異性，產(chǎn)生污染的程度也不一樣，選取土地不同使用居民區(qū)作為地表徑流的采樣區(qū)域，根據(jù)土地的應(yīng)用類型不同分為居民生活區(qū)和商住兩用生活區(qū)，具體分布地點(diǎn)如下表

表1 生活區(qū)地表徑流采樣點(diǎn)分布及特征

(二)采樣方案。本實(shí)驗(yàn)在道路雨水口處采集進(jìn)入市政管道之前的地表雨水徑流樣品，以獲得真實(shí)反映地表徑流污染特性的數(shù)據(jù)。自地表產(chǎn)生徑流開始采集第1個(gè)樣品.采樣間隔一般為5 min，根據(jù)降雨強(qiáng)度和歷時(shí)變化進(jìn)行必要調(diào)整：短時(shí)降雨強(qiáng)度較大時(shí)，采樣時(shí)間縮短至3 min；降雨歷時(shí)長而強(qiáng)度小，采樣間隔延長至10～15 min。水樣用1升采樣瓶收集。相關(guān)的降雨特征數(shù)據(jù)由臨近采樣點(diǎn)的自計(jì)雨量計(jì)獲得。

三、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與分析

(一)雨水水質(zhì)分析。本實(shí)驗(yàn)居民區(qū)的雨水口都設(shè)在水泥混凝土的地面，通過對(duì)居民生活區(qū)四次采得的樣品的分析結(jié)果見表2，雨水口水質(zhì)無法達(dá)到V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)需氧量、固體懸浮物、氨氮、總氮和總磷均表現(xiàn)為主要污染特征，該雨水徑流呈現(xiàn)明顯的污染特性。COD平均值均已接近城市生活污水范圍。該居民生活區(qū)雨水COD平均值、懸浮物均無法達(dá)到城鎮(zhèn)二級(jí)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)；并且出現(xiàn)單次降雨COD高出最高允許排放濃度一個(gè)數(shù)量級(jí)。居民生活區(qū)雨水地表徑流所含的氨氮及TN最大濃度值均符合一級(jí)A排放表準(zhǔn)，TP平均值低于一般城市污水的平均水平，但已超過一級(jí)A排放表準(zhǔn)規(guī)定的0.5mg/L。

表2 居民生活區(qū)四次分析數(shù)據(jù)

(二)居民區(qū)降雨徑流污染規(guī)律分析

1.居民區(qū)主要污染指標(biāo)隨降雨歷時(shí)變化規(guī)律。由于降雨徑流污染情況復(fù)雜，雨量隨降雨時(shí)間變化的降雨情況如圖2降雨強(qiáng)度所示。這場雨是該月份的第二場降雨，在24小時(shí)內(nèi)有一場小雨，除了這場小雨外之前一周無降雨，這場雨持續(xù)時(shí)間比較長，單位時(shí)間內(nèi)降雨量十分平均，從圖中可以看出COD濃度隨著降雨歷時(shí)變化呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，在持續(xù)降雨過程中初期雨水污染負(fù)荷相對(duì)較高，由于本次降雨發(fā)生在上午，并且24小時(shí)內(nèi)下過一場小雨，在本次事件中SS值遠(yuǎn)低于事件平均值，但整體趨勢(shì)仍與其他組相似。由于地面對(duì)其的吸附，隨著降雨的進(jìn)行，雨水對(duì)地面不斷沖刷SS濃度出先升高然后減小，同時(shí)局部存在波動(dòng)的情形。總氮與總磷的變化趨勢(shì)與SS變化相似，相對(duì)來說變化趨勢(shì)更為穩(wěn)定，氨氮?jiǎng)t出現(xiàn)與總氮相反的趨勢(shì)。這與銨鹽大多溶于水的性質(zhì)有關(guān)。城市地表徑流中挾有大量的固體懸浮物，徑流中磷較多的吸附于顆粒物上，當(dāng)SS的負(fù)荷增大時(shí)，磷的負(fù)荷也隨之增大。圖1中總磷與SS相同的變化趨勢(shì)也在一定程度上反映了該結(jié)論。

圖1 污染物濃度隨降雨歷時(shí)變化

四、結(jié)論

(1)雨水徑流水質(zhì)無法達(dá)到V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，主要污染特征表現(xiàn)為化學(xué)需氧量、固體懸浮物、氨氮、總氮和總磷。

(2)地表徑流中污染物隨降雨徑流歷時(shí)的變化呈現(xiàn)降雨初期徑流中污染物濃度較高，隨降雨歷時(shí)延長污染物濃度逐漸下降并趨于穩(wěn)定，個(gè)別污染物指標(biāo)變化有起伏.

(3)商住兩用居民區(qū)除總磷之外的污染指標(biāo)均高于單純的居民生活區(qū)。