營(yíng)口地區(qū)夏季雨水徑流下水質(zhì)污染物濃度監(jiān)測(cè)試驗(yàn)分析

戚衛(wèi)偉

(遼寧省營(yíng)口水文局，遼寧 營(yíng)口 115000)

0 前 言

近些年來，城市點(diǎn)源污染排放得到不同程度的控制，夏季雨水徑流攜帶的水質(zhì)污染已經(jīng)成為城市河流水質(zhì)污染的重要組成[1]。城市面源污染已經(jīng)成為當(dāng)前城市河流水環(huán)境污染研究的重要課題。由于城市面源污染來源較為復(fù)雜且十分分散，其很難進(jìn)行有效控制[2]。夏季由于雨水較多，雨水徑流攜帶的污染物要明顯對(duì)于其他季節(jié)[3]。為此需要對(duì)夏季雨水徑流攜帶的污染物進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，才能有效對(duì)區(qū)域城市河流水環(huán)境治理提出相對(duì)應(yīng)的管控措施。當(dāng)前，對(duì)于區(qū)域夏季雨水徑流下水質(zhì)污染物濃度分析也初步取得一定研究成果[4-10]，這些研究均表明對(duì)城市地區(qū)不同類型下墊面雨水徑流下的污染物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，是其濃度變化監(jiān)控的重要方式。為此，文章結(jié)合營(yíng)口地區(qū)3種主要的城市下墊面類型，通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方式，對(duì)其夏季雨水徑流下水質(zhì)污染物濃度變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。研究成果對(duì)于營(yíng)口地區(qū)城市河流水環(huán)境保護(hù)治理具有重要參考意義。

1 污染物濃度監(jiān)測(cè)方案

1.1 試驗(yàn)區(qū)域概況

文章以營(yíng)口地區(qū)為監(jiān)測(cè)試驗(yàn)區(qū)域，營(yíng)口地區(qū)主要位于遼寧的東南部，夏季降水占全年降水量的比例>60%，城市主要3類下墊面類型分別為居民生活區(qū)域、城市交通干道以及城市綠化用地，也是區(qū)域城市面源污染負(fù)荷的主要來源。為對(duì)營(yíng)口地區(qū)夏季雨水徑流的水質(zhì)污染物濃度進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，文章在以上3種類型區(qū)域建立水質(zhì)采樣點(diǎn)，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)濃度分析。

1.2 水樣采集

為便于居民生活區(qū)域、城市交通干道以及城市綠化用地水樣采集處理，不同類型下墊面分別設(shè)置2個(gè)水樣采集點(diǎn)，雨水收集井作為城市交通干道的水樣采集點(diǎn)，樓道下水井作為城市居民生活區(qū)的水樣采集點(diǎn)，景觀綠地區(qū)域作為城市綠地水樣采集點(diǎn)。由于夏季雨水徑流速率較大，因此每間隔10min在1h降水后進(jìn)行1次水樣的采集和處理，當(dāng)1h后每間隔20-60min進(jìn)行1次水樣的采集和處理。由于水量監(jiān)測(cè)難度較高，因此結(jié)合營(yíng)口地區(qū)的徑流系數(shù)均值和降水量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其徑流量進(jìn)行推算。

1.3 水質(zhì)測(cè)定

本次試驗(yàn)從2019年夏季達(dá)到2020年夏季，共對(duì)營(yíng)口地區(qū)進(jìn)行6次降水徑流的試驗(yàn)采樣分析，總氮、總磷、氨氮、COD四種水質(zhì)指標(biāo)試驗(yàn)測(cè)定均采用分光光度法進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定。

2 試驗(yàn)測(cè)定分析結(jié)果

2.1 各類型下墊面水質(zhì)污染物濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

本次試驗(yàn)從2019年夏季達(dá)到2020年夏季，共對(duì)營(yíng)口地區(qū)進(jìn)行6次降水徑流的試驗(yàn)采樣分析，各類型下墊面水質(zhì)不同降雨場(chǎng)次下的水質(zhì)污染度監(jiān)測(cè)結(jié)果，見表1。

表1 各類型下墊面場(chǎng)次降雨下的水質(zhì)污染物濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

從各類型下墊面場(chǎng)次降雨下的水質(zhì)污染物濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果可看出，居民生活區(qū)和城市交通干道各水質(zhì)污染物濃度均要高于城市綠地下的污染物濃度，這主要是因?yàn)槌鞘芯G地對(duì)污染物具有降解功能，從而降低了雨水徑流沖刷下下滲進(jìn)入土壤中的污染物濃度。居民生活區(qū)污染度濃度可達(dá)到III類標(biāo)準(zhǔn)限值的1.3-2.2倍之間，城市交通干道濃度可達(dá)到III類標(biāo)準(zhǔn)限值的1.1-1.8倍。降水和下墊面類型是其雨水徑流條件下污染物濃度變化的主因。居民生活區(qū)由于較高密度的城鎮(zhèn)居住人口對(duì)污染物濃度影響較為明顯，受人類活動(dòng)影響程度較高。而城市交通干道和城市綠地受人類活動(dòng)影響程度較小。草地對(duì)各類水質(zhì)污染物具有一定的生態(tài)滯留效應(yīng)。

2.2 各下墊面類型下的污染物濃度Person系數(shù)分析結(jié)果

在城市居民生活區(qū)、城市交通干道、城市綠化用地下的水質(zhì)污染物濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合Person系數(shù)計(jì)算方法對(duì)不同水質(zhì)污染濃度的相關(guān)度進(jìn)行分析，營(yíng)口地區(qū)居民生活區(qū)下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果，見表2；營(yíng)口地區(qū)城市交通干道下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果，見表3；營(yíng)口地區(qū)城市綠地下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果，見表4。

表2 營(yíng)口地區(qū)居民生活區(qū)下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果

表3 營(yíng)口地區(qū)城市交通干道下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果

表4 營(yíng)口地區(qū)城市綠地下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果

從分析結(jié)果可看出，各類型下墊面條件下氨氮和總氮之間具有較高的Person相關(guān)系數(shù)，其他水質(zhì)污染物濃度的Person相關(guān)系數(shù)均較低，氨氮和總氮相關(guān)度較高的原因在于雨水徑流攜帶的污染物中無機(jī)氮是其主要的組成形式，因此氨氮與總氮具有較高的相關(guān)度。

2.3 初期徑流污染濃度監(jiān)測(cè)

為探討雨水徑流初期對(duì)污染物沖刷的影響，在6場(chǎng)降雨中選取兩種典型降水量較大的場(chǎng)次降雨作為分析數(shù)據(jù)，對(duì)其降雨初期污染物濃度變化進(jìn)行分析。兩場(chǎng)典型降雨主要特征，見表5。

表5 兩場(chǎng)典型降雨主要特征

從兩場(chǎng)降雨污染物濃度變化情況可看出，在徑流初期污染物濃度變化較為明顯，隨著徑流量的減少，污染物濃度變化較為穩(wěn)定，從降雨開始到產(chǎn)流的1h以內(nèi)，COD和總磷濃度的降幅>20%，總氮和總磷的濃度降幅>30%，這主要是因?yàn)閺搅鞒跗跊_刷影響，使得雨水徑流污染物濃度逐步增高，徑流后期隨著水量的增多，污染物濃度有所減小。隨著降雨量的增多，其對(duì)污染物沖刷影響更大。

3 結(jié) 論

1)通過濃度監(jiān)測(cè)分析，營(yíng)口地區(qū)居民生活區(qū)污染度濃度可達(dá)到III類標(biāo)準(zhǔn)限值的1.3-2.2倍，城市交通干道濃度可達(dá)到III類標(biāo)準(zhǔn)限值的1.1-1.8倍。降水和下墊面類型是其雨水徑流條件下污染物濃度變化的主因。

2)氨氮和總氮相關(guān)度較高的原因在于雨水徑流攜帶的污染物中無機(jī)氮是其主要的組成形式，因此氨氮與總氮具有較高的相關(guān)度。

3)因?yàn)閺搅鞒跗跊_刷影響，使得雨水徑流污染物濃度逐步增高，徑流后期隨著水量的增多，污染物濃度有所減小。隨著降雨量的增多，其對(duì)污染物沖刷影響更大。