道路径流论文:芜湖市区道路径流重金属污染规律研究
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我国城市道路雨水径流污染状况及控制措施摘要:道路建设的迅速发展,路网水平的不断提高,可以有效地解决自然资源、劳动力、生产设施等生产要素相互分离的矛盾,促进社会经济与旅游事业的发展,对一个国家或一个地区的经济发展、社会进步和人民生活质量的提高等方面发挥着举足轻重的作用。
雨水冲刷路面后,大气尘埃、尾气排放、固体垃圾等道路雨水径流污染问题日益严重,本文就组要对城市道路雨水径流污染状况及控制措施进行了简要分析。
关键词:城市道路;雨水径流污染;控制措施引言雨水径流一般通过下渗使雨水涵养地下水,补给地下水源。
有时也可以通过间接利用的方式先收集雨水径流,并通过去除初期的雨水径流的方式储存雨水,再经过人工处理,生态技术处理等方法将这些雨水回用于景观冲洗等用水途径。
这样可以有效减缓城市水资源缺失以及涵养地下水源的问题,给城市带来了发展的动力。
一、城市雨水径流污染的特征和影响1、概述我国城市雨水径流污染的研究起步较晚,20世纪80年代初率先在北京开展了有关研究,随后在上海、杭州、南京、苏州、成都等大中城市也逐渐开展了类似研究,一些城市雨水控制及利用技术也相继得以提出,同时取得了城市雨水径流污染物种类、污染物变化规律及其影响因素等方面的研究成果,为城市雨水径流污染的认识和控制奠定了较好的基础。
2、城市雨水径流污染特征城市雨水径流污染物的来源复杂,一般来说,主要来自大气降水、道路径流以及屋顶径流冲刷等。
由于不同城市雨水径流的实际发生过程受到下垫面等多种可变因素的影响,其所包含的污染物及其浓度也相应有所不同,但总体上看城市雨水径流污染大都含有碳氢化合物、SS和COD及一定的重金属和营养物污染物,而道路与屋顶径流是城市雨水径流污染的主要原因。
城市雨水径流污染一般受到以下因素的影响:(1)路面条件。
道路的建设坡度可以影响汇流的时间,一般坡度越大,汇流时间越短,继而影响污染指数。
(2)屋顶条件。
屋顶面积可占城市总不可渗透表面的30 %以上,其对雨水径流污染的影响一方面源自城市大气降尘的积累,另一方面则源自屋面自身材质的影响。
第21卷 第3期 2004年9月 长安大学学报(建筑与环境科学版) Journal of Chang'an U niv ersity(Arch.&Envir.Science Editio n)Sept.2004文章编号:1001-7569(2004)03-0050-04公路路面径流水污染与控制技术探讨赵剑强,邱艳华(长安大学环境科学与工程学院,陕西西安 710064)摘 要:结合国内外研究成果,对公路路面径流中主要污染物及其来源、路面径流水质特征、影响路面径流污染的因素,及常用路面径流污染控制措施进行了综合分析。
认为公路路面径流水质变化很大,污染强度较高,主要污染物为SS和COD,其平均浓度超过污水排放限值,在对水质有较高要求的水域路段,应通过非工程措施和工程措施的综合实施来实现污染控制。
非工程措施主要包括加强公路运输管理、路面清扫、限制除冰剂的使用等;工程措施包括植被控制、湿式滞留池、渗滤系统及人工湿地系统等,在实际工程应用中,可将几种方法组合使用。
关键词:路面径流;水污染;污染来源;径流水质;污染控制;污染物中图分类号:X703 文献标识码:ADiscussion on road runoff pollution and control techniquesZH A O J ian-qiang,QI U Yan-hua(Scho ol of Env iro nment al Science and Eng ineering,Chang'an U niv ersity,Xi'an710064,China) Abstract:Based on the study r esults at ho me and abr oad,the m ain pollutants in road runo ff and their sour ces,the pollutio n characteristic and influencing factors,and the pollutio n contr ol techniques were comprehensively discussed.It w as co ncluded that the w ater quality o f road runoff varied greatly and the po llution intensity w as hig h.The main pollutants w ere SS and COD,both of their aver ag e concentrations surpassed the reg ulated values.T herefore,some non-co nstructio n and co nstructio n measures should be taken to co ntro l the po llution o n the sections o f road w ith hig her w ater quality requirement.Non-construction m easures include str engthening administration,ro ad sw eeping and defroster-use limitatio n.Construction measures co nsist of vegetation contro l,wet detention basins,infiltratio n basins and w etlands.T hese methods can be com bined to use in pr actical engineering application.Key words:road runo ff;w ater pollutio n;pollutio n sources;w ater quality of road runo ff;po llution co ntrol;po llutant0 引 言随着中国公路交通事业的不断发展及各省市区公路网的陆续形成,跨越对水质要求较高的敏感水体的公路越来越多,公路路面径流污染问题也越来越突出。
城市道路地表径流颗粒分布及重金属污染特性研究城市道路地表径流颗粒分布及重金属污染特性研究摘要:城市道路地表径流中的颗粒物和重金属污染物对环境和人类健康都具有重要的影响。
本研究通过对某城市不同道路类型的地表径流进行采样分析,探讨了颗粒物的分布特征及重金属污染物的存在状况、来源和迁移行为。
结果表明,城市道路地表径流中的颗粒物主要分布在0-50微米范围内,且其浓度随道路类型的不同而有所变化。
同时,研究还发现地表径流中存在着多种重金属污染物,其中铅、镉和铜的浓度较高,且与颗粒物有较强的相关性。
进一步分析表明,城市道路地表径流中的颗粒物和重金属污染物主要来自交通活动、大气降尘和道路保护材料的磨损等因素。
此外,重金属污染物在径流中的存在形式主要以非水溶性态和结合态的形式存在,对环境和生态系统具有潜在的危害。
关键词:城市道路,地表径流,颗粒分布,重金属污染,污染特性1. 引言城市化进程加快以来,城市道路的建设和交通流量的增加已导致许多环境问题,其中包括道路地表径流中的颗粒物和重金属污染物。
这些污染物不仅对道路环境和人类健康造成危害,而且对城市水环境和生态系统的稳定性也具有重要影响。
因此,研究城市道路地表径流中颗粒物的分布特征及重金属污染物的存在状况和迁移行为对于深入了解城市化对环境的影响具有重要意义。
2. 材料与方法本研究选择某城市不同道路类型的地表径流作为研究对象,采用野外采样的方法收集不同时间段的径流水样,并在实验室中对样品进行深度分析。
首先,通过激光粒度分析仪测量颗粒物的粒径分布,并计算颗粒物的浓度;接着,采用原子吸收光谱仪分析地表径流中的重金属污染物含量,并对其形态进行分析。
同时,通过统计学方法对数据进行处理和分析。
3. 结果与讨论3.1 颗粒物的分布特征研究结果显示,城市道路地表径流中的颗粒物主要分布在0-50微米尺度范围内,其中细颗粒物(<10微米)占据了主导地位。
与此同时,不同道路类型的地表径流中颗粒物的浓度也存在差异,其中交叉口和主干道的颗粒物浓度较高,而住宅小区和次干道的颗粒物浓度较低。
公路路面径流水污染与控制技术探析摘要:本文作者结合多年来的工作经验,对公路路面径流水污染与控制技术进行了分析,具有一定的参考意义。
关键词:路面径流;污染现状;控制措施1路面雨水径流污染特性1. 1水量特性路面雨水径流水量变化复杂,随机性较大,具有水流间断性、水量突变性的特点。
影响路面径流的主要因素有:降雨特性、路面温度、路面粗糙度、路面坡度和路面透水率等。
其中降雨特性对路面径流影响较大,径流历时、径流总量、路面径流量,分别与降雨特性呈正相关性。
路面温度较高,会导致路面蒸发量的增加,进而会影响径流量、径流总量和径流历时。
路面粗糙度和坡度,则对径流强度方面的影响较为明显。
从材料方面来看,沥青路面的透水率要比水泥混凝土路面低,因此一般沥青路面的径流洪峰值要比混凝土路面大,径流受降雨特性的影响更为强烈。
1. 2水质特性路面雨水径流污染物成分复杂,主要包括SS、COD、BOD、TN、TP、重金属以及多环芳烃(PAHs)和油等。
其中, SS和COD的含量较高;重金属含量中, Pb含量较高。
影响降雨径流污染物浓度的因素,有降雨特征、干期天数、大气沉降、交通量、路面材料等,其中干期天数和大气沉降对路面雨水径流的影响较大。
因此,不同地区或同一地区的不同降雨所产生的路面径流水质差异较大。
对某高速路面40余场雨水径流的水质分析表明,初期雨水径流所含污染物的浓度较高,表现出较强的初期效应。
此外,雨水径流中的其它污染物指标和SS有较强的相关性:约有70%的COD来自于雨水径流中的SS。
赵剑强等对西临高速公路桥面径流的采样分析表明,高速公路路面排水具有较高的污染强度,污染指标值范围SS为813 ~ 126 mg/L, COD为412 ~58 mg/L,TPb为0. 77~0. 05mg/L。
表1列出了两地路面径流的水质。
由表1可知,由于西安和南京气候特征的差异,西临高速桥面径流中的SS值,要高于南京机场高速禄口令桥段,但二者COD相差不大。
中国环境科学 2001,21(5):445~448 China Environmental Science 高速公路路面径流水质特性及排污规律赵剑强,刘珊,邱立萍,陈莹(长安大学环境工程学院,陕西西安710064)摘要:采用现场连续取样,在雨天某一时段对西安至临潼高速公路路面径流排水进行了监测.结果表明,高速公路路面排水具有较高的污染强度,污染物以SS和COD为主,且生物可降解性较差.水质参数SS、COD、总Pb、总Zn之间存在较好的线性相关关系.分析探讨了路面径流污染物排放规律及其对河流水质的影响.关键词:路面径流;水质;排污中图分类号:X508 文献标识码:A 文章编号:1000-6923(2001)05-0445-04The characteristics of expressway runoff quality and pollutants discharge rule. ZHAO Jian-qiang, LIU Shan, QIU Li-ping, CHEN Ying (School of Environmental Engineering, Chang'an University, Xi'an 710064, China). China Environmental Science. 2001,21(5):445~448Abstract:With on-site continuous sampling, drainage water from expressway runoff of Xi'an-Lintong expressway was monitored in a period of a wet weather. The results show that the expressway runoff has greater pollution intensity and the main pollutants are SS and COD with rather low biodegradability. There are better linear relations among the water quality parameter SS, COD, total Pb and total Zn. The rule of pollutant discharge of the highway runoff and its impact on water quality of the river were discussed.Key words:highway runoff;water quality;pollutant discharge城市地表径流污染的研究开始于20世纪70年代初期,最早策划这一研究的机构是美国国家环境保护局,研究重点以城市地表径流为对象.之后,随着研究的深入,包括城市道路和高速公路在内的路面径流被给予关注,至今路面径流已逐渐发展成为一门具有自身特征的相对独立的研究领域[1].在我国,关于路面径流污染方面的研究除了在公路建设项目环境影响评价工作中将路面径流作为一项影响地表水体水质的因素加以分析评价外,尚没有见到深入研究的报道.路面径流这一具有非点源污染特征的地表径流,在影响地表水体水质方面,不仅体现在对地表水体悬浮固体浓度有着较大影响,而且较明显地影响着重金属和有机物的含量.所以,本研究以西安至临潼高速公路雨天桥面径流排水为对象,在某一时段的时间间隔内连续监测水量及水质,以探讨路面径流污染源的强度、水质特性、排污规律以及对地表水体水质的影响. 1研究方法1.1采样地点在降雨期间对西安至临潼(简称西临)高速公路浐河大桥桥面径流排水水量及水质进行等时间间隔连续采样分析,采样点为大桥排水孔(落水管).该公路为双向4车道,全封闭,全立交,设中央分隔带,带宽1m,单向机动车道路面宽为10m,桥面宽为9m.桥面采样点汇流面积为608m2.1.2水质分析项目水质分析项目为SS、COD、总Pb、总Zn、溶解性COD及BOD5,其中溶解性COD及BOD5仅测定了混合样平均值.1.3采样时间及降雨状况采样时间为2000年10月10日上午9:30~ 11:00,每隔11min取水样1次,测流量1次,计量降雨强度1次(11min平均值),测试结果见表1.收稿日期:2001-02-21基金项目:陕西省自然科学基金资助项目(99C09)446 中 国 环 境 科 学 21卷表1 西临高速公路桥面径流测试结果 Table 1 Monitoring results of the bridge runoff of Xi'an-Lintong expressway 采样时间 (2000-10-10)测试参数 9:31 9:42 9:53 10:04 10:15 10:26 10:37 10:48 算术平均浓度 (mg/L) 流量加权平 均浓度(mg/L) 《地表水环境质量标准》Ⅲ类 《污水综合排 放标准》1级 降雨强度×10-3(mm/min) 15.5 36.1 47.7 23.1 17.3 7.2 25.3 52 地表径流量(mL/s)161 378 508 300 232 110 280 560 SS(mg/L) 200 813 288 225 228 126 239 339 307 347 (灌100) 70 COD(mg/L) 20841216164895881148153 167 20 100 总Pb(mg/L) 0.21 0.77 0.18 0.10 0.09 0.05 0.10 0.15 0.21 0.23 0.05 1.0 总Zn(mg/L)0.46 1.34 0.36 0.21 0.20 0.15 0.27 0.320.410.451.0(渔0.1)2.01.4 交通状况 同步统计雨天交通量为372辆/h(单向),其中大型车108辆,占29.0%,中型车48辆,占12.9%,小型车216辆,占58.1%. 2 结果与讨论2.1 路面径流水质特性 由表1可见,高速公路路面排水具有较高的污染强度,污染指标值范围为SS=813~126mg/L, COD=412~58mg/L,总Pb=0.77~0.05mg/L,总Zn= 1.34~0.15mg/L,算术平均浓度为SS=307mg/L, COD=153mg/L,总Pb=0.21mg/L,总Zn=0.41 mg/L,流量加权平均浓度为SS=347mg/L,COD= 167mg/L,总Pb=0.23mg/L,总Zn=0.45mg/L.可见SS 及COD 平均浓度值大于《地表水环境质量标准》(GHZB1-1999)Ⅲ类和《污水综合排放标准》(GB8978-1996)1级,总Pb 和总Zn 浓度小于《污水综合排放标准》1级,但总Pb 高于《地表水环境质量标准》Ⅲ类,总Zn 高于《渔业用水水质标准》.回归分析表明,各水质参数之间存在较好的线性相关关系,相关曲线如图1所示,回归方程为: COD=0.499SS -0.7045 R 2=0.8245 Pb=0.001056SS -0.1181 R 2=0.9306 Zn=0.001732SS -0.1184 R 2=0.9126 Zn=1.6537Pb+7.268 R 2=0.9961 实验同时测定了混合样溶解性COD 和BOD 的值,结果表明溶解性COD 为28.4mg/L,占总COD 的18.6%,混合样BOD 5为30mg/L,与COD 比值为0.2,说明高速公路路面径流排水有机污染以非溶解性COD 为主,且生物可降解性较差.图1 各水质指标的相关性曲线Fig.1 Relation curves among water quality parameters5期 赵剑强等:高速公路路面径流水质特性及排污规律 4472.2 路面径流排污规律研究地表径流对受纳水体的长期影响及环境容量的影响,一般只需了解一场降雨总的排污负荷就可以了,而对于评价受纳水体所受的短期冲击影响以及排水系统的规划设计,就需要了解地表径流的排污过程[2,3].在以往30多年的研究中,对地表径流排污过程的数学模拟最常见的模型是由Metcalf 等人[4]提出的冲刷模型(Wash-off model),假设径流过程中不透水地表表层沉积物的冲刷速率与沉积的污染物量成正比,推导出径流过程中污染物浓度C t 随累积径流深度变化方程式: t tR k R k t e C e AP k C 22002−−==(1) 式中:P 0为暴雨开始时地表污染物量(kg);A 为汇流面积(m 2);C 0=k 2P 0/A 为径流开始时雨水中污染物浓度(mg/L);k 2为冲刷系数(经验值)(mm -1);R t 为暴雨开始t 天后的累积径流深度(mm). 冲刷模型曾被一些研究者采用,以模拟实际径流排污过程,如: Barrett 等人[4,5]对美国得克萨斯州奥斯汀市的Mopac 高速公路西35街路段(该路段位于居住及商业混合区,交通量为60000辆/d)的研究,对其中一场降雨的TSS 实测数据分析得到:C t =372tR 0.34e−. Hardee 等人[6]对佛罗里达州Pade 郡某住宅区地表径流中总铅的测试数据采用最小二乘法回归分析总铅浓度与累积径流深度的相关关系,得到:C t =2.5tR 0.14e−,R 2=0.8934 (n =6).Haster and James [6]从得克萨斯州休斯敦市的Hart Lane 流域地表径流测试数据中得到可沉固体排放浓度与累积径流深度的关系:C t =515tR 0.21e−,R 2=0.9979(n =4).但是,也有许多研究对冲刷模型提出异议[3,4].不难看出,冲刷模型表示了一个径流排污浓度C t 随累积径流量单调递减的规律,由于累积径流量随径流时间单调递增,所以,C t 亦随径流时间单调递减,这与许多测试结果相矛盾[3,7,8].本实验测试结果表现出污染物浓度随径流时间明显地起伏变化(图2).尽管所测数据是一场降雨的一个中间时间段,也足以说明其不具单调递减的趋势.图2 水质参数随径流时间变化曲线Fig.2 Curves of water quality parameters vs. runoff time采用冲刷模型对本实验结果进行指数拟合,得回归方程为:C t =325.97tR0.1542e −,R 2=0.0438,可见,本实验结果不符合冲刷模型所描述的规律.作者认为,该模型仅适用于降雨强度变化不大,且降雨过程中不再有新的污染物输入到地表的场合,对于象公路路面这种在降雨过程中车辆交通污染448 中国环境科学 21卷物输入明显的情况,径流中污染物排放过程不符合这一模型所描述的规律.其原因可能是该模型没有考虑降雨期间污染物的产生和积累问题,特别是在路面径流方面,当降雨强度较小时,降雨期间排放的污染物积累现象非常明显.2.3对地表河流水质的影响路面排水对地表水体的污染属于地表径流产生的面源污染范畴.面源污染对地表水体的影响已被证明是非常严重的,1990年美国关于水体污染的调查表明,约30%水体的污染物超标是由面源污染造成的[9].在我国滇池湖泊流域的大青河暴雨期悬浮物浓度比平时均值高22倍,宝象河暴雨期最大悬浮物浓度是非暴雨期的106倍[10].可见地表径流是地表水体水质污染的主要来源之一.为说明浐河桥面径流对浐河水质的影响,将降雨期间及晴天时浐河水质参数值及执行的相关标准值列入表2.表2 浐河降雨期间及晴天水质与相关标准对照 Table 2 Comparison of water quality of Chanhe Riverwith relative standards in dry and wet weathers水质参数晴天降雨期间《地表水环境质量标准》Ⅲ类SS (mg/L) 45 192 (灌100)COD (mg/L) 10 43.6 20总Pb (mg/L) 0.02 0.03 0.05总Zn (mg/L) 0.03 0.045 1.0(渔0.1)由表2可见,浐河水质在晴天时满足《地表水环境质量标准》(GHZB1-1999)Ⅲ类的要求,在本次降雨期间SS及COD的值增大到晴天时的4倍多,总Pb及总Zn增大到晴天时的1.5倍,雨天时的SS及COD值超过标准限值.比较表1,表2,可见桥面径流各水质指标平均值均高出降雨期间的河水水质指标值,以流量加权平均浓度作比较,桥面径流SS是降雨期间河水SS的 1.8倍,COD是3.8倍,总Pb是7.7倍,总Zn是10倍.说明桥面排水对河水水质有一定的影响,其影响程度取决于河流流量与桥面及汇集于此河流的路面径流量的相对大小. 3 结论 3.1 高速公路路面径流排水具有较高的污染强度,各水质参数之间存在较好的线性相关关系,有机污染以非溶解性COD为主,生物可降解性较差.3.2 高速公路路面径流污染物排放不符合冲刷模型描述的排污规律.3.3 高速公路路面径流对地表河流水质有一定的影响.参考文献:[1] James W. 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目录内容摘要 (2)重金属的基本概况 (3)重金属 (3)重金属区别于微量元素 (4)重金属污染现状 (4)重金属污染 (5)主要特点 (5)污染分类 (5)铅污染 (5)镉污染 (6)汞污染 (6)砷污染 (6)铬污染 (7)铜污染 (7)镍污染 (7)锌污染 (8)污染来源 (8)重金属污染的主要危害 (8)重金属污染 (8)人体伤害 (9)具体案例 (10)重金属污染原因分析 (12)重金属污染防治方式初探 (12)控制与消除土壤污染源 (13)防治土壤污染的措施 (13)国家十二五规划之环保,强调重金属污染 (14)内容摘要重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。
主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。
重金属污染主要表现在水污染中,还有一部分是在大气和固体废物中。
自然界存在着很多重金属,比如锌、镉、铜、铅等,这些重金属同样存在于人体内,是人体的必需元素。
但是,凡事都有一个量的问题,任何东西一旦超过正常的量,它必然给环境或人体造成不良影响。
而我们常说的重金属污染指的就是因人类活动导致环境中的重金属含量增加,超出正常范围,并导致环境质量恶化。
重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中,但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中,引起严重的环境污染。
以各种化学状态或化学形态存在的重金属,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移,造成危害。
如随废水排出的重金属,即使浓度小,也可在藻类和底泥中积累,被鱼和贝的体表吸附,产生食物链浓缩,从而造成公害。
汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中,造成目前地表铅的浓度已有显著提高,致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍,损害了人体健康。
针对重金属污染现状,结合近年来重金属污染事件,查阅大量资料,分析了当前存在的重金属污染问题,并提出相应对策。
关键词重金属;重金属污染;重金属的基本概况重金属对什么是重金属目前尚无严格的定义,化学上跟据金属的密度把金属分成重金属和轻金属,常把密度大于4.5g/cm3的金属称为重金属。
芜湖市区土壤重金属污染评价及来源分析*王海东,方凤满,谢宏芳,王 翔,黄春海(安徽师范大学国土资源与旅游学院,芜湖241003) 摘要:对芜湖市区153个土壤样品中9种重金属的含量进行测定和评价,利用多元地统计方法进行污染来源分析。
结果表明:芜湖市区土壤Z n 、F e 、M n 、C u 、P b 、C o 、C d 、N i 、C r 的平均含量分别为96.8、30600.1、466.1、35.0、29.1、16.7、1.2、26.3、78.3m g /k g ;除F e 、M n 、N i 外,其他元素均高于相应土壤背景值,Z n 、C u 、P b 、C o 、C d 、C r 分别是背景值的1.26、1.09、1.17、1.20、6.11、1.29倍,说明这些元素出现了一定程度的积累。
单因子评价结果表明C d 污染最为严重,Z n 、C u 、P b 、C o 和C r 为轻度污染,F e 、M n 和N i 没有污染。
综合相关性、聚类及主成分分析可知,F e 和M n 为“自然源因子”,不同功能区分布主要受成土母质控制;Z n 、C u 、P b 和C d 为“交通及工业活动因子”,C u 、C d 高值区均分布在开发区,Z n 和P b 的高值区分布在镜湖区;N i 、C o 和C r 为“农业活动因子”,其空间变异受成土母质及农业活动等因素影响。
关键词:土壤;重金属;污染评价;统计学方法;来源分析 中图分类号:X 53 文献标识码:A 文章编号:(K )10088(原1002-1264)(2010)04-0036-05P o l l u t i o n E v a l u a t i o na n d S o u r c e A n a l y s i s o f H e a v y Me t a l i n U r b a n S o i l o f Wu h uC i t y W A N GH a i -d o n g ,F A N GF e n g -m a n ,X I EH o n g -f a n g ,W A N GX i a n g ,H U A N GC h u n -h a i (C o l l e g e o f T e r r i t o r i a l R e s o u r s e s a n d T o u r i s m ,A n h u i N o r m a l U n i v e r s i t y ,W u h u 241003,C h i n a )A b s t r a c t :N i n e h e a v y m e t a l s o f 153s o i l s a m p l e s i n W u h u C i t y w e r e m e a s u r e d a n d e v a l u a t e d ,t h e i r p o l l u t i o ns o u r c e s w e r e a n a l y z e d b y m u l t i v a r i a t e g e o s t a t i s t i c a l m e t h o d s .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e a v e r a g e c o n t e n t s o f Z n 、F e 、M n 、C u 、P b 、C o 、C d 、N i a n d C r w e r e 96.8、30600.1、466.1、35.0、29.1、16.7、1.2、26.3、78.3m g /k g ,r e s p e c t i v e l y .C o n t e n t s o f o t h e r e l e m e n t s w e r e h i g h e r t h a n t h e c o r r e s p o n d i n g s o i l b a c k g r o u n d v a l u e s e x c e p t f o r F e ,M n ,N i .Z n ,C u ,P b ,C o ,C d ,C r w e r e 1.26,1.09,1.17,1.20,6.11,1.29t i m e s o f b a c k g r o u n dv a l u e s ,r e s p e c t i v e l y .T h e s e e l e m e n t s h a d a c c u m u l a t e d t o a c e r t a i n e x t e n t .T h e s i n g l e f a c t o r e v a l u a t i o ni n d i c a t e dt h a t C dw a s t h e m o s t s e r i o u s p o l l u t i o n ,w h i l e Z n ,C u ,P b ,C oa n dC r w e r el i g h t p o l l u t i o n ,a n dF e ,M na n dN i n op o l l u t i o n .T h ec o m p r e h e n s i v e c o r r e l a t i o n ,c l u s t e r i n g a n d p r i n c i p a l c o m p o n e n t a n a l y s i s r e f l e c t e dt h a t F ea n dM nf o r “n a t u r a l s o u r c e f a c t o r ”,t h e d i s t r i b u t i o n o f d i f f e r e n t f u n c t i o n w a s m a i n l y c o n t r o l l e d b y t h e s o i l m a t e r i a l .Z n ,C u ,P b a n d C d f o r “t r a f f i c a n di n d u s t r i a l a c t i v i t i e s f a c t o r ”.T h e h i g h e s t v a l u e o f C u a n d C d w e r e d i s t r i b u t e d i n t h e D e v e l o p m e n t A r e a ,a n d Z n ,P b i n J i n g h u D i s t r i c t .N i ,C o a n d C r f o r “a g r i c u l t u r a l a c t i v i t y ”,t h e s p a c e m u t a t i o n w a s i n f l u e n c e d b y t h e s o i l m a t e r a l a n d a g r i c u l t u r a l a c t i v i t i e s .K e y w o r d s :s o i l ;h e a v y m e t a l ;p o l l u t i o n e v a l u a t i o n ;s t a t i s t i c a l m e t h o d s ;s o u r c e a n a l y s i s 近年来,国内对土壤重金属研究较多的元素为C u 、Z n 、N i 、C r 、P b 、C d 、A s 和H g ,研究区大都集中在大城市土壤[1-4],而对新兴中小城市土壤重金属的研究较少。
南京林业大学本科毕业设计(论文)题目:路面径流雨水重金属污染特性研究学院:土木工程学院专业:给水排水工程学号:070605115学生姓名:刘景龙指导教师:薛红琴职称:讲师二O一一年五月二十日摘要路面雨水径流中含有大量的悬浮颗粒物、有机物、营养盐和重金属等污染物,与有机污不同重金属不易降解或破坏,能在生物体内富集,具有污染持久、区域广泛、治理难等特点,并且可以通过饮用水和食物链等途径进入人体,在人体内积累,当其达到一定浓度后将对人毒害作用。
本实验是对研究区域南京市的南京林业大学周边路面雨水径流中的重金属进行取样测定,重点讨论重金属污染物的出流规律,事件平均浓度,并分析了降雨特征即降雨历时,降雨强度,降雨量对径流重金属污染物的影响。
不同类型降雨事件对重金属污染出流规律的影响不同,可得出降雨量对Cu的溶解出流影响较大,前期晴天数对Zn 在路面的积累影响较大的结论。
最后分析重金属污染的产污机理以及排污特性与控制措施,为保护水资源做好雨水再利用提出可行的方案。
关键字:路面径流;重金属;出流规律;污染物ABSTRACTPavement stormwater runoff contain a lot of nutrient and heavy metal suspended particle organic pollutants such as heavy metals and organic pollution degradation or different, not destruction and can in vivo, with pollution concentration area widely governance points, lasting through the way such as drinking water and food chain enters the body, and in the human body, when its reach accumulate。
道路径流论文:芜湖市区道路径流重金属污染规律研究【中文摘要】城市化的高速发展使得道路面积迅速增加,形成了不同于自然地表的“城市第二自然格局”,对地表水文过程产生了深刻的影响。
道路是城市汇水面的重要组成部分,也是城市受纳水体非点源污染的主要污染源之一,道路雨水径流污染问题日益引起人们的重视。
道路表面尤其是交通活动频繁的城市道路表面,能够通过汽车尾气排放、轮胎和道路磨损以及油类渗漏等累积大量的重金属等有毒污染物质。
由于城市道路的高度不透水性,这些污染物质在降雨期间会被道路雨水径流溶解、冲刷并通过城市排水管网迁移进入水体,对受纳水体的水质造成明显的破坏,并通过直接和间接途径危害人身体健康。
本文选取芜湖市区主要道路为研究对象,对道路雨水径流中重金属和一些水质特性进行了研究,以期为城市非点源污染的治理和决策提供依据,具有一定的理论和现实意义。
本文选取芜湖市区某公司(工业区)、火车站(交通区)、步行街(商业区)、南瑞新城(居民区)、安师大南校区(文教区)为研究对象,初步分析了道路雨水径流中的pH、SS、COD、P和重金属(Zn、Pb、Cd、Cu、Cr、Ni、Mn、V)等水质特性,重点对雨水径流中重金属的出流规律,事件平均浓度(EMC)以及初期效应进行了研究,并对道路径流重金属污染提出治理建议,主要结论如下:(1)火车站七次降雨事件中pH平均值范围为7.35-7.52,径流水体成略碱性;SS的范围为21-2450mg/L,COD的范围为36-932mg/L,总磷和溶解磷的均低于《地表水环境质量标准》II类标准,总体而言,火车站道路径流中SS和COD污染严重,P无污染。
(2)不同降雨强度下重金属的出流规律不同:平均雨强较小的降雨事件中,总重金属和颗粒态重金属出流规律相似,径流初期浓度较低,经短时间波动达到峰值,随后迅速降低并维持在一定水平;溶解态与其正好相反;平均雨强中等的降雨事件中,总重金属的出流规律为初期污染物浓度高,经一定波动达到峰值,随后迅速降低并处于较低水平,后期浓度基本无变化;平均雨强较大的降雨事件中,总量和颗粒态重金属出流相似,均是初期便达到最大值,然后迅速降低,小波动后浓度趋于稳定,部分金属有小幅上升的趋势,但仍处于较低水平;部分溶解态重金属出流规律与总量相似,其余元素表现出近似近似正态分布曲线的出流规律。
(3)7场降雨事件中,Zn、Pb、Cd、Cu、Cr、Ni、Mn和V的EMC变化范围分别为0.26-1.17mg/L、0.06-0.36 mg/L、2.12-6.39 ug/L、0.052-0.469 mg/L、0.034-0.162 mg/L、14-59 ug/L、0.24-1.20 mg/L、24.1-99.5 ug/L,其中Pb和Cr污染严重。
不同功能区重金属EMC分布大小顺序:Zn为:交通区>工业区>居民区>商业区>文教区,其余七种元素均为:交通区>工业区>居民区>文教区>商业区。
(4)七次降雨事件初期效应的定性分析中,除2010-04-11和2010-05-21两次事件外,其余五次降雨事件径流初期总量和颗粒态重金属Zn、Pb、Cd、Cu、Cr、Ni、Mn、V的m′(t)- V′(t)曲线均位于角分线的上方,存在较显著初期效应,且总重金属与颗粒态重金属的冲刷特性相同;2010-04-11、2010-05-16、2010-06-08和2010-07-02四次降雨事件溶解态重金属存在较显著的初期效应,2010-04-14次降雨所有溶解态元素不存在初期效应,2010-05-21和2010-09-10降雨事件部分溶解态重金属存在初期效应。
(5)七场降雨事件初期效应定量分析中,总量、溶解态和颗粒态重金属的EF25平均值范围为1.17-1.67,所有降雨事件的EF25值均大于1。
初期冲刷比值分析结果表明:拦截并处理径流初期的25%(体积分数)流量可去除整个事件中所排放的36%-42%(质量分数)的总重金属污染负荷。
总重金属初期效应显著水平顺序为:Zn>Cu>Pb =Ni=Mn>Cd >V >Cr;溶解态重金属初期效应显著水平顺序为:Mn>Cu>Zn>Ni>Cr>Pb>Cd>V;颗粒态重金属初期效应显著水平顺序为:Zn>Cu=Ni >Pb>Cd=V>Mn>Cr。
(6)重金属初期冲刷比值与降雨特征相关分析表明,降雨量对径流总重金属和溶解态重金属污染负荷初期效应影响较显著,其他降雨特征影响较小;降雨量、前晴天数和平均雨强对颗粒态重金属污染负荷初期效应影响较显著。
【英文摘要】With the rapid development ofurbanization,road area is increasing rapidly,Which is different from the natural surface “city second natural pattern”, and produce profound effect to the surface hydrologic process.Road is an important part of urban catchment, which is also one of the main sources city containing water of nonpoint source pollution,Road runoff pollution problem increasingly attracted people’s attention.Road surface, especially city road surface of traffic frequent activity, Cumulative a large number of toxic pollutants by car emissions,tires and road wear and oil leakage.Because of the impermeability of city roads,these contaminants in rainfall will be road stormwater runoff during dissolved, flushing and through urban drainage pipelines migration into the water, the water containing water to cause significant damage, and through direct and indirect way harm people healthy. These pollutants may be carried into the water by the road runoff during the heavy rainfall,which is harmful to water quality of accepted water and harm people healthy through direct and indirect way.In order to provides the basis for the urban non-point pollution control and decision,road stormwater runoff from heavy metals and some water characteristics were studied by this pape, which has certain theoretical and realistic significance.This paper selects Chery Automobile Company (industrial area),railway station (traffic area), the walking street (commercial area), south Rachel newtown (residential), (cultural and educational area) south campus of Anhui normal university for research object,The road runoff pH, SS and COD, P and heavy metal (Pb, Zn, Cu, Cr, Cd, Ni, Mn, V) were preliminaryanalysised,discharge rule of metal pollution event mean concentration(EMC) and first flush were evaluated,at last put forward some suggestion,the main conclusions are asfollows:(1)The average rang of runoff pH value of seven times rainfall events in railway station was 7.35-7.52 ; rang of SS was 21-2450mg/L, rang of COD was 36-932mg/L; TP and RP were inferior to the surface water envorinment quality standards “Ⅱclass standards. Overall, SS and COD pollution was serious ,P is non-pollution.(2)The discharge characteristics wasvarious in different rainfall intensity: The smaller rainfall event of average rainfall intensity, total heavy metals and particle state laws were similar, which had low initial concentration in runoff early, reached a maximum after a short time, and then droped down rapidly and maintain in certain level; the dissolved state was opposite; The medium rainfall event of average rainfall intensity,The flow rule of a total metals is that initial concentration was high,got peak by certain wave, then quickly low , there was no change in later concentration; The larger rainfall event of average rainfall intensity,total amount and particle state heavy metals wer similar, which reached maximum in the begining, then reduced quickly, reach stabilizing after small fluctuations, although a small rising in some metal, but still in very low level; discharge characteristics of some dissolved metals were similar to total amount , the rest showed the flow rule of normaldistribution curve.(3)In seven times rainfall events, the EMC change range of Zn、Pb、Cd、Cu、Cr、Ni、Mn and V were 0.26-1.17 mg/L、0.06 0.36 mg/L、2.12-6.39 ug/L、0.052-0.469 mg/L、0.034-0.162 mg/L、14-59 ug/L、0.24- 1.20 mg/L、24.1-9.95 ug/L, respectively.the pollution extent of Pb and Cr pollution were serious. EMC distribution size order of Zn in different functional areas was: traffic area> industrial area > residential area>business area>cultural and educational area;for the rest metals:traffic area>industrialarea>residential area>cultural and educational area>business area.(4)Qualitative analysis of the first flush in seven times rainfall events illustrated that,except for 2010-04-11 and 2010-05-21, V m ’(t) - V’ (t) curve of total and particulate-bound metals of the rest five times located in above Angle points, which exhibited a pronounced firstflush ,in addition,both of them had the same scour characteristics.Dissolved metals of 2010-04-11, 2010-05-16, 2010-06-08 and 2010-07-02 had significant first flush which did not exist for dissolved heavy metal in 2010-04-14, part of dissolved metals in 2010-05-21 and 2010-09-10 existed first flush.(5) Quantitative analysis of the first flush in seven times rainfall events showed that the range of EF25 average was1.17-1.67, EF25 of rainfall events were greater than 1.Thefirst flush tatio demonstrated that about 36%-42% of heavy metals could be removed from road runoff by intercepting and treating the initial 25% of the runoff water. The sequence of strength of the first flush of total metals was: Zn>Cu>Pb=Ni=Mn>Cd >V>Cr;for the dissolved metals:Mn>Cu>Zn>Ni>Cr>Pb>Cd>V; for the particulate-bound metals:Zn>Cu=Ni>Pb> Cd=V> Mn>Cr.(6) Correlation analysis suggestedthat the influence of rainfall on the first flush of total and dissolved metals was significant,but there was no significant influence caused by other rainfall factors; the influence of rainfall、mean rainfall intensity and antecedent dry period onthe first flush of total and dissolved metals was significant.【关键词】道路径流重金属出流规律事件平均浓度初期效应芜湖市区【英文关键词】road runoff heavy metaldischarge characteristics event mean concentrati on first flush Wuhu【目录】芜湖市区道路径流重金属污染规律研究摘要5-7Abstract7-9第一章绪论12-21 1.1 研究背景和意义12-13 1.1.1 研究背景12 1.1.2 研究意义12-13 1.2 国内外研究进展13-19 1.2.1 国外研究进展13-17 1.2.2 国内研究进展17-19 1.3 本论文研究内容与技术路线19-21 1.3.1 研究内容19-20 1.3.2 技术路线20-21第二章研究区概况和研究方法21-27 2.1 研究区概况21-23 2.1.1 自然概况21 2.1.2 社会经济概况21-23 2.1.3 气候和环境23 2.2 研究方法23-27 2.2.1 样点布设23-24 2.2.2 采样方法24-25 2.2.3 样品分析处理方法25-27第三章道路径流水质特性及重金属出流规律27-45 3.1 降雨特征27 3.2 道路径流水质特性研究27-33 3.2.1 不同降雨事件道路径流水质特性27-29 3.2.2 典型降雨事件不同功能区水质特性29-30 3.2.3 不同功能区径流水体重金属分布30-33 3.3 重金属出流规律33-43 3.3.1 不同降雨强度下重金属出流规律33-39 3.3.2 不同功能区重金属出流特性比较39-43 3.4 道路径流主要污染指标相关性43-45第四章道路径流水质指标事件平均浓度、初期效应及污染防治建议45-59 4.1 道路径流事件平均浓度45-50 4.1.1 事件平均浓度(EMC)定义45-46 4.1.2 不同降雨事件径流重金属事件平均浓度46-48 4.1.3 不同降雨事件径流其他水质事件平均浓度48 4.1.4 不同功能区径流水质事件平均浓度48-50 4.2 道路径流重金属初期效应研究50-57 4.2.1 初期效应定义50-51 4.2.2 初期效应判定方法51 4.2.3 初期效应定性分析51-53 4.2.4 初期效应定量分析53-55 4.2.5 初期效应的显著程度55-56 4.2.6 初期效应的影响因素56-57 4.3 道路径流重金属污染控制建议57-59 4.3.1 加强城市环境管理57 4.3.2 合理设计和建造排水系统57-58 4.3.3 优化道路排水系统58 4.3.4 建造合理的湿地系统58-59第五章结论和展望59-62 5.1 结论59-61 5.2 展望61-62参考文献62-67致谢67-68附:本人硕士阶段发表论文和科研项目68。