城市小流域暴雨径流污染特征

万方数据一一一一一石鲤塑醚鳖型丝巡鲤丝塑城市小流域暴雨径流污染特征黄金良’　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，杜鹏飞’，欧志丹２，李梅香３，赵冬泉’（１．清华大学环境科学与工程系，环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，北京１　　０００８４；　２澳门大学科技学院，澳门：３．澳门民政总署渠务处，澳门）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１课题背景城市暴雨径流往往直接排入城区湖泊水体或是海湾。由于城市暴雨径流中含有相当数量的悬浮　　　　颗粒物、营养盐、重金属和有机污染物，易引发水质恶化、湖泊富营养化、水生生态系统破坏等。本课题由澳门民政总署资助，由澳门大学和清华大学着手研究澳门半岛降雨径流污染特征，旨在为澳门半岛下水道系统和沿岸雨水排放口的污染物预测控制和整治的管理策略提供科学依据。２研究方法２．１研究区域概况在澳门半岛城区选择分流制下水管道类型的两个不同土地利用特征的城市小流域：（１）雅廉访　　　　小流域，面积１３．６５公顷，平均坡度４％。商住混合区为主，占５２％，住宅区占１５％，绿地面积。Ｉｉ２８％，学校等其它用地占５％０　（２）二龙喉小流域（公园绿地）是雅廉访小流的上游，面积４．６７公顷，平均坡度２０％。绿地面积占７０％以上，其余为路面等。２．２监测方案及分析方法在两个小流域选定的雨水井处做工程安置自动采样器（Ｉ　　ＳＣＯ　６７１２）。通过调试设定采样频率进行自动采样。一场暴雨采样１２个样，每个样的水量为９５０ＭＬｏ　　　　在降雨初始冲刷阶段，自产流起的３０分钟内，每隔５分钟自动采一个样，３０至６０分每１０分钟采一个样，０至１２０分，３０分钟采一个样．每场降雨采样１２个．分析项目包括：ｐ　　Ｈ，　ＴＳＳ，　ＴＮ，　ＴＰ　，　ＴＯＣ，　Ｐｂ．　Ｚｎ，　Ｆｅ，　Ｃｕ．该工作由澳门行政总署化验所负责．分析方法主要根据《水和废水监测分析方法》（第四版）．对于水质的化学物理参数，总氮采用钥锑抗分光光度法：重金属包括Ｐｂ，　Ｚｎ．　Ｆｅ，　Ｃｕ采用火焰原子吸收法（原子吸收分光光度法）；ＣＯＤ采用重铬酸钾法（ＧＢ　１１９１４－８９）．选取２　　　　００５年８月９日的暴雨展示两城市小流域暴雨径流特征。该场雨持续５５分钟，降雨量７．６ｍｍ，降雨强度８．３ｍｍ／ｈｒ，属暴雨（＞２．０８ｍｍ／ｈｒ）。在两个小流域采用自动采样器各取样１０个。３结果与讨论３．１城市小流域暴雨径流水质分析根据２　　　　００５年８月９日暴雨流水质数据，分别统计了二龙喉小流域（公园绿地为主）和雅廉访小流域（商住混合区为主）暴雨径流中各种组分的最高值，最低值及平均值，并与国家地表水环境质量Ｖ级标准进行了对照，以确定出两个土地利用方式不同的城市小流域的主要污染物，见表Ｉｏ表１澳门半岛城市小流域基雨径流水质特征　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　含量范围一　　雅廉访小流域二龙喉小流域国家地表水　　（均值）（商住混合区为主）（公园绿地为主）环境质量Ｖ级标准ｐＨ　　　　７－７．３　　　　　　　（７．２）６．４－７．６　　　　　　　（７）ＴＳＳ（ｍｇ／Ｌ）１３－５３６（１８４．９）　　　　巧－９０４（１６７．３）　　　　Ｚｎ　（ｍｇ／Ｌ）０．０５－０．１　　８５　ＭＯＯ）０．０１６－０．０５９　　　（０．０４２）毛２　　一Ｐｂ　（ｍｇ／Ｌ）０．００２１－０．０１５３　（０．００５５）０．００１２－０．０１２４　（０．００５）毛０．　１Ｃｕ　（ｍｇ／Ｌ）０．　００３９－０．　０１３４　（０．　００８８）０．００３６－０．００６３　（０．００４９）〔１　　ＴＯＣ（ｍｇ／Ｌ）１７．３－１５９　（５６．３）６－９６．２　　　　　　　（３３．１）ＴＮ　（ｍｇ／Ｌ）２．６－１９．７　（９．１７）１．７－１６．４　（４．９７）感２　　ＴＰ　（ｍｇ／Ｌ）０．４２一７８（１．７９）０．　０８－３．　９４　（０．　８　）毛０．４备注：降雨径流水质分析源２００５年８月９日的降雨。划下划线的数字为超标．万方数据第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集　　　　由上表分析可知，商住混合区为主的雅廉访小流域ＴＮ，　ＴＰ超出国家地表水环境Ｖ级标准４倍以上，为主要污染物。公园绿地的ＴＮ，　ＴＰ均超出国家地表水环境Ｖ级标准，分别超出２倍，为主要污染物。重金属Ｚｎ．　Ｃｕ．　Ｐｂ浓度值较低，都在标准范围之内。３．２暴雨径流主要污染物浓度随降雨历时变化图１为雅廉访小流域和二龙喉小流域２００５年８月９日暴雨径流主要污染物浓度随降雨历时变化。　　１０００３８００２．５ＺＥＥＪ皿．　５Ｅ　　．训Ｅ留４００．训１　卜　厦住２００　　　５　　１０　１５　２０　２５　３０　４０　５０　６０　９０　１２０５　　１０　　１５　２０　２５　　３０　４０　５０　６０　９０　１２０降雨历时．　　　　　　　　　　　　　　　　分降雨历时，　　　　　　　　　　　　　　　　分５Ｑ　ｌ厂〕２００。—．—－　ｗｅ４ｗｅｗｅ２　５卜　！．　５０日ｌ２　内Ｊｅｓ．　　Ｅ护口Ｅｒｌ　ｓｅ月．度Ｅ　任．ｄ书以．训。昌００Ｅ．ｌ八‘卜冬‘‘月１．　巨　０１，训０．５　医月．５０　ｎ．Ｉ甘Ｌ０　５　　１０　１５　２０　２５　３０　４０　５０　６０　９０　１２０　０　　　　降雨历时．　　　　　　　　　　　　　　　　分５　　１０　１５２０　２５　３０　４０降雨历时，　　　　分０．０１６０．　　０２０．０１２０．０１５三心任Ｅ．创口三０．　　０１Ｅ．训医．ｑｄ０．００４０．００５滋０　　　　　　图１城市小流域舜雨径流污染物浓度随降雨历时变化由图１分析可知：　　　　（１　　　　）二龙喉小流域的ＴＳＳ，　ＴＮ，　ＴＰ和ＴＯＣ浓度峰值出现在第一个水样，并迅速回落，有持续下降的趋势，反映了初始冲刷现象。雅廉访小流域的ＴＳＳ，　ＴＮ，　ＴＰ和ＴＯＣ浓度峰值出现在降雨１５分钟至２０分钟后，随后浓度渐低。（２）两个小流域Ｐｂ浓度呈波浪状，出现两浓度峰值。尤其是二龙喉小流域的第二个浓度峰值，也是瞬间浓度的最高值，出现在降雨５０分钟后，此时的降雨量也最大。而雅廉访小流域的第二个峰值也即瞬时浓度的最高出现在降雨６０分钟后，稍滞后于雨量峰值。该现象与降雨特征和流域面积有关。（３）从两不同土地利用的小流域降雨过程中儿个主要污染物的瞬时浓度看，二龙喉小流域ＴＳＳ浓度峰值接近１０００ｍ叭，高于雅廉访小流域近一倍，这与二龙喉小流域存在覆盖度不高的苗圃有关。相应的，由于初始冲刷带来的ＴＳＳ，导致二龙喉小流域ＴＰ浓度峰值也较高，并稍高于雅廉访小流域的ＴＰ峰值。此外，雅廉访小流域的ＴＮ，　ＴＯＣ，　Ｐｂ，　Ｃｕ，　ＴＰ的浓度峰值和瞬时浓度大都高于二龙喉小流域，反映商住混合区污染来源较公园绿地更多。总之，土地利用、流域面积和降雨特征是影响城市暴雨径流污染特征的主要因素。尤其初始冲　　　　刷某些污染物的水质极差，是暴雨径流后期浓度的几十倍，说明暴雨径流水质控制宜针对初期雨水。