西北地區國內城市降水徑流污染特征分析

摘 要：我國城市化進程速度加快和城市規模的不斷擴大，帶來了眾多的環境問題，其中城市降水徑流污染問題日益突出。文章根據文獻報道，對我國西北地區城市降水徑流污染特征進行統計分析，結果表明：西北地區屋面、路面降水徑流水質污染物CODcr、TN、TP的濃度平均值均不同程度的超過了國家地表水環境質量標準V類標準；污染程度為：路面徑流>屋面徑流；西北地區研究的典型城市較少，有必要加強對我國西北地區的降水徑流研究。

關鍵詞：城市降水徑流；道路徑流；屋面徑流；水質特征

引言

城市水資源污染一直是環境污染問題中亟待解決的問題之一，國外學者的研究認為，即使點源污染被完全控制住而完全忽略非點源污染，尤其是城市降水徑流污染，收納水體的水質仍然不會改善[1]。美國環保局（US EPA）已把城市地表徑流列為導致全美河流和湖泊污染的第三大污染源[2]。城市降水徑流污染是目前亟需解決的水環境污染問題之一。城市地表徑流中最主要的污染來自于降水徑流對城市下墊面的沖刷、淋洗，降水徑流污染最主要的污染來源于下墊面上沉積的污染物。城市下墊面中包含許多污染物質，有固態廢物、生活垃圾碎屑、車輛排放物、汽車泄漏、剎車碎屑、車胎磨損、動植物廢物、空氣沉降、屋面沉積物及析出物等[3，4]。

隨著城市化的快速發展，改變了城市的居住環境，大面積的不透水下墊面代替了土壤和草地，為降水在下墊面上形成大量徑流提供了先決條件，同時急劇增加的城市人口為城市環境帶來了巨大壓力，人類活動產生的大量生活垃圾碎屑、化學藥品、車胎碎屑等，混合動植物排泄物、空氣沉降物、建筑材料析出物等，這些污染物沉積在城市下墊面上，降水形成的大量徑流將沉積的污染物沖刷并攜帶入收納水體，對水體造成污染[5]。我國城市降水徑流的研究起步較晚，在20世紀80年代時開始對城市降水徑流污染進行研究，先后對北京、上海、廣州、西安等城市的降水徑流進行了研究[3]。文章通過對我國西北地區城市降水徑流的監測數據進行分析整理并進行總結，為今后國內降水徑流污染的研究及控制提供參考依據。

1 西北地區城市降水徑流污染特征

西北地區選取西安、蘭州等城市進行分析。由表1可以得出，在屋面降水徑流條件下，2005年蘭州市屋面降水徑流水質中SS的濃度最高，達431.00mg/L；2003年蘭州市屋面降水徑流水質中CODcr的濃度最高，達225mg/L，為國家地表水環境質量標準V類標準的5.63倍；西安市校內樓頂徑流水質的TN濃度最高，達7.60mg/L，為國家地表水環境質量標準V類標準的3.80倍；西安市商業區、居民區屋面徑流水質的TP濃度最高，達0.48mg/L，為國家地表水環境質量標準V類標準的1.2倍。分析發現校內屋頂降水徑流水質較好，原因是校內人員簡單，生活、生產活動較少，校外社會環境復雜，積累在屋面的污染物復雜，不定性因素較多，導致校內屋頂的徑流水質優于校外屋面；分析還發現融雪徑流水質優于降水徑流水質，原因是融雪過程較為緩慢，大量污染物固著于下墊面上不會被流速緩慢的雪水沖刷下來或攜帶，而降水徑流，尤其是暴雨徑流的流速較雪水徑流快，會將下墊面上大部分污染物沖刷并攜帶，導致降水徑流水質劣于雪水徑流水質，這與華北地區屋面降水徑流污染特性相符合。

注：（1）表1中括號內數字表示采樣年份；（2）B數據為參考文獻中水質濃度實測值的算術平均值；D數據為參考文獻中水質實測（EMC）濃度的原數據。下同。

由表2分析可得，在路面降水徑流的條件下，2005年蘭州市街道路面徑流水質的SS濃度最大，達1250.00mg/L；2005年蘭州市路面降水徑流水質的CODcr濃度最高，達809.20mg/L，為國家地表水環境質量標準V類標準的20.23倍；2010年西安市路面降水徑流水質的TN濃度最高，達10.07mg/L，為國家地表水環境質量標準V類標準的5.04倍；2005年蘭州市街道路面降水徑流水質中的TP濃度最高，達1.88mg/L，為國家地表水環境質量標準V類標準的4.70倍。分析發現，校園路面降雨徑流水質優于普通路面，說明車流量與路面降水徑流水質有關，車流量越大，路面降雨徑流水質越差。

由表1、表2、圖1分析可得，西北地區典型城市西安、蘭州等的路面徑流水質劣于屋面徑流水質，原因是路面上人類社會活動較屋面密集，人類大多的生產、生活活動都在路面上進行，導致路面上污染物組成較復雜，包括空氣沉降、動植物廢物、車胎碎屑、生活垃圾碎屑等，屋面污染物主要來自于空氣沉降及自然沉積的垃圾碎屑等，故導致了路面降水徑流水質劣于屋面水質。西北地區屋面降水徑流水質污染物CODcr、TN的濃度平均值均超過了國家地表水環境質量標準V類標準，路面降水徑流水質污染物CODcr、TN、TP的濃度平均值超過了國家地表水環境質量標準V類標準。分析發現，校園內降水徑流水質優于校外降水徑流水質，原因是校內的人員組成簡單，人員較少，產生的污染物及生活垃圾碎屑少于校外，故導致校內徑流水質優于校外徑流水質；雪水徑流水質優于雨水徑流水質，原因是融雪徑流流速較緩，難以將固著在下墊面上的污染物沖刷攜帶。

2 結束語

（1）我國西北地區城市降雨徑流中，屋面徑流水質優于路面徑流水質；（2）屋面降水徑流中，校內屋頂的徑流水質優于校外屋面，融雪徑流水質優于降水徑流水質；路面降水徑流中，校內路面徑流水質優于校外其它路面即車流量越大，路面徑流水質越差；（3）西北地區屋面、路面降水徑流水質污染物CODcr、TN、TP的濃度平均值均不同程度的超過了國家地表水環境質量標準V類標準，應盡快采取預防、治理措施；（4）在西北地區開展降水徑流污染特性研究的城市較少，且研究缺乏全面系統的監測資料，應加強對西北地區的城市降水徑流污染特征研究。

參考文獻

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通訊作者：郭雯婧（1989-），女，河南安陽人，碩士研究生。