城市雨水徑流中污染物來源及控制方法綜述

董 旭 唐玉蘭

(沈陽(yáng)建筑大學(xué) 市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110168)

1.前言

隨著大量減排措施的實(shí)施，我國(guó)在點(diǎn)源污染治理方面取得了顯著地成績(jī)，面源污染對(duì)水環(huán)境污染的貢獻(xiàn)正在逐漸增高，已經(jīng)成為城市管理中重要的難題之一。城市路面徑流雨水中可能夾雜著懸浮物、營(yíng)養(yǎng)鹽、農(nóng)藥和石油烴等污染物，其濃度往往高于被處理后的污水和受納水體中的污染物濃度，如果任其直接流入水體，對(duì)于人類健康和生態(tài)系統(tǒng)的平衡是巨大的挑戰(zhàn)。降雨徑流的污染過程是將地面和空氣中的污染物沖刷、溶解并傳輸?shù)绞芗{水體，造成水環(huán)境的污染。本文主要介紹了城市雨水徑流中污染物的類型、來源和治理方法。

2.污染物類型

國(guó)內(nèi)外對(duì)于城市雨水徑流中污染物的研究很多，很多學(xué)者針對(duì)某一區(qū)域的特點(diǎn)對(duì)該區(qū)域地面雨水徑流污染特性進(jìn)行分析［1-2］。現(xiàn)有的對(duì)于路面徑流水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)城市雨水徑流中的主要污染物為化學(xué)需氧量(COD)、懸浮性固體(SS)、總磷(TP)、總氮(TN)和鉛(Pb)，其濃度均超過了地表水環(huán)境質(zhì)量V 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，一些重金屬(如銅、鎘等)和烴類也是雨水徑流中常見的污染物。

2.1 SS

懸浮性顆粒物(SS)是城市雨水徑流中的重要成分，來源包括空氣中的沉積物、車輛零件的磨損等。

2.2 COD

城市雨水徑流中的COD 主要來自于機(jī)動(dòng)車尾氣的排放以及機(jī)動(dòng)車燃料的不完全燃燒或泄漏。包括汽油烴、芳香烴、農(nóng)藥、防腐劑和一些新興的微污染物(阻燃劑、表面活性劑等)等有機(jī)成分。石油烴是城市雨水中常見的物質(zhì)，因其在較低濃度的情況下即可對(duì)水生生物產(chǎn)生毒害作用而被認(rèn)定為優(yōu)先控制污染物。大部分石油烴都具有致癌、致突變性，水生生物及人類危害極大。當(dāng)水中石油烴濃度高于0.01-0.1mg/L 時(shí)對(duì)魚類產(chǎn)生危害。

2.3 營(yíng)養(yǎng)鹽

雨水徑流中的營(yíng)養(yǎng)鹽主要為氮和磷這兩種物質(zhì)，是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的直接因素。這兩種物質(zhì)主要來源于農(nóng)用化肥、大氣沉降以及洗滌劑的使用。

2.4 重金屬

城市路面徑流中的重金屬對(duì)于水體的污染性也非常的嚴(yán)重，其形成原因則比較復(fù)雜。大氣沉降和交通車輛的尾氣排放、車輛運(yùn)動(dòng)過程中零件的磨損、燃料的不完全燃燒和泄露等原因都會(huì)導(dǎo)致雨水徑流中的重金屬含量增加。由于銅、鎘、鉛和鋅的毒性和普遍存在性，常被認(rèn)為是城市雨水中主要的有毒微量金屬。

3.治理措施

3.1 工程治理措施

堅(jiān)持“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的水污染治理原則，就要求首先對(duì)城市雨水中污染物的源頭進(jìn)行治理。雨水口是地面徑流的起始點(diǎn)，因此通過提升雨水口對(duì)于污染物的控制能力可以有效的治理雨水徑流污染。落底式雨水口是一種對(duì)污染物具有攔截作用的雨水口，具有可存儲(chǔ)部分粗重泥沙的空間，可以減少顆粒物對(duì)徑流的污染。然而其存儲(chǔ)空間有限，需要定期進(jìn)行清理，否則過量的沉積物會(huì)腐敗變質(zhì)，加重對(duì)徑流水質(zhì)的污染。在雨水徑流傳輸過程中降低其所含污染物濃度也是一種十分有效的措施。調(diào)蓄池是將雨水先進(jìn)行儲(chǔ)存一段時(shí)間，使水中的污染物可以在沉淀作用下沉積到調(diào)蓄池底部，對(duì)于去除重金屬污染物十分有效。滲濾設(shè)施可以通過過濾、吸附和離子交換等作用去除徑流中的溶解性。充分利用滲濾設(shè)施如滲井、多孔路面等，可以達(dá)到補(bǔ)充地下水資源的目的。

3.2 城市管理

對(duì)于城市面源污染的控制方法中，尤以最佳管理措施(Best Management Practice，BMPs)因高效經(jīng)濟(jì)、符合生態(tài)原則，在面源污染的控制中起到了不可替代的作用。BMPs 是服務(wù)于一個(gè)特定功能的單個(gè)或一系列實(shí)踐活動(dòng)，美國(guó)、阿根廷、巴西等國(guó)家都成功采用BMPs 來進(jìn)行農(nóng)業(yè)污染控制［3］。目前，我國(guó)在地面徑流污染物控制方面的政策較少，同時(shí)缺乏一套城市徑流控制的方法和體系，是導(dǎo)致城市雨水徑流污染狀況不斷惡化的主要原因。同時(shí)，合理的是城市規(guī)劃和管理也對(duì)路面徑流污染的控制具有至關(guān)重要的作用。擴(kuò)大綠地和透水路面面積、加強(qiáng)城市清潔力度、控制運(yùn)輸車輛數(shù)量和降低汽車尾氣污染等措施都對(duì)控制地面徑流污染物具有重要作用。

3.3 自然生態(tài)治理

生物滯留系統(tǒng)和人工濕地是當(dāng)前受關(guān)注度較多的雨水生態(tài)處理技術(shù)。生物滯留系統(tǒng)主要原理是將污水通過植物-土壤-填料/微生物系統(tǒng)后，使污水得到凈化并補(bǔ)充到地下水。其中植物可以吸收營(yíng)養(yǎng)鹽并降解有機(jī)物，并為微生物的存在提供附著場(chǎng)所;填料則根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇，主要起到吸附和過濾的作用;微生物則通過代謝功能直接降解水中的污染物，實(shí)現(xiàn)凈化功能。人工濕地可通過其內(nèi)部的物理、化學(xué)、生物作用，通過自然沉降、生物降解、吸附和過濾等功能直接對(duì)污染物進(jìn)行降解，同時(shí)也可作為城市景觀，是極其高效的城市雨水徑流污染物治理措施。植被控制也是一種利用自然的方法，既可以對(duì)污染物進(jìn)行截留和分離，又可以降低徑流流速，減輕對(duì)地面的沖刷。然而其對(duì)污染物去除作用受到植被種類、密度等多方面因素影響，需要根據(jù)不同地區(qū)氣候特點(diǎn)和污染物實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

4.結(jié)論

本文對(duì)于城市雨水徑流中污染物的類型和來源進(jìn)行了分析，并從工程治理、城市管理和自然生態(tài)治理三個(gè)方面提出了降低城市雨水徑流中污染物的方法，為城市面源污染治理提供了參考。

［1］張千千，李向全，王效科，等.城市路面降雨徑流污染特征及源解析的研究進(jìn)展［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，23(2):352-358

［2］裴青寶，劉偉佳，張建豐.等西安市城市路面地表徑流特征分析［J］.節(jié)水灌溉，2013，4:46-49

［3］黃沈發(fā)，唐浩，吳健.美國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染控制最佳管理措施(BMPs)概述［J］.上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)科學(xué)版)，2006，24 (增刊):105-110.