營口地區夏季雨水徑流下水質污染物濃度監測試驗分析

戚衛偉

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115000)

0 前 言

近些年來，城市點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污染已經成為城市河流水質污染的重要組成[1]。城市面源污染已經成為當前城市河流水環境污染研究的重要課題。由于城市面源污染來源較為復雜且十分分散，其很難進行有效控制[2]。夏季由于雨水較多，雨水徑流攜帶的污染物要明顯對于其他季節[3]。為此需要對夏季雨水徑流攜帶的污染物進行有效監測，才能有效對區域城市河流水環境治理提出相對應的管控措施。當前，對于區域夏季雨水徑流下水質污染物濃度分析也初步取得一定研究成果[4-10]，這些研究均表明對城市地區不同類型下墊面雨水徑流下的污染物進行現場檢測，是其濃度變化監控的重要方式。為此，文章結合營口地區3種主要的城市下墊面類型，通過現場監測方式，對其夏季雨水徑流下水質污染物濃度變化進行監測分析。研究成果對于營口地區城市河流水環境保護治理具有重要參考意義。

1 污染物濃度監測方案

1.1 試驗區域概況

文章以營口地區為監測試驗區域，營口地區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域、城市交通干道以及城市綠化用地，也是區域城市面源污染負荷的主要來源。為對營口地區夏季雨水徑流的水質污染物濃度進行有效監測，文章在以上3種類型區域建立水質采樣點，對采樣數據進行水質濃度分析。

1.2 水樣采集

為便于居民生活區域、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置2個水樣采集點，雨水收集井作為城市交通干道的水樣采集點，樓道下水井作為城市居民生活區的水樣采集點，景觀綠地區域作為城市綠地水樣采集點。由于夏季雨水徑流速率較大，因此每間隔10min在1h降水后進行1次水樣的采集和處理，當1h后每間隔20-60min進行1次水樣的采集和處理。由于水量監測難度較高，因此結合營口地區的徑流系數均值和降水量監測數據對其徑流量進行推算。

1.3 水質測定

本次試驗從2019年夏季達到2020年夏季，共對營口地區進行6次降水徑流的試驗采樣分析，總氮、總磷、氨氮、COD四種水質指標試驗測定均采用分光光度法進行試驗測定。

2 試驗測定分析結果

2.1 各類型下墊面水質污染物濃度監測結果

本次試驗從2019年夏季達到2020年夏季，共對營口地區進行6次降水徑流的試驗采樣分析，各類型下墊面水質不同降雨場次下的水質污染度監測結果，見表1。

表1 各類型下墊面場次降雨下的水質污染物濃度監測結果

從各類型下墊面場次降雨下的水質污染物濃度監測結果可看出，居民生活區和城市交通干道各水質污染物濃度均要高于城市綠地下的污染物濃度，這主要是因為城市綠地對污染物具有降解功能，從而降低了雨水徑流沖刷下下滲進入土壤中的污染物濃度。居民生活區污染度濃度可達到III類標準限值的1.3-2.2倍之間，城市交通干道濃度可達到III類標準限值的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。居民生活區由于較高密度的城鎮居住人口對污染物濃度影響較為明顯，受人類活動影響程度較高。而城市交通干道和城市綠地受人類活動影響程度較小。草地對各類水質污染物具有一定的生態滯留效應。

2.2 各下墊面類型下的污染物濃度Person系數分析結果

在城市居民生活區、城市交通干道、城市綠化用地下的水質污染物濃度監測結果的基礎上，結合Person系數計算方法對不同水質污染濃度的相關度進行分析，營口地區居民生活區下污染物之間Person系數分析結果，見表2；營口地區城市交通干道下污染物之間Person系數分析結果，見表3；營口地區城市綠地下污染物之間Person系數分析結果，見表4。

表2 營口地區居民生活區下污染物之間Person系數分析結果

表3 營口地區城市交通干道下污染物之間Person系數分析結果

表4 營口地區城市綠地下污染物之間Person系數分析結果

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

2.3 初期徑流污染濃度監測

為探討雨水徑流初期對污染物沖刷的影響，在6場降雨中選取兩種典型降水量較大的場次降雨作為分析數據，對其降雨初期污染物濃度變化進行分析。兩場典型降雨主要特征，見表5。

表5 兩場典型降雨主要特征

從兩場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定，從降雨開始到產流的1h以內，COD和總磷濃度的降幅>20%，總氮和總磷的濃度降幅>30%，這主要是因為徑流初期沖刷影響，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，其對污染物沖刷影響更大。

3 結 論

1)通過濃度監測分析，營口地區居民生活區污染度濃度可達到III類標準限值的1.3-2.2倍，城市交通干道濃度可達到III類標準限值的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)氨氮和總氮相關度較高的原因在于雨水徑流攜帶的污染物中無機氮是其主要的組成形式，因此氨氮與總氮具有較高的相關度。

3)因為徑流初期沖刷影響，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，其對污染物沖刷影響更大。