上海市公路雨水径流中重金属的形态及分布特征

作者:聂发辉;李田;王朔 刊名:湖南大学学报(自然科学版) 上传者:江珊珊

【摘要】对上海市内环高架一段路面的5场降雨径流进行监测,分析了典型降雨-径流事件中固体颗粒物的粒径分布特征和各个颗粒粒径范围内重金属的含量.结果表明:径流中悬浮固体主要由粒径<250μm的颗粒组成;颗粒态重金属是径流中污染物输出的主要形态;SS和重金属都表现出了较强的初期冲刷效应.通过拦截路面径流初期20%~30%的径流量,能够去除路面径流中大部分的SS和重金属等主要污染物.因此,去除固体悬浮物是治理上海公路径流重金属污染的有效途径.

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当点源污染被有效控制后,面源污染就成为城市水质恶化的主要原因之一,降雨冲刷地表沉积物产生携有大量污染物的径流进入水体,对城市水环境造成了严重的危害.公路径流是城市面源污染的重要组成部分,公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、刹车连接装置和路面磨损等累积大量的悬浮固体和重金属.有研究表明[1],城市道路地表径流是有毒污染物(如重金属等)进入地表水体的重要途径,城市道路径流贡献了总污染负荷中50%的悬浮固体和35%~75%的重金属.有毒有害污染物(如重金属)在径流中的形态及其分布特征已成为当前研究的热点.Han等人的研究表明重金属与径流中的固体物质显著相关,尤其与悬浮固体物中小颗粒的浓度密切相关[2].在此基础上,Sansalone和Buchberger等人进一步研究了重金属在公路表面不同粒径颗粒物上的分布情况,结果表明,几乎所有的颗粒物粒径都小于2200m,重金属在粒径范围为25~45m的颗粒物上含量最高[3].我国对道路雨水径流的研究相对开展较少,系统研究更是缺乏.目前只在北京、上海、澳门等城市开展了路面径流水质的监测分析工作.然而,上述研究大多没有考虑城市道路地表径流中重金属的赋存状态及其在不同粒径颗粒物上的分布特征.由于道路雨水径流污染受到本地的气候、周围环境以及道路维护和使用状况等多种因素的影响,国外获得的资料和认识很难应用于本地.为此,本文对上海市城市内环高架路面降雨径流水质进行了监测,确定径流中悬浮颗粒物粒径分布(PSD)和变化规律,分析地表径流中重金属的输出形态及特征,以期为城市水污染治理和决策提供基础数据和科学依据.1材料与方法11采样点选择上海城区中山北二路某路段排水口作为采样监测点.该道路为城市内环高架路,水泥沥青路面,双向四车道,路面雨水径流经道路一侧的落水管排入地面雨水管接口,对应汇水面积约300m2,日均交通量约30000辆d-1.同时在距采样点约500m处设置自计式雨量计采集降雨数据.12采样与监测在降雨-径流发生期间,用聚乙烯瓶在落水管口采集瞬时径流水样,并在落水管地面排水口监测路面径流流量变化,采样间隔5~30min,视降雨历时和径流流量而定.径流流量的测量采用的是容积法.2007-06-28~2007-08-03期间共监测了5场降雨,各场次降雨特征如表1所示.样品采集后,贴上标签,编好号码,并且记录采样地点、日期、采样起止时间等,并对样品进行预处理,以备实验分析.13样品预处理径流和雨水样品采集后立即送实验室进行过滤.过滤用事先称重的0.45m滤膜过滤,粒度分布测试按照文献报道采用湿筛分的方法[4].本研究中使用一套孔径分别为45m,106m,250m叠置的尼龙标准筛进行筛分.然后分别取0.5g分级悬浮固体样品,加浓硝酸在微波消解装置(Questron)中消解后定容测试.对收集到的瞬时样品的重金属采用颗粒态和溶解态分开测试的方法,即分别测试残留于滤膜上已确定含量的SS中的重金属含量和相应滤液中重金属的含量,此时对应径流样品重金属的总含量为两者的和.表15场降雨事件主要特征Tab.1Themajorcharacteristicsof5rainfallevents序号降雨事件降雨时段降雨量/mm降雨历时/min平均降雨强度/(mmmin-1)最大降雨强度/(mmmin-1)前期晴天/d前次降雨量/mm1234507-06-2807-07-0707-07-2007-08-0207-08-031355~15351255~15301405~14301216~13211641~173238.04

参考文献

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