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路面雨水水質(zhì)特性

近年來,城市內(nèi)澇以及飲用水源污染頻繁發(fā)生。而雨水可作為飲用水源或突發(fā)污染時(shí)的備用水源,一些發(fā)達(dá)國家如德國、美國和日本等早已建立了較完善的雨水收集利用系統(tǒng)。與國外相比,我國在雨水資源利用管理體系上還存在不足。為此我國提出了“海綿城市”建設(shè)。作為江蘇省唯一試點(diǎn)城市,鎮(zhèn)江市近幾年在基于低影響開發(fā)理念改造小區(qū)、構(gòu)建水景公園等方面取得一定成果。但這種城市生態(tài)系統(tǒng)能進(jìn)行的示范研究有限,而校園有較強(qiáng)的開放性和高效的資源利用。文中以江蘇大學(xué)新校區(qū)為示范點(diǎn),分析路面雨水徑流水質(zhì)特性,進(jìn)行棄流工程模擬試驗(yàn),為路面雨水利用提供參考。

1材料與方法
1.1取樣與監(jiān)測以江蘇大學(xué)圖書館前路面篦子處為采樣點(diǎn),對10場不同降雨進(jìn)行分析研究。降雨在路面形成徑流后采集并計(jì)時(shí)。依據(jù)降雨強(qiáng)度,每隔一定時(shí)間采樣一次,記錄每次采樣時(shí)間。初期取樣時(shí)間間隔短,隨著降雨歷時(shí)逐漸增加。表1列出了降雨監(jiān)測信息。



1.2水質(zhì)測試
徑流雨水中污染物主要是懸浮物、有機(jī)污染物和氮、磷等營養(yǎng)元素,本試驗(yàn)以懸浮固體(SS)、化學(xué)需氧量(COD)、總磷(TP)和氨氮(NH3N)作為測定指標(biāo)并進(jìn)行分析。
SS是衡量水體感官特性和污染程度的重要指標(biāo),SS質(zhì)量濃度采用稱量法測定。COD表示水中有機(jī)物的相對含量,用重鉻酸鹽氧化法測定。NH3N是水中的營養(yǎng)物質(zhì),可引起水體富營養(yǎng)化,它是水中主要的耗氧污染物。用奈斯勒試劑比色法測定NH3N的質(zhì)量濃度。TP是水體富營養(yǎng)化評價(jià)水污染程度的主要因素。過硫酸鉀在121℃下消化30min后,用紫外可見分光光度法測定TP質(zhì)量濃度。
1.3結(jié)果分析
路面雨水徑流污染屬于面源污染,路面沉積物、交通垃圾等是其主要污染源。
1.3.1路面雨水徑流中SS變化規(guī)律
路面雨水中SS隨降雨歷時(shí)的變化關(guān)系如圖1所示。前期SS質(zhì)量濃度急劇下降,之后下降減緩;20~30min后SS質(zhì)量濃度基本在30mg·L-1以下,達(dá)到Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)[7]。表1數(shù)據(jù)表明11月29日降雨量和強(qiáng)度都較小,降雨時(shí)間短,所以SS質(zhì)量濃度曲線偏高并出現(xiàn)波動(dòng)。對比12月16日和12月25日兩場降雨,前5min內(nèi)12月25日的SS質(zhì)量濃度下降更陡,隨著降雨歷時(shí)增加,12月25日的SS質(zhì)量濃度更快趨于穩(wěn)定。因此,降雨強(qiáng)度越大,對染物的沖刷和稀釋作用越強(qiáng)。


1.3.2路面雨水徑流中COD變化規(guī)律
圖2是路面雨水COD質(zhì)量濃度隨降雨歷時(shí)的變化關(guān)系。道路雨水COD初始質(zhì)量濃度值較高,在10min內(nèi)明顯降低,20min后基本穩(wěn)定在20mg·L-1以下。對比表1中3月7日和3月20日兩場降雨的前期晴天數(shù)可知,距上次降雨時(shí)間間隔越長,初期雨水污染物質(zhì)量濃度越高,這表明污染物會(huì)隨時(shí)間積累。


1.3.3路面雨水徑流NH3-N變化規(guī)律
圖3是路面雨水NH3-N隨降雨歷時(shí)的變化情況??梢娫诮涤晷纬蓮搅鞯模啊玻埃恚椋顑?nèi),氨氮質(zhì)量濃度下降趨勢明顯,隨后趨于穩(wěn)定。同樣,當(dāng)降雨時(shí)間、降雨量和降雨強(qiáng)度都很小時(shí),路面雨水徑流氨氮質(zhì)量濃度曲線居高不下.


1.3.4路面雨水徑流TP變化規(guī)律
圖4為路面雨水TP隨降雨歷時(shí)的變化關(guān)系。由圖可見形成徑流的0~10min內(nèi),TP質(zhì)量濃度急劇下降,之后基本穩(wěn)定。對比發(fā)現(xiàn),3月7日的TP變化曲線高于3月8日,是因?yàn)椋吃拢啡站嗌弦淮谓涤觊L達(dá)12d,所以開始降雨時(shí),TP質(zhì)量濃度高達(dá)1.20mg·L-1,經(jīng)輕微沖刷后,3月8日TP質(zhì)量濃度明顯降低。



由上述分析可得出:路面雨水徑流水質(zhì)隨降雨歷時(shí)變化明顯,隨著降雨的進(jìn)行,污染物質(zhì)量濃度逐漸降低。此外,初期徑流污染嚴(yán)重,SS,COD,NH3-N和TP質(zhì)量濃度最高可達(dá)410.00,282.40,11.18和1.20mg·L-1.污染物隨降雨歷時(shí)變化的總體趨勢為前期污染物質(zhì)量濃度下降速率快,隨后逐漸減緩,最后趨于穩(wěn)定。

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