塘西河上游分流制排水系统降雨径流污染特征研究

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为研究城市面源污染,探讨城市径流污染特征,对塘西河上游6次降雨径流水质水量进行监测分析,计算次降雨径流平均浓度(EMC)和单位面积次降雨径流污染负荷(EPL),作M(V)曲线图研究初期冲刷现象,并对径流进行紫外-可见光谱扫描和三维荧光光谱扫描,探讨径流中溶解性有机质(DOM)性质。结果表明:(1)使用分流制排水系统的城市径流中污染物浓度变化趋势表现为在径流形成初期达到峰值,然后降低,前期浓度变化波动较大;汇水面积的大小、降雨特征、管道内沉积物积累情况均会对径流中污染物波动产生影响;径流中前期主要污染物瞬时浓度均超出地表水V类水标准,然后随着径流的持续冲刷和稀释作用会逐渐降低,当雨量小时,后期稀释作用减弱,污染物浓度会出现上升趋势。(2)通过计算得出研究区径流中各污染物平均EMC值分别为:TN(4.87±1.53)mg/L、 TP(0.59Q0.13)mg/L、CODcr(85.82±50.98)mg/L、SS(161.05±161.42)mg/L、NH4+-N(2.15±0.88)mg/L。各污染物平均EPL值分别为:TN(14.14±22.65)mg/L、 TP(2.70±5.13)mg/L、CODcr(223.79±323.93)mg/L、SS(1134.49±2357.14)mg/L、NH4+-N(6.51±11.33)mg/L,不同场次降雨事件的EPL差异较大。(3)以去除SS为目的的物理方法也会对氮磷和有机物有一定的处理效果;TN的EMC与降雨量、平均雨强和最大雨强之间存在显著负相关;2015年研究区在这6、7、8三个月期间共有10.38t TN、2.29t TP、1022.43t SS、161.70t CODCr和5.18t NH4+-N随降雨径流排入巢湖。(4)研究区的径流冲刷过程属于管渠冲刷,初期冲刷过程复杂,冲刷强度较弱,FF30>80的初期冲刷判定标准对于管渠冲刷不适用,过于严格,以FF50>50作为初期冲刷判定标准。不同的降雨事件存在着不同的冲刷情况,6月26日降雨的初期冲刷强度相对较强;同一场降雨事件中,不同污染物的冲刷情况会有所差异,只有NH4+-N的FF50平均值小于50,SS和CODCr的初期冲刷效应相对显著,五种污染物中只有TP在六场降雨过程中均出现了初期冲刷现象,各污染物FF50平均值比较结果为SS>CODCr>TP >TN>NH4+-N。本次研究中初期冲刷强度与各降雨特征间无相关性。(5)6月16日降雨径流中DOM芳香化程度和疏水性有机质所占比例均不稳定,整个降雨过程中DOM的分子量变化不大。径流中DOM中各成分相对含量在初期波动较大,到中后期逐渐稳定,基本保持不变;色氨酸等类蛋白物质的相对含量最多,在35%左右;类腐殖质类物质的相对含量最少,在5%-10%之间。径流DOM中类腐殖质组分以外源为主,腐殖化程度低且较为稳定;径流DOM以自生源为主,可能受到了人为活动的影响。
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