戚衛(wèi)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(zhì)污染已經(jīng)成為城市河流水質(zhì)污染的重要組成[1]。城市面源污染已經(jīng)成為當前城市河流水環(huán)境污染研究的重要課題。由于城市面源污染來源較為復(fù)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(jié)[3]。為此需要對夏季雨水徑流攜帶的污染物進行有效監(jiān)測，才能有效對區(qū)域城市河流水環(huán)境治理提出相對應(yīng)的管控措施。當前，對于區(qū)域夏季雨水徑流下水質(zhì)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(qū)不同類型下墊面雨水徑流下的污染物進行現(xiàn)場檢測，是其濃度變化監(jiān)控的重要方式。為此，文章結(jié)合營口地區(qū)3種主要的城市下墊面類型，通過現(xiàn)場監(jiān)測方式，對其夏季雨水徑流下水質(zhì)污染物濃度變化進行監(jiān)測分析。研究成果對于營口地區(qū)城市河流水環(huán)境保護治理具有重要參考意義。

1 污染物濃度監(jiān)測方案

1.1 試驗區(qū)域概況

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

1.2 水樣采集

為便于居民生活區(qū)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(shè)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(qū)的水樣采集點，景觀綠地區(qū)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(jiān)測難度較高，因此結(jié)合營口地區(qū)的徑流系數(shù)均值和降水量監(jiān)測數(shù)據(jù)對其徑流量進行推算。

1.3 水質(zhì)測定

本次試驗從2019年夏季達到2020年夏季，共對營口地區(qū)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(zhì)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(jié)果

2.1 各類型下墊面水質(zhì)污染物濃度監(jiān)測結(jié)果

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

表1 各類型下墊面場次降雨下的水質(zhì)污染物濃度監(jiān)測結(jié)果

從各類型下墊面場次降雨下的水質(zhì)污染物濃度監(jiān)測結(jié)果可看出，居民生活區(qū)和城市交通干道各水質(zhì)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(qū)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(qū)由于較高密度的城鎮(zhèn)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(zhì)污染物具有一定的生態(tài)滯留效應(yīng)。

2.2 各下墊面類型下的污染物濃度Person系數(shù)分析結(jié)果

在城市居民生活區(qū)、城市交通干道、城市綠化用地下的水質(zhì)污染物濃度監(jiān)測結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合Person系數(shù)計算方法對不同水質(zhì)污染濃度的相關(guān)度進行分析，營口地區(qū)居民生活區(qū)下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果，見表2；營口地區(qū)城市交通干道下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果，見表3；營口地區(qū)城市綠地下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果，見表4。

表2 營口地區(qū)居民生活區(qū)下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果

表3 營口地區(qū)城市交通干道下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果

表4 營口地區(qū)城市綠地下污染物之間Person系數(shù)分析結(jié)果

從分析結(jié)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(guān)系數(shù)，其他水質(zhì)污染物濃度的Person相關(guān)系數(shù)均較低，氨氮和總氮相關(guān)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(guān)度。

2.3 初期徑流污染濃度監(jiān)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(shù)據(jù)，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(wěn)定，從降雨開始到產(chǎn)流的1h以內(nèi)，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(jié) 論

1)通過濃度監(jiān)測分析，營口地區(qū)居民生活區(qū)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(guān)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(guān)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。