城市降雨径流重金属污染规律及其控制技术研究

发布时间：2020-03-17 23:58

【摘要】：随着我国城市化的快速发展,城市下垫面不透水比例的增加,非降雨期间累积的各种污染物在降雨期间被冲刷、溶解进入径流中,尤其是重金属污染物,由于其具有难降解、生物富集性等特征,重金属污染物进入水环境后对人体具有长期的潜在影响,因此研究降雨径流重金属污染物的时空规律及其控制技术具有重要的意义。本论文首先以长治市降雨径流为研究对象,选取具有代表性的居民区,商业区和工业区的屋面与路面,通过监测各个功能区的数场降雨,研究降雨径流中重金属污染物(Cd、Cu、Zn和Pb)的时空规律及年污染负荷估算,研究发现:(1)同一功能区同一场降雨,屋面和路面降雨径流中重金属浓度随径流时间的变化趋势类似;对于同一功能区,每场降雨产生的径流重金属污染程度总体上路面高于屋面;降雨径流中重金属浓度峰一般滞后于降雨强度峰;各个功能区的SS和重金属之间的相关性较好,Cu和Zn、Cu和Pb、Zn和Pb之间的相关性较好,其它重金属之间相关性较差。(2)居民区20170714场次降雨径流四种重金属均未发生初期冲刷效应,其它监测场次均有部分重金属发生了初期冲刷效应;商业区20170904场次降雨径流重金属未发生初期冲刷效应,20170714场次降雨径流屋面和路面均发生了初期冲刷效应,其它大部分场次均有部分重金属发生了初期冲刷效应;工业区监测的所有场次降雨径流,均有部分重金属发生了初期冲刷效应。(3)由每场降雨径流重金属EMC可知,降雨径流重金属Cd的污染程度最高,大部分为劣V类,Cu、Zn和Pb均为III类水体以上;利用平均浓度法结合SCS模型可计算出,长治市城郊区屋面和路面降雨径流重金属Cd、Cu、Zn和Pb年污染负荷之和分别为:649.04kg/a、1141.17kg/a、3176.73kg/a和188.02kg/a,屋面降雨径流重金属Cd、Cu、Zn和Pb单位面积年负荷分别为:0.14kg/(hm~2·a)、0.24kg/(hm~2·a)、0.69kg/(hm~2·a)和0.04kg/(hm~2·a),路面降雨径流重金属Cd、Cu、Zn和Pb单位面积年负荷分别为:0.15kg/(hm~2·a)、0.39kg/(hm~2·a)、0.85kg/(hm~2·a)和0.07kg/(hm~2·a)。在降雨径流重金属污染规律的基础上,本文结合海绵城市低影响开发措施,提出降雨径流重金属污染控制技术——生物滞留设施,利用人工模拟雨水,选取了进水量,进水时间,进水浓度和填料四个影响生物滞留设施去除重金属的因素,每个因素选取三个不同水平,分别对有植物生物滞留设施和无植物生物滞留设施进行正交实验。实验结果显示,两种生物滞留设施对铜、锌、铅、镉、铬和砷的去除效果均较好,去除率均达到70%以上,并且在四个因素中,填料对重金属的去除率影响最大,其次是进水时间。有植物的生物滞留设施对重金属去除率比无植物的整体较高。
【图文】：

植草,三角形断面,转输,污染物去除

第 1 章绪论其去除率较低，分别为：10.06%、5.52%、2.80%和 6.84%。王实验，实验表明影响植草沟对径流中污染物去除率的因素由大负荷、草高、水深。所述，植草沟对降雨径流中重金属等污染物去除效果较好，，但较大，对于土地利用较紧张的城市来说，不太适合，且植草沟招惹蝇虫，卫生较差。

植草,人工系统,三角形断面,转输

植草沟对降雨径流中重金属等污染物去除效果较好，但植草沟[55]占地面积较大，对于土地利用较紧张的城市来说，不太适合，且植草沟经常被水淹没，易招惹蝇虫，卫生较差。图 1-1 转输型三角形断面植草沟典型构造示意图[55]Figure 1-1 Schematic diagram of the typical structure of the transfer type triangular section1.2.2.2 人工湿地人工湿地是一个利用内部土壤、微生物、人工介质和植物等物理、化学和生物共同作用，来处理被污染水的人工系统。人工湿地典型构造示意图见下图 1-2。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X52

【参考文献】