国内外城市雨水水质及污染控制

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1、?北京市科委专项基金项目?北京城区雨水径流污染控制与管理模式? ? 国 内 外 城 市 雨 水 水 质 及 污 染 控 制?车?伍?刘?燕?李俊奇?提要?随着点源污染控制的不断完善和城市的快速扩张?非点源污染的矛盾日益突出?对城市 水系构成严重的威胁必须科学认识和有效控制城市雨水径流所带来的非点源污染简略地回顾了国内外城市雨水污染及控制的研究?对国内外城市雨水径流水质?污染状况和控制策略框架进行了初步比较?以期为我国城市雨水径流污染控制和决策提供参考和借鉴关键词?城市径流?雨水水质?污染控制? ?国内外雨水径流污染研究概况 在发达国家?点源污染基本得到有效控制?雨水径流带来的非点源污染已成为水

2、体污染的主要因 素如美国约有? ?的河流和? ?的湖泊污染与非点源污染有关?已实现污水二级处理的城市?水体?年负荷约? ? ? ?来自雨水径流? ?美 国环保局?最近资料还表明?在一些州约? ?个被污染水体中?城市径流和其它非农业的 非点源污染被列为主导污染源的占? ?以上?我国雨水径流引起的污染问题也很严重在太湖?滇池等重要湖泊?非点源污染已成为水质恶化的主要原因之一?雨水径流携带大量污染物排入城 市水系也造成严重污染? ?初步的保守估算?城 区雨水径流污染占水体污染负荷的比例?目前在北京和上海约占? ?左右北京申奥?上海申博的成功加速了排水工程和污水处理厂的建设速度?到?年的规划实施后?城

3、市雨水径流污染负荷的比 例北京将上升到? ?以上?上海将上升至? ?左右?对中心建成水体会超过? ? ? 事实上?考虑径流污染物输送的非连续性和爆发性?其污染负荷所占比例在雨季的短时段内会成 倍升高?超过点源污染?对城市水体造成冲击性影响?严重制约城市水环境质量的彻底改善?许多城市暴雨后发生的水污染事件都是很好的例证近二三 十年间?城市雨水污染在发达国家受到广泛关注?许多国家对城市径流污染及控制进行了深入的研究?制定了系统的法规?管理和技术体系最具代表性的是? ?年美国?投入?亿美元进行的?全美城市雨水径流项目? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?研究? ?在许多城市大

4、规模 地收集分析雨水径流水质数据?研究污染情况及控制对策历经近?年?研究制定了城市雨水资源管理和雨水径流污染控制的?最佳管理方案? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 于?年修订水污染 防治法来有效地依法控制城市雨水径流污染?将全国 污染物排放削减体系? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?扩大到包括对城市雨 水径流污染管制在内的非点源污染防治? ?年正 式发布实施?主要针对?万人口以上的雨水管道系统和?类工业活动?包括大于?英亩的建筑工地?年?月又重新修订发布的? ?把管制对

5、 象扩充到所有城区雨水管道系统和占地? ?英亩的建筑工地?于?年?月全面实施与之配套的 是第二代? ?体系?对城市雨水污染控制的法令和技术更加严厉和完善 我国?年代初期于北京开始了对城市雨水径流非点源污染的研究?此后其他一些城市也相继 开展过相关研究但由于点源污染矛盾一直突出? 对城市径流污染未予以足够重视近年来?非点源污染矛盾有加重趋势?水污染控制的力度也在加大?城市径流污染开始引起越来越 多的重视如北京?年开始对城市雨水径流污染控制和雨水资源利用进行系统研究? ? ? ?不仅 分析径流污染指标及变化范围?对污染物的冲刷输? ? ?给水排水? ? ? ? ? ?送规律?主要影响因素?污染物负

6、荷和控制对策等都进行了研究我国对城市雨水径流带来的非点源污染研究取得了一批成果?但对径流量及其水质缺少全面监测数据?对径流污染源?输送机制?污染总量及相适应的合理排水体系和控制管理对策缺乏系统研究?目前尚未建立与雨水径流控制配套的技术和法规体系因此?将我国与发达国家城市雨水径流水质及污染控制进行比较?可以为中国城市对该领域的研究和决策提供借鉴? ?国内外城市雨水径流水质概况 国外对城市雨水水质研究已很多?本文列举加拿大?美国?德国和法国巴黎的一些城市径流水质数据?国内则以北京为代表?对城市径流水质和污染概况作一比较加拿大通过互联网收集了? ?年?份关于雨水径流水质的文献?分析雨水径流带来的污染

7、物的量和机理?研究对接纳水体水生生物和公众健康的影响?部分主要污染物变化范围列于表?美国?于?年提出城市暴雨径流的主要污染评价指标?如悬浮固体?有机物?植物营养物和重金属?见表?研究报告指出?美国城市及不同地域之间暴雨径流水质的统计结果无明显区别?污染成分的加权平均浓度? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?与城市?地理位置和地面条件等没有明显关系?但各种指标的变化范围很大需要指出?加拿大的总结报告和美国?的研究报告都未明确区分路面?屋面汇水面径流?主要反映城市综合的径流水质国外也是近年才开始注意屋面径流的污染?法国的研究者对巴黎市中心?个屋面?瓦? ?石板? ?锌板? ?个庭院

8、和?个街道取样点的?场降雨数据分析结果见表?研究肯定了庭院和街道径流污染的严重性?主要表现为?和?污染街道径流?接近或好于污水? ? ? ?的占? ? ?但全超过欧共体的处理厂排放标准? ? ?则有? ?超标屋面径流也有一定的污染?由金属屋面产生的一些重金属甚至超过街道径流?可能对水体和现场渗透土壤构成危害 ?表? ?美国城市雨水径流水质特征污染物加权平均浓度变化系数加权平均浓度值? ?中值? ?样品值? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?表? ?加拿大城市雨水径流水质项目? ? ?油?总溶解性固体?数值? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?注?表中数值单位

9、为? ?表? ?法国巴黎三种汇水面雨水径流污染物浓度汇水面?污染物屋面径流最小最大中值庭院径流最小最大中值街道径流最小最大中值欧共体对处理厂排放的规定法国?类水质最高浓度? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?注? ?类水质指灌溉?渔业?非洗浴和经深度处理作饮用水等要求给水排水? ? ? ? ? ? ? ?德国有资料? ? ? ? ? ? ? ?教授提供? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?将屋面雨水径流与路面雨 水径流水质区分?见表? ?以便针对不同的水质进行处理和利用表? ?德国屋面?道路雨水径流

10、污染物浓度项目?污染物平均值低值中值高值? ?样本值屋面径流? ? ? ?无机? ?路面径流? ? ? ? ?无机? ? ? ? ? ?北京连续?年对城区雨水径流进行分析因初 期径流污染物浓度很高?是需要重点控制的对象?故将初期径流水质和各场雨平均污染物浓度结果分别列于表?和表? 路面和油毡屋面初期径流?通常达数千? ? ? ?合成洗涤剂?酚?石油类和重金属铅?路面和屋面径流都超出北京地下水人工回灌水质标准?如果直接回灌地下或排入水体将造成污染?必须采取有效的初期雨水控制措施沥青油毡屋面的有机污染物比瓦屋面的约高?倍?路面径流的主要污染物? ? ?和部分重金属的初期浓度和加权平均浓度都比屋面的

11、高表? ?北京城区不同汇水面初期径流部分污染物汇水面?污染物天然雨水平均值屋面雨水平均值沥青油毡屋面瓦屋面变化系数路面雨水平均值 变化系数? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?合成洗涤剂? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?酚? ? ? ? ?石油类? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?注?表?中带?号的数据为超出?北京地下水人工回灌水质控制标准?表?至表?的数据及分析处理基础不完全一表? ?北京城区不同汇水面雨水径流污染物平均浓度汇水面?污染物天然雨水平均值屋面雨水平均值沥青油毡屋面瓦屋面变化系数路面雨水平均值 变化系数? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?致?难以做全面的精确对比?可通过主要污染指标数量级和变化范围的比较对污染程度做出评价表?中数据未做统计分析?其中?上限浓度过高?应属于特例?如建筑工地?裸露土地上的暴雨冲刷径流其它主要污染物? ? ? ?油类的上限与北京城市道路雨水污染程度接近?巴黎三种汇水面径流主要污染物的中值和最大 值明显小于北京巴黎?德国屋面径流?中值和北京天然雨水的平均值接近?但都低于北京屋面的?值油毡材料和大气的降尘是北京屋面?值 偏高的主要原因表? ?表?的?都相对较低?表明城市径流的可生化性差?与北京的研究结论相符美国?德国径流的主要污染