路面雨水径流中重金属测定Word文档格式.docx

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土木工程学院

专业：

给水排水工程

学号：

070605115

学生姓名：

刘景龙

指导教师：

薛红琴

职称：

讲师

二O一一年五月二十日

摘要

路面雨水径流中含有大量的悬浮颗粒物、有机物、营养盐和重金属等污染物,与有机污不同重金属不易降解或破坏，能在生物体内富集，具有污染持久、区域广泛、治理难等特点，并且可以通过饮用水和食物链等途径进入人体，在人体内积累，当其达到一定浓度后将对人毒害作用。

本实验是对研究区域南京市的南京林业大学周边路面雨水径流中的重金属进行取样测定，重点讨论重金属污染物的出流规律，事件平均浓度，并分析了降雨特征即降雨历时，降雨强度，降雨量对径流重金属污染物的影响。

不同类型降雨事件对重金属污染出流规律的影响不同，可得出降雨量对Cu的溶解出流影响较大，前期晴天数对Zn在路面的积累影响较大的结论。

最后分析重金属污染的产污机理以及排污特性与控制措施，为保护水资源做好雨水再利用提出可行的方案。

关键字：

路面径流；

重金属；

出流规律；

污染物

ABSTRACT

Pavementstormwaterrunoffcontainalotofnutrientandheavymetalsuspendedparticleorganicpollutantssuchasheavymetalsandorganicpollutiondegradationordifferent,notdestructionandcaninvivo,withpollutionconcentrationareawidelygovernancepoints,lastingthroughthewaysuchasdrinkingwaterandfoodchainentersthebody,andinthehumanbody,whenitsreachaccumulate。

Thisexperimentistostudyareaofnanjingforestryuniversity,nanjingroadstormwaterrunoffaroundsamplingthedeterminationofheavymetal,thispaperfocusesontheheavymetalpollutantsfromflowrule,events,andanalyzestheaverageconcentrationofrainfall,rainfallintensitythatrainfalldurationofheavymetalpollutants,rainfallrunoffofinfluence.DifferenttypesofrainfalleventofheavymetalpollutionthattheflowlawofthedifferentrainfallCudissolvedoutlarger,flowinfluencedthenumberofZninpavementtocleartheaccumulationoftheinfluenceofheavymetalpollutionanalysisconclusionfinallyproducingpollutionemissioncharacteristicsandcontrolmechanism,andmeasuresforprotectionofwaterresourcesdorainreusethefeasiblescheme.

Keyword：

pavementrunoff;

heavymetal;

outflowlawof;

pollutants

1前言

1.1立题依据

公路路面径流在世界上已发展成为相对独立的研究领域，并逐步形成了理论体系。

但由于各国在汽车交通、地理环境、气候条件、环境监测与管理方式上存在着较大的差异，而且路面径流污染问题是受多种随机因素综合作用的一个十分复杂的问题，国外的一些研究结果未必适合我国的情况。

例如，我国汽车排放的碳氢类化合物是发达国家的1828倍，因此我国的公路路面径流污染问题应比发达国家更为严峻。

我国公路建设项目的投资规模不断加大，对公路建设项目与环境的协调发展提出了更高更新的要求，从而对我国公路路面径流污染及防治措施的研究势在必行。

20世纪80年代以来，我国逐渐认识到路面径流污染问题的重要性，相继开展了城市和农村的降雨径流污染研究，并取得了一定进展。

但我国开展研究的时间毕竟不长，许多路面径流污染的理论和方法还需完善。

鉴于我国路面径流污染的严重性，今后应重点加强公路路面径流污染的理论研究，了解降雨径流污染物的迁移转化规律，结合我国实际，提出切实可行、经济实用的控制管理技术、方法。

公路运营过程中产生噪音、尾气、固体废弃物等污染，使公路沿线的农作物在受污染的土壤、水体、大气中生长，普遍出现减产和农产品品质下降的现象，甚至因有毒有害物质在可食用部分的累积量超过卫生标准的允许量而绝收。

吴长年等对沪宁高速公路镇江段的重金属污染的形态特征研究表明，公路两侧60m范围内土壤环境中Pb、Co、Cr达到了轻一中等程度污染；

Cu、Ni、Mn在镇江出口离公路20m处也达到了一级污染。

随着中国加入WTO，农产品贸易日趋增加，对农产品的安全提到了很高的要求，公路两侧农产品的安全问题已引起高度重视。

而路面径流污染是造成公路两侧土壤和水体污染最重要的因素之一，因此，开展路面径流污染防治技术研究对公路路面周围的环境保护与建设具有重要的理论和实际应用价值，同时对公路沿线地表水、农田及农产品保护具有重要的意义。

1.2研究的目的及意义

路面雨水径流中含有大量的悬浮颗粒物、有机物、营养盐和重金属等污染物与有机污不同，重金属不易降解或破坏并且能在生物体内富集，具有污染持久、区域广泛、治理点，可以通过饮用水和食物链等途径进入人体，并在人体内积累，当其达到一定浓度后将对人体产生毒害作用。

自20世纪70年代美国首先开展路面径流重金属污染的相关调查研究工作后,许多西方国家相继开展了此方面的工作，通过路面径流水质监测积累了大量的基础数据，重金属污染出流规律，事件平均浓度及其影响因素等方面的研究较深入。

水资源的短缺以及水环境的严重污染已经成为制约我国社会、经济发展的重要因素。

我们想要改变这种状况，在合理用水、节约用水的情况下，如何处理好污水水质就显得非常重要了。

所以必须科学有效的控制城市雨水径流所带来的污染。

此课题是对路面径流雨水有机目的：

研究路面雨水中的重金属的种类及含量，研究重金属出流规律，事件平均浓度，并分析降雨特征对径流重金属的影响。

实验研究是为了找出最佳的污水处理技术，分析路面雨水中的重金属以便于研究道路非点源污染的产污机理与排污特性以及其控制措施，保护水资源的再利用不仅仅是要在技术上达到标准，还要达到使处理的成本降到最低。

1.3国内外的研究现状

公路路面径流水环境污染是指在公路运营期，客货车运输过程中在路面的抛撒，汽车尾气中微粒在路面的降落，汽车燃油在路面上的滴漏及轮胎与路面的磨损物等，在降水形成的路面径流挟带下排人水体或农田，从而造成对水体的污染。

一般地路面径流不会对水体造成大面积污染，但当道路距水源保护地、生活饮用水源和水产养殖水体等较近时，由雨水形成的路面径流是对地表和地下水体的再次污染的污染源。

城市路面径流污染是城市地表径流污染源的主要组成部分，现已成为国内外点源污染研究的热点问题。

在确定污染物成分含量和影响因素方面的研究目前较多，并取得了一系列的成绩。

在国外发达国家早在20世纪70年代就开始重视这方面的研究，美国国家环保部门开展了大规模的公路路面径流污染的调查和研究。

国外对公路路面径流的研究主要有：

确定公路路面径流中污染物的成分、含量及其影响因素。

德国专家Stotz等人从1978到1981年，在德国3条交通量很大的公路上对145场降雨的850个径流水样进行了连续监测和分析研究，结果表明公路路面径流中的污染物有SS、COD、重金属、P、N营养物氯化物、油脂和PAHS（多环芳香烃）等。

Drapper等人对澳大利亚Brisbane市周围公路的21个测点的12场降雨引起的路面径流进行了为期18个月的测试研究，分析了径流中SS、凯氏氮（TNK）、总磷（TP）、重金属等污染物的浓度，并研究了径流中污染物的浓度与交通量、路面类型、测点特征之间的关系。

Ellis等人研究指出，SS是公路路面径流最主要的污染物其主要来源是轮胎磨损颗粒、筑路材料磨损颗粒、运输物品的泄漏、刹车连接装置产生的颗粒及其他与车辆运行有关的颗粒物、大气降尘及除冰剂等。

重金属中含量最多的是铅、锌，铅主要来自于汽车尾气的排放，锌主要来自于轮胎的磨损，氯化物主要来自于除冰盐，油和脂主要来源于燃料或润滑油的泄漏。

毒性有机物主要是汽油烃（PHC）和PAHS。

可见，公路交通活动是这些污染物质的主要来源。

这些物质一部分直接沉积在路面或公路附近，其他部分则飘散在空气中或随降尘或降雨进人路面或土壤表面。

公路路面可沉污染物的沉积并不是时间的线性函数，而与交通频率、车辆运行习惯、路况、路面清扫频率等有关。

因此，要研究公路路面径流的污染，应首先研究路面沉积物的污染特性。

影响路面径流污染的因素很多，包括降雨量、降雨时间、交通量及大气污染程度、两场降雨之间的间隔时间、路面宽度、路面性质等，而且各种因素随机性很强，偶然性大，至今尚无普遍适用的统一评测方法。

不同的学者对这方面的研究结果也不尽相同。

近年来的一些研究发现，交通量的变化不会十分明显地改变径流中污染物的浓度。

但另一些研究却显示，路面径流排水与降雨期间的交通总量存在一定的相关关系。

Chui等人对美国华盛顿的9条具有不同气象条件、交通状况及土地利用状况的公路上的500多场降雨径流进行测试，结果表明路面径流总悬浮固体负荷及其他一些污染指标的排污负荷与降雨期间累积交通量成正比。

路面径流污染物的浓度受路面类型的影响较大，沥青路面径流中的铅、锌、COD及TOC的浓度是相同条件下水泥混凝土路面径流的3～5倍。

Maestri的研究表明，采用多孔沥青路面后，其径流中污染物的浓度大大减少，因此研制和使用各种类型的多孔路面不仅有利于行车，也有利于降低路面径流污染。

Sansalone（1997）认为城市路面径流中的污染物通常有固体物质、营养物质、重金属、油和脂、细菌、除冰盐等。

Gjessing等测定了挪威公路路面径流中PAHS和重金属的含量，并分析了各种污染物的来源及其在受纳水体中的分布情况；

Viklander（1998）测试了沉积于瑞典街道上沉积物的颗粒级配及重金属的含量，并分析了其与交通流量及周围区域环境的关系。

Drapper等对澳大利亚布里斯班市12场降雨在公路上21个测点的路面径流进行了18个月的测试研究，分析了径流中SS、凯氏氮（TNK）、总磷、重金属等污染物的浓度，并研究了径流中污染物的浓度与交通量、路面类型、测点特征之间的关系，但由于每场降雨的特点和天气条件又不尽相同，因此所确定的关系对其他地区可能不适用，但其研究方法和研究思路是可借鉴的。

国外对污染物的迁移过程也进行了大量的研究，如Huber和Dickenson提出了污染物在晴天的累积模式，该模式认为污染物在晴天的累积量是时间的指数函数，Metcalf和Eddy等提出地表污染物的冲刷模型，该模型认为径流过程中不透水地表表