重慶城市降雨徑流中重金屬的輸出特征及其風(fēng)險評估.pdf

1、當(dāng)點源污染得到有效控制后，由城市地表徑流造成的面源污染對水環(huán)境的影響正日益凸顯，并成為城市水體污染的重要來源。城市下墊面累積的重金屬是降雨徑流中重金屬污染的主要來源之一。街道塵土和降雨徑流系統(tǒng)中的重金屬輸出及其潛在風(fēng)險，正逐漸演變?yōu)槠毡殛P(guān)注和亟待解決的問題。本文以長江上游、水網(wǎng)密布、正處于快速城市化的重慶市渝北區(qū)和江北區(qū)為研究區(qū)域，該區(qū)域依托嘉陵江支流-盤溪河。通過連續(xù)監(jiān)測2008～2009年的降雨事件，以城市降雨徑流顆粒物和重金屬為主

2、要研究對象，分析徑流中顆粒物和重金屬的輸出特征、徑流系統(tǒng)重金屬的源-匯特征，評估重金屬在城市街道塵土-降雨徑流系統(tǒng)中的潛在風(fēng)險，旨在明確城市降雨徑流中重金屬的污染過程和主要控制環(huán)節(jié)，取得了如下的主要研究成果：
　　 1.各次降雨事件中，城市降雨徑流顆粒物的粒徑分布均呈現(xiàn)明顯的時間變化特征。降雨徑流中的顆粒物粒徑以<300μm為主。隨著降雨時間的推移，<45μm的徑流顆粒物比例逐漸增加，隨后趨于穩(wěn)定。屋頂、道路、下水道和河流采樣點

3、的顆粒物中，均以<45μm顆粒物的體積百分數(shù)最大，分別達到52.54％、63.96％、47.65％和51.81％。比較發(fā)現(xiàn)，屋頂徑流中的顆粒物最細，其45～75、75～150、150～300μm粒徑范圍內(nèi)顆粒物的體積百分數(shù)較小。停車場、道路和河流中<45μm顆粒物的質(zhì)量百分數(shù)均超過50％，河流<45μm顆粒物的質(zhì)量百分數(shù)均超過80％。
　　 2.城市降雨徑流中重金屬的輸出形態(tài)以顆粒態(tài)形式為主，不同重金屬的顆粒態(tài)百分數(shù)差異明顯。研

4、究發(fā)現(xiàn)，降雨徑流中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb的顆粒態(tài)百分數(shù)分別為80.11％、90.89％、75.66％、84.63％、97.17％和99.45％。重金屬與顆粒物的相關(guān)性隨顆粒物粒徑的增大而減小。所有被測重金屬的濃度與<45μm顆粒物的百分數(shù)呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(p<0.05，n=10)；Ni、Cu、Zn、Cd和Pb濃度與<45μm和45～75μm顆粒物的百分數(shù)呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(p<0.01，n=10)。
　　 3.隨著

5、顆粒物粒徑的減小，街道塵土中重金屬的濃度逐漸增加，而徑流顆粒物中重金屬的濃度變化趨勢不明顯。粒徑為150～300μm的徑流顆粒物中Cr、Zn、Cd和Pb的濃度比街道塵土高。
　　 4.重慶市區(qū)街道塵土受到Cr、Cu和Zn的污染嚴重，對城市水環(huán)境質(zhì)量和水生生態(tài)系統(tǒng)干擾較大；工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)和停車場<45μm和45～75μm的街道塵土中Cr、Cu和Zn超過單個重金屬的最高效應(yīng)閥值(SEL)，對環(huán)境構(gòu)成嚴重危害風(fēng)險。150～300μm徑

6、流顆粒物中Zn和Pb對城市水體構(gòu)成嚴重危害風(fēng)險。工業(yè)區(qū)150～300μm顆粒物中Cr、Ni、Cu、Zn和Pb對環(huán)境有嚴重危害風(fēng)險。
　　 5.在輸出過程中，重金屬主要附著在<45μm的顆粒物上，并發(fā)生遷移。<45μm的徑流顆粒物中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb載荷分布差異明顯，其中河流分別為74.0％、85.0％、73.3％、61.0％、63.5％和67.5％，道路分別為50.7％、58.7％、60.1％、45.1％、51.

7、8％和52.3％，停車場分別為41.1％、46.1％、52.2％、38.6％、46.4％和45.1％。
　　 6.街道塵土中Zn和Cd對城市水環(huán)境的影響風(fēng)險高，道路和停車場Cd的釋放風(fēng)險明顯高于河流。道路徑流顆粒物中Cd的醋酸鹽結(jié)合態(tài)百分數(shù)為31.4％，對環(huán)境構(gòu)成高釋放風(fēng)險；停車場徑流顆粒態(tài)Cd對環(huán)境構(gòu)成高釋放風(fēng)險，Ni和Zn對環(huán)境構(gòu)成中等釋放風(fēng)險；河流Zn和Cd對環(huán)境構(gòu)成中等釋放風(fēng)險。降雨過程中，重金屬對城市水環(huán)境的風(fēng)險沒有明