高速公路路面顆粒物特性及與路面徑流污染相關性研究.pdf

1、高速公路路面徑流沖刷路面累積污染物引起的徑流污染，是高速公路徑流污染的主要來源，有效治理高速公路污染的關鍵，是要明確高速公路路面顆粒物的形成和積累規(guī)律。本文以長深高速濱州段為研究對象，分析了路面顆粒物的累積規(guī)律及其對污染物的吸附特性，在徑流沖刷研究的基礎上建立顆粒物累積與徑流污染之間的關系，并初步探討了控制措施對污染物的去除率。
　　經全年的現(xiàn)場實驗發(fā)現(xiàn)，路面顆粒物分為長期累積顆粒物和日累積顆粒物。一年中，長期累積顆粒物中粒徑小于

2、250μm所占的比例排序為：秋季>冬季>春季>夏季；四個季節(jié)顆粒物日累積量差別較小，春季略高于其他三個季節(jié)；顆粒物對污染物的吸附量隨著粒徑的減小而增加，粒徑小于250μm的顆粒物吸附了22.36％-36.55的COD，30.69%-44.86%的N、P，以及11.2%-38.60%的重金屬。兩次降雨事件對路面顆粒物的沖刷量占總量的比例分別為12.56%和5.83%，在徑流沖刷的作用下，Cu，Pb，Zn從顆粒物表面的解吸率最高分別可達20

3、.56%、5.20%和44.46%。
　　采用線性模型，指數模型和對數模型對顆粒物累積和徑流沖刷進行預測，發(fā)現(xiàn)指數模型對短期路面顆粒物累積量的預測值與實測值有很高的擬合度；沖刷模型不適用于沖刷對象為長期累積顆粒物的降雨事件；分析顆粒物累積和沖刷過程，通過參數傳遞，建立累積-沖刷之間的關系，進一步建立起由顆粒物累積預測徑流中顆粒物濃度的模型。
　　公路路面徑流污染特征的研究發(fā)現(xiàn)，徑流形成初期，SS、COD、NH3-N、TN、T

4、P和Pb濃度均超過了Ⅴ類水質標準，Zn的濃度超過Ⅲ類水質標準閾值。徑流中，SS濃度與COD、TP濃度有明顯的線性相關性，TN與SS的相關性不是很明確；Cu，Cd，Pb，Zn四種重金屬與SS之間的相關性在0.87-0.91之間。溶解態(tài)Cu，Cd，Pb，Zn的事件平均濃度占總濃度的比例分別為33.2%、49.6%、10%和36%。
　　采用不同清掃方式，建立清掃措施控制效果預測公式并帶入沖刷數據和降雨徑流水質數據計算，結果表明，清掃措

5、施的實施可以控制徑流中80%-90%的溶解態(tài)Cu，Pb，Zn。但是，并不是清掃頻率越高越好，清掃頻率過高，會增加清掃的成本，而且去除率較低，研究發(fā)現(xiàn)，當清掃頻率為1次/周即可實現(xiàn)較高的去除率，達到經濟高效的目的。
　　經過清掃作業(yè)的路面仍然會有一部分小粒徑的顆粒物，這部分顆粒物會隨徑流進入水體，因此要在徑流進入水體之前進行處理，選擇人工濕地作為徑流處理的措施，即清掃-人工濕地聯(lián)用。通過對高速公路結構和濱州當地的氣候條件進行分析，得