台风“杜苏芮”7月28日在福建登陆后,以摧枯拉朽之势给我国东南沿海地区带来狂风骤雨,随后一路北上并在陆地摩擦作用下减弱为热带低压。然而减弱后的热带低压与副热带高压外围暖湿气流共同影响华北和胶东大部分地区出现大暴雨甚至大暴雨。以北京为例,有专家预测,此轮强降雨有可能接近或超过2012年“7·21”和2016年7月18日至20日降雨过程,致灾风险高。那么问题来了,当暴雨来袭,城市地表的污染物,有多少被冲进了河?
暴雨导致污染入河,其本质是降水产生的城市径流裹挟附着在地表的各类污染物进入水体。
所谓城市径流,是城市化造成的雨水的地表径流,这种径流是世界许多城市化地区水污染的主要来源。在暴风雨和其他强降水过程中,不透水表面(如沥青、水泥、混凝土等)和屋顶阻隔了土壤对污水的下渗过滤,造成地下水补给变少,地下水位降低。被阻隔的污水流入下水道,最终流入地表水体,导致地表水量增加,从而引发洪水。
初期雨水溢流污水示意图
降水冲刷不透水表面时往往会从道路和停车场冲走汽油、机油、重金属、垃圾和其他污染物,从草坪冲走化肥和农药。道路和停车场是镍、铜、锌、镉、铅和多环芳香烃(PAHs)的主要来源,这是汽油和其他矿物燃料燃烧产生副产品。屋顶雨水内含有大量的有机化合物与锌(由镀锌水槽产生)。住宅的草坪、公园和高尔夫球场中使用的化肥是硝酸盐和磷一个重要的来源。我国城市雨污收集和处理系统建设尚不完全,城市雨水径流污染占总污染负荷约在10%左右。随着城市发展过程中对点污染治理的逐步重视,雨水径流污染负荷比例会逐步上升。
当夏季暴雨突至,产生的雨水径流因水温过高而使河流温度升高,导致鱼类由于水温过高而大量死亡,进而危害鱼类和其他生物。另一方面,冬季融化道路和人行道积雪用的盐会污染河流和地下蓄水层。
影响受纳水体水质。
其中重金属与PAHs的污染尤为严重。来自屋顶材料的Cr、As、Zn、Pb通过径流进入水体产生污染,其中尤以Zn为重,对水域总污染负荷的贡献值达到20%。通过干沉降遗留下的Hg对水体污染贡献度甚至达到46%。生物实验表明,农药中的一些化学物质、PAHs和重金属皆有很高的影响水体水质的生物毒性,而通过径流流入水中的颗粒沉积物本身也含较大生物毒性,是污染和影响受纳水体水质的重要因素。
导致城市水体富营养化。
雨水径流中含有的COD、N、P等污染物质随雨水淋溶和冲刷进入水体,导致水体水质恶化,水体透明度降低,影响水生植物光合作用和溶解氧的浓度,从而导致大量鱼类死亡,以及蓝落绿藻等大量水藻的蔓延。
源头控制
径流污染源头控制是城市面源污染最有效,也是最经济的核心控制措施。新建屋顶应采用环保型无毒材料,采用彩色轻钢压型板,对已有的沥青屋顶进行平改坡工程,并使用环保型涂料。
高速公路、非机动车道、人行道、小区内道路等采用透水性铺装,草皮砖开孔率达20%~30%,在空隙中种植草类,可延缓径流速度、延长径流时间并截留污染物。
透水砖铺装以无砂混凝土和单级配砾石为垫层,对路面径流中悬浮物和颗粒污染物有较好的截留过滤作用。
青岛市用透水砖铺的第一条“会呼吸的道路”(王海滨摄)
绿地是一种最简单而有效的径流入渗场所,建设下凹式绿地用于渗透、积蓄、处理雨水,并增设一些增渗设施,如渗沟、入渗槽、入渗池等,将屋顶和道路径流雨水引入到周围的绿地进行入渗。
禁止向雨水口倾倒污物,设置截污装置,并定期清理。加强管理,保持城区路面清洁,减少垃圾散落,严格控制工地扬尘和焚烧产生污染物,并且逐步改善空气质量,减少大气沉降所产生的附着物。改进汽车燃料、石油、农药、杀虫剂等含污染物质的化学成分。
洼地渗渠系统(MR系统)是一种排水系统“径流零增长”的新概念。洼地深度0.3m以上,洼地下面的渗渠内填充多孔材料如砾石,当雨量大时洼地中的雨水通过溢流装置溢流到渗渠,在渗渠较低的部位有1个排水管作为底部的泄水装置。MR系统允许部分排水区域与现有的排水系统分离,从而减轻其水力负荷,减少排入下游水体的污染雨水量和合流制污水的溢流量,防止雨水径流对城市河道水环境的污染。
德国的“洼地-渗渠系统”
径流雨水水质随着降雨历时而变化,初期雨水污染最强,随后趋向一个稳定值,因而将这部分体积较小、污染严重的初期雨水分离出来进行分散处理或排入污水管道到污水处理厂集中处理,降低雨水径流污染负荷总量。
初期雨水污染控制措施主要有优先流法弃流池、小管弃流池、旋流分离式弃流器、自动翻板式弃流器等。通过这些措施可以收集到大部分初期雨水,截留住径流中的大部分污染物,使后期径流的水质得到控制。
整理自:
1.
“杜苏芮”影响范围广降水伴随致灾性
.
工人日报中工网,2023-07-30.
2.
警惕!本次极端降雨强度可能接近或超过“721”!搜狐网,2023-07-29
.
3
. 李实. 屋面径流系统中污染物质的迁移与分配特征研究[D].南京信息工程大学,2017.
4. PPT:
雨水径流污染及控制方法.百度文档.
5.吴赛男.城市内涝生态分析及防治对策[J].中国城市经济,2011(30):384-385.
部分文字和配图来源于网络,版权归原作者及原出处所有。
来源:
水环境与水生态;
编
辑:
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