重慶城市降雨徑流中重金屬的輸出特征及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.pdf

1、當(dāng)點(diǎn)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(duì)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(xiǎn)，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(cè)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(duì)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(píng)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(xiǎn)，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(shí)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(shí)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(diǎn)

3、的顆粒物中，均以<45μm顆粒物的體積百分?jǐn)?shù)最大，分別達(dá)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(xì)，其45～75、75～150、150～300μm粒徑范圍內(nèi)顆粒物的體積百分?jǐn)?shù)較小。停車場(chǎng)、道路和河流中<45μm顆粒物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均超過50％，河流<45μm顆粒物的質(zhì)量百分?jǐn)?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?jǐn)?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?jǐn)?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(cè)重金屬的濃度與<45μm顆粒物的百分?jǐn)?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?jǐn)?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(shì)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(yán)重，對(duì)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(chǎng)<45μm和45～75μm的街道塵土中Cr、Cu和Zn超過單個(gè)重金屬的最高效應(yīng)閥值(SEL)，對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重危害風(fēng)險(xiǎn)。150～300μm徑

6、流顆粒物中Zn和Pb對(duì)城市水體構(gòu)成嚴(yán)重危害風(fēng)險(xiǎn)。工業(yè)區(qū)150～300μm顆粒物中Cr、Ni、Cu、Zn和Pb對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重危害風(fēng)險(xiǎn)。
　　 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(chǎng)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(duì)城市水環(huán)境的影響風(fēng)險(xiǎn)高，道路和停車場(chǎng)Cd的釋放風(fēng)險(xiǎn)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?jǐn)?shù)為31.4％，對(duì)環(huán)境構(gòu)成高釋放風(fēng)險(xiǎn)；停車場(chǎng)徑流顆粒態(tài)Cd對(duì)環(huán)境構(gòu)成高釋放風(fēng)險(xiǎn)，Ni和Zn對(duì)環(huán)境構(gòu)成中等釋放風(fēng)險(xiǎn)；河流Zn和Cd對(duì)環(huán)境構(gòu)成中等釋放風(fēng)險(xiǎn)。降雨過程中，重金屬對(duì)城市水環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)沒有明