徑流雨水中典型污染物在LID設(shè)施中的遷移變化及其相互影響的研究.pdf

1、為了緩解雨水徑流污染、城市內(nèi)澇及水資源短缺等問(wèn)題，創(chuàng)建可持續(xù)發(fā)展的城市，基于低影響開發(fā)(Low Impact Development，LID)設(shè)施的海綿城市建設(shè)已經(jīng)在我國(guó)多個(gè)城市開展，并正在逐漸擴(kuò)展到更多的城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)當(dāng)中。本實(shí)驗(yàn)討論了LID設(shè)施對(duì)徑流雨水的水量的控制及其中典型污染物（N、P、重金屬、TOC等）的影響。采用紫外可見光光譜（UV-Vis）、三維熒光光譜(3D-EEMs)、同步熒光光譜和二維相關(guān)光譜(2D-COS)等光譜技

2、術(shù)結(jié)合平行因子分析（PARAFAC）和主成分分析(PCA)等統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法研究LID設(shè)施對(duì)雨水徑流中溶解性有機(jī)質(zhì)(Dissolved OrganicMatter, DOM)變化及其與典型重金屬相互作用的影響。以綠色屋頂和植草溝為研究對(duì)象，得到以下結(jié)論:
　　(1)通過(guò)水量的控制實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所有綠色屋頂裝置對(duì)北京市重現(xiàn)期大于3年的兩小時(shí)降雨，延緩產(chǎn)流時(shí)間大約為10 min左右，基質(zhì)厚度為5cm的綠色屋頂削減徑流率為16.56％-24.

3、69％，而基質(zhì)層厚度為10 cm的徑流削減率為32.69％，且以草炭為基質(zhì)層的徑流削減率大于以田園土為基質(zhì)層的，表明基質(zhì)層厚度與徑流削減率成正比，基質(zhì)類型對(duì)其也有一定的影響，而植物類型對(duì)其影響不明顯。
　　(2)通過(guò)水質(zhì)的控制實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)綠色屋頂能夠提高出水的pH值而有效的降低下游水體酸化的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)徑流雨水中的NO3--N和重金屬Pb、Zn具有一定的去除作用，但是存在NH3-N、TN、TP、TOC和重金屬Cu等污染物的釋放。植草溝表

4、層對(duì)TSS、COD、TN、TP、Cu、Cd、Pb和Zn的去除率分別為73.43％、59.98％、22.72％、40％、10.06％、5.52％，6.84％、2.8％，而植草溝土壤層對(duì)TSS、COD、TN、TP、Cu、Cd、Pb和Zn的去除率分別為89.16％、74.17％、52.02％、53.33％、37.87％、40.22％、33.19％、39.56％，表明植草溝作為路面徑流的預(yù)處理設(shè)施，能夠有效地降低下游水體受污染的風(fēng)險(xiǎn)。
　

5、　(3)通過(guò)3D-EEMs分析發(fā)現(xiàn)，徑流雨水DOM中的兩個(gè)類蛋白峰的熒光強(qiáng)度在經(jīng)過(guò)綠色屋頂之后下降，同時(shí)新出現(xiàn)了類富里酸和類腐殖酸峰，隨著降雨時(shí)間的增加，呈現(xiàn)相應(yīng)的減弱和增強(qiáng)，其腐殖化程度逐漸增加。路面徑流DOM中的兩個(gè)類蛋白峰、類富里酸峰和類腐殖酸峰在經(jīng)過(guò)植草溝表層之后熒光強(qiáng)度側(cè)呈現(xiàn)不同程度的下降，其中類蛋白峰下降更為明顯，底部出水DOM中類蛋白峰強(qiáng)度極弱，類腐殖酸峰的熒光強(qiáng)度也顯著降低，其腐殖化程度下降。
　　(4)由UV-V

6、is分析可知，綠色屋頂出水DOM的芳香度、分子量、活性官能團(tuán)（-OH、-COOH、-C=O、-COOR等）的種類和數(shù)量增加。而植草溝出水DOM的芳香度、分子量、活性官能團(tuán)的種類和數(shù)量則減少，且底部出水下降更為明顯。
　　(5)通過(guò)PARAFAC和PCA分析綠色屋頂水樣和植草溝水樣DOM可知，綠色屋頂?shù)腄OM樣品具有四個(gè)PARAFAC組分，其中三個(gè)類腐殖酸組分(C1、C2、C3)和一個(gè)類蛋白組分(C4)，且三個(gè)類腐殖酸的含量呈現(xiàn)顯著

7、正相關(guān)特性。而植草溝的DOM樣品經(jīng)分離得到五個(gè)PARAFAC組分，即三個(gè)類腐殖酸組分(C1、C3、C4)和兩個(gè)類蛋白組分(C2、C5)，其中類腐殖酸組分C1和C3呈現(xiàn)正相關(guān)。
　　(6)由2D-COS分析和評(píng)價(jià)綠色屋頂出水和植草溝出水DOM對(duì)重金屬生物有效性的影響可知，綠色屋頂出水DOM對(duì)Cu2+、Pb2+和Zn2+的濃度變化的敏感度增加，且與重金屬離子的絡(luò)合位點(diǎn)向類腐殖波長(zhǎng)處增加，同時(shí)表現(xiàn)出與Cu2+的絡(luò)合能力增強(qiáng)，而與Zn2+