营口地区夏季雨水径流下水质污染物浓度监测试验分析

戚卫伟

(辽宁省营口水文局，辽宁 营口 115000)

0 前 言

近些年来，城市点源污染排放得到不同程度的控制，夏季雨水径流携带的水质污染已经成为城市河流水质污染的重要组成[1]。城市面源污染已经成为当前城市河流水环境污染研究的重要课题。由于城市面源污染来源较为复杂且十分分散，其很难进行有效控制[2]。夏季由于雨水较多，雨水径流携带的污染物要明显对于其他季节[3]。为此需要对夏季雨水径流携带的污染物进行有效监测，才能有效对区域城市河流水环境治理提出相对应的管控措施。当前，对于区域夏季雨水径流下水质污染物浓度分析也初步取得一定研究成果[4-10]，这些研究均表明对城市地区不同类型下垫面雨水径流下的污染物进行现场检测，是其浓度变化监控的重要方式。为此，文章结合营口地区3种主要的城市下垫面类型，通过现场监测方式，对其夏季雨水径流下水质污染物浓度变化进行监测分析。研究成果对于营口地区城市河流水环境保护治理具有重要参考意义。

1 污染物浓度监测方案

1.1 试验区域概况

文章以营口地区为监测试验区域，营口地区主要位于辽宁的东南部，夏季降水占全年降水量的比例>60%，城市主要3类下垫面类型分别为居民生活区域、城市交通干道以及城市绿化用地，也是区域城市面源污染负荷的主要来源。为对营口地区夏季雨水径流的水质污染物浓度进行有效监测，文章在以上3种类型区域建立水质采样点，对采样数据进行水质浓度分析。

1.2 水样采集

为便于居民生活区域、城市交通干道以及城市绿化用地水样采集处理，不同类型下垫面分别设置2个水样采集点，雨水收集井作为城市交通干道的水样采集点，楼道下水井作为城市居民生活区的水样采集点，景观绿地区域作为城市绿地水样采集点。由于夏季雨水径流速率较大，因此每间隔10min在1h降水后进行1次水样的采集和处理，当1h后每间隔20-60min进行1次水样的采集和处理。由于水量监测难度较高，因此结合营口地区的径流系数均值和降水量监测数据对其径流量进行推算。

1.3 水质测定

本次试验从2019年夏季达到2020年夏季，共对营口地区进行6次降水径流的试验采样分析，总氮、总磷、氨氮、COD四种水质指标试验测定均采用分光光度法进行试验测定。

2 试验测定分析结果

2.1 各类型下垫面水质污染物浓度监测结果

本次试验从2019年夏季达到2020年夏季，共对营口地区进行6次降水径流的试验采样分析，各类型下垫面水质不同降雨场次下的水质污染度监测结果，见表1。

表1 各类型下垫面场次降雨下的水质污染物浓度监测结果

从各类型下垫面场次降雨下的水质污染物浓度监测结果可看出，居民生活区和城市交通干道各水质污染物浓度均要高于城市绿地下的污染物浓度，这主要是因为城市绿地对污染物具有降解功能，从而降低了雨水径流冲刷下下渗进入土壤中的污染物浓度。居民生活区污染度浓度可达到III类标准限值的1.3-2.2倍之间，城市交通干道浓度可达到III类标准限值的1.1-1.8倍。降水和下垫面类型是其雨水径流条件下污染物浓度变化的主因。居民生活区由于较高密度的城镇居住人口对污染物浓度影响较为明显，受人类活动影响程度较高。而城市交通干道和城市绿地受人类活动影响程度较小。草地对各类水质污染物具有一定的生态滞留效应。

2.2 各下垫面类型下的污染物浓度Person系数分析结果

在城市居民生活区、城市交通干道、城市绿化用地下的水质污染物浓度监测结果的基础上，结合Person系数计算方法对不同水质污染浓度的相关度进行分析，营口地区居民生活区下污染物之间Person系数分析结果，见表2；营口地区城市交通干道下污染物之间Person系数分析结果，见表3；营口地区城市绿地下污染物之间Person系数分析结果，见表4。

表2 营口地区居民生活区下污染物之间Person系数分析结果

表3 营口地区城市交通干道下污染物之间Person系数分析结果

表4 营口地区城市绿地下污染物之间Person系数分析结果

从分析结果可看出，各类型下垫面条件下氨氮和总氮之间具有较高的Person相关系数，其他水质污染物浓度的Person相关系数均较低，氨氮和总氮相关度较高的原因在于雨水径流携带的污染物中无机氮是其主要的组成形式，因此氨氮与总氮具有较高的相关度。

2.3 初期径流污染浓度监测

为探讨雨水径流初期对污染物冲刷的影响，在6场降雨中选取两种典型降水量较大的场次降雨作为分析数据，对其降雨初期污染物浓度变化进行分析。两场典型降雨主要特征，见表5。

表5 两场典型降雨主要特征

从两场降雨污染物浓度变化情况可看出，在径流初期污染物浓度变化较为明显，随着径流量的减少，污染物浓度变化较为稳定，从降雨开始到产流的1h以内，COD和总磷浓度的降幅>20%，总氮和总磷的浓度降幅>30%，这主要是因为径流初期冲刷影响，使得雨水径流污染物浓度逐步增高，径流后期随着水量的增多，污染物浓度有所减小。随着降雨量的增多，其对污染物冲刷影响更大。

3 结 论

1)通过浓度监测分析，营口地区居民生活区污染度浓度可达到III类标准限值的1.3-2.2倍，城市交通干道浓度可达到III类标准限值的1.1-1.8倍。降水和下垫面类型是其雨水径流条件下污染物浓度变化的主因。

2)氨氮和总氮相关度较高的原因在于雨水径流携带的污染物中无机氮是其主要的组成形式，因此氨氮与总氮具有较高的相关度。

3)因为径流初期冲刷影响，使得雨水径流污染物浓度逐步增高，径流后期随着水量的增多，污染物浓度有所减小。随着降雨量的增多，其对污染物冲刷影响更大。