国内外城市雨水水质及污染控制

污染物 89: ; 0’ ; < .. ; 0’ ; < DG> H D ; 0’ ; < AK ; 0’ ; < L3 ; 0’ ; < 2A ; 0’ ; < 2D ; 0’ ; < H H 4> JE H J 6 " 6?
毡屋面 >BE C>@ H 6 " 65 6 " 5> 6 " 54 5"E
［##］ 流非点源污染的研究 ， 此后其他一些城市也相继
区雨水径流污染占水体污染负荷的比例， 目前在北 京和上海约占 #"& 左右。北京申奥、 上海申博的成 功加速 了 排 水 工 程 和 污 水 处 理 厂 的 建 设 速 度， 到 城市雨水径流污染负荷的比 %"#" 年的规划实施后， 例北京将上升到 #%& 以上， 上海将上升至 %"& 左右 （对中心建成水体会超过 ’"& ） 。 事实上， 考虑径流污染物输送的非连续性和爆 发性， 其污染负荷所占比例在雨季的短时段内会成 倍升高， 超过点源污染， 对城市水体造成冲击性影 响， 严重制约城市水环境质量的彻底改善， 许多城市 暴雨后发生的水污染事件都是很好的例证。近二三 十年间， 城市雨水污染在发达国家受到广泛关注， 许 多国家对城市径流污染及控制进行了深入的研究， 制定了系统的法规、 管理和技术体系。
北京城区雨水径流污染控制与管理模式 （ !"#"$#""%"##%） 。 !北京市科委专项基金项目：
万 方数据 #$% & ’( 给水排水 !"
)$& *+
’++!
送规律、 主要影响因素、 污染物负荷和控制对策等都 进行了研究。 我国对城市雨水径流带来的非点源污染研究取 得了一批成果， 但对径流量及其水质缺少全面监测 数据， 对径流污染源、 输送机制、 污染总量及相适应 的合理排水体系和控制管理对策缺乏系统研究， 目 前尚未建立与雨水径流控制配套的技术和法规体 系。 因此， 将我国与发达国家城市雨水径流水质及 污染控制进行比较， 可以为中国城市对该领域的研 究和决策提供借鉴。 ! 国内外城市雨水径流水质概况 国外对城市雨水水质研究已很多， 本文列举加 拿大、 美国、 德国和法国巴黎的一些城市径流水质数 据， 国内则以北京为代表， 对城市径流水质和污染概 况作一比较。 加拿大通过互联网收集了 !"#$ % !""& 年 !’$ 份 关于雨水径流水质的文献， 分析雨水径流带来的污染 物的量和机理， 研究对接纳水体水生生物和公众健康 的影响， 部分主要污染物变化范围列于表 !
［2 , #"］ 研究 ， 在许多城市大规模 789:5; <=>5: ?@:9AA） 地收集分析雨水径流水质数据， 研究污染情况及控
国内外雨水径流污染研究概况 在发达国家， 点源污染基本得到有效控制， 雨水
径流带来的非点源污染已成为水体污染的主要因 素。如美国约有 $"& 的河流和 ’"& 的湖泊污染与 非点源污染有关； 已实现污水二级处理的城市， 水体 。美 ()* 年负荷约 +"& , -"& 来自雨水径流 国环 保 局 （ ./0 ） 最 近 资 料 还 表 明， 在一些州约 城市径流和其它非农业的 %% """个被污染水体中， ［1］ 非点源污染被列为主导污染源的占 #-& 以上 。 我国雨水径流引起的污染问题也很严重。在太 湖、 滇池等重要湖泊， 非点源污染已成为水质恶化的
表!
污染物 C;; E<= 5<= C) ;) C FG G<,H @ G<-H 5I )J K1
美国城市雨水径流水质特征
加权平均浓度值 @ >? @ A 中值 !$$ " .& $ D ,, $ D !!D& $ D .+ $ D $,’ $ D !’ $ D !. "$B 样品值 ,$$ !& ’&$ $D# $ D -! ,D, ! D #& $ D $", $ D ,& $D&
我国对城市雨水径流带来的非点源污染研究取得了一批成果但对径流量及其水质缺少全面监测数据对径流污染源输送机制污染总量及相适应的合理排水体系和控制管理对策缺乏系统研究目前尚未建立与雨水径流控制配套的技术和法规体系
国内外城市雨水水质及污染控制
车 伍 刘 燕 李俊奇
提要
!
随着点源污染控制的不断完善和城市的快速扩张， 非点源污染的矛盾日益突出， 对城市
加拿大城市雨水径流水质
油 $ D $$! % !!$ )J $ D $$$ &# % -. D $ 总溶解性固体 #& D " % - #"K1 $ D $$$ # % --
注： 表中数值单位为 >? @ A。
表#
汇水面 污染物 ;; @ >? @ A 5<= @ >? @ A E<= @ >? @ A L5 @!? @ A 5M @!? @ A 5I @!? @ A )J @!? @ A K1 @!? @ A 最小 , & ! ,# $D! , !. +$屋面径流 最大 ,$’ ,!+ -# +-, ,-’# - #.’ ,+ $.! 中值 -" ,! ’ !$+ !D, ,# ’", , ’--
开展过相关研究。但由于点源污染矛盾一直突出， 对城市径流污染未予以足够重视。 近年来， 非点源污染矛盾有加重趋势， 水污染控 制的力度也在加大， 城市径流污染开始引起越来越 多的重视。如北京 #22- 年开始对城市雨水径流污 ［ H， #% , #+］ 染控制和雨水资源利用进行系统研究 ， 不仅 分析径流污染指标及变化范围， 对污染物的冲刷输
［!&］
显关系， 但各种指标的变化范围很大。 需要指出， 加拿大的总结报告和美国 ()* 的研 究报告都未明确区分路面、 屋面汇水面径流， 主要反 映城市综合的径流水质。国外也是近年才开始注意 屋面径流的污染， 法国的研究者对巴黎市中心 ’ 个 屋面 （- 瓦， 石板， 、 ! ! 锌板） , 个庭院和 . 个街道取 ［!#］ 样点的 !. 场降雨数据分析结果见表 , 。 研究肯定了庭院和街道径流污染的严重性， 主 要表现为 ;; 和 5<= 污染。街道径流 ;; 接近或好 于污水 （!&$ > ? @ A） 的占 !&B ， 但全超过欧共体的处 理厂排放标准； 5<= 则有 .$B 超标。屋面径流也有 一定的污染， 由金属屋面产生的一些重金属甚至超 过街道 径 流， 可能对水体和现场渗透土壤构成危 害。
［+］ 主要原因之一 。雨水径流携带大量污染物排入城 ［’ , -］ 市水系也造成严重污染 。初步的保守估算， 城 ［# , %］
制对策。历经近 %" 年， 研究制定了城市雨水资源管 理和雨水径流污染控制的 “最佳管理方案” （ (B/， 。于 #2-H 年修订水污染 (CD7 B5:5ECFC:7 /=5G78GC） 防治法来有效地依法控制城市雨水径流污染， 将全国 污染物排放削减体系 （ 45789:5; /9;;@75:7 *8DGI5=EC 扩大到包括对城市雨 .;8F8:5789: J KD7CF， 4/*.J ） 水径流污染管制在内的非点源污染防治， #22" 年正 式发布实施， 主要针对 #" 万人口以上的雨水管道系 统和 ## 类工业活动， 包括大于 ’ 英亩的建筑工地。 #222 年 #% 月又重新修订发布的 4/*.J 把管制对 象扩充到所有城区雨水管道系统和占地 # , ’ 英亩 的建筑工地， 于 %""1 年 1 月全面实施。与之配套的 是第二代 (B/ 体系， 对城市雨水污染控制的法令和 技术更加严厉和完善。 我国 -" 年代初期于北京开始了对城市雨水径
水系构成严重的威胁。必须科学认识和有效控制城市雨水径流所带来的非点源污染。简略地回顾 了国内外城市雨水污染及控制的研究， 对国内外城市雨水径流水质、 污染状况和控制策略框架进行 了初步比较， 以期为我国城市雨水径流污染控制和决策提供参考和借鉴。 关键词 ! 城市径流 雨水水质 污染控制 最具代表性的是 #2-# , #2-1 年美国 ./0 投入 “全美城市雨水径流项目” （ 456 # 3 ’ 亿美元进行的
表!
污染物 89: ; 0’ ; < 屋面径流 2A ; 0’ ; < D无机 ; 0’ ; < 89: ; 0’ ; < 2A ; 0’ ; < 路面径流 D无机 ; 0’ ; < F#. ; 0’ ; < DG> H D ; 0’ ; <
表#
北京城区不同汇水面雨水径流污染物平均浓度
天然雨水 屋面雨水 平均值 平均值 沥青油 变化 系数 6"? I B 6"? I B H 6"? I C 6"? I C 6"E I C 6"E I C"? 路面雨水
加权平均浓度 变化系数 !D$ % $D& % ! $D& % ! $D& % ! $D& % ! $D& % ! $D& % ! $D& % ! $D& % ! $D& % !
。
美国 ()* 于 !"+, 年提出城市暴雨径流的主要 污染评价指标， 如悬浮固体、 有机物、 植物营养物和
［!.］ 重金属 （见表 -） 。研究报告指出， 美国城市及不
同地域之间暴雨径流水质的统计结果无明显区别， 污染成分的加权平均浓度 （ (/012 3041 5617012849 与城市、 地理位置和地面条件等没有明 2:61， (35）
表"
项目 数值 5<= # % - -$$ C;; ! % ,. -$$ C) $ D $! % # D , CG $ D $# % !.
最小 -,’ " !-& $D!, ’" &#
最大 ’"$ &+$ !’, -!. !D, &$ --& ! ,&"
注： 渔业、 非洗浴和经深度处理作饮用水等要求。 ! - 类水质指灌溉、
万方数据
给水排水
!"# $ %&
’"$ ()
%))*
*&
德国有资料 （ ! " # " $%&’%( 教授提供：)*+,-% 将屋面雨水径流与路面雨 ./*(0 !1/%( 2(%1/0%3/） 水径流水质区分 （见表 4） ， 以便针对不同的水质进 行处理和利用。
瓦屋面 CB> Байду номын сангаас>@ H 6 " 6E C " CC H H
?EB =>4 B"4 6"C C " B> C " =4 CC " B
6"? I B 6"? I B 6"? I C"? 6"? I B 6"? I B 6"? I B 6"? I B
E4 " ? CCE " ?
致， 难以做全面的精确对比， 可通过主要污染指标数 量级和变化范围的比较对污染程度做出评价。 表 C 中数据未做统计分析， 其中 .. 上限浓度过 高， 应属于特例， 如建筑工地、 裸露土地上的暴雨冲 刷径流。其它主要污染物 89:、 油类的上 2A、 2 D、 限与北京城市道路雨水污染程度接近。 巴黎三种汇水面径流主要污染物的中值和最大 值明显小于北京。巴黎、 德国屋面径流 89: 中值和 北京天然雨水的平均值接近， 但都低于北京屋面的 89: 值。油毡材料和大气的降尘是北京屋面 89: 值 偏高的主要原因。表 B、 表 > 的 M9: 都相对较低， 表 明城市径流的可生化性差， 与北京的研究结论相符。 美国、 德国径流的主要污染物浓度也都明显低 于对应的北京径流污染物浓度。 根据美国 NAF 的研究， 不同城市和地域间雨水 径流水质的统计结果无明显区别， 故北京城区雨水 水质分析结果应具有一定的代表性。考虑目前北京 城市地面环境状况、 大气质量等在中国城市中至少 属于中上等， 因此， 从定量和定性两方面分析判断， 我国主要城市径流污染比一些发达国家的城市径流 污染程度明显严重。笔者注意观察了一些欧洲城市 雨水径流的外观， 也明显优于北京。也说明我国城 市的非点源污染较为严重及雨水径流污染控制的重 要性。尤其当工业和城市污水处理厂普及程度提高 后， 这一矛盾会更突出。许多发达国家的经验已经 证明， 必须及早深入研究和制定控制对策。 $ 城市雨水径流污染的控制与管理 发达国家对城市雨水径流污染控制与管理有了 许多新的思路和经验， 有较完备的适合本国的技术
汇水面
平均值 变化系数
德国屋面、 道路雨水径流污染物浓度
项目 平均值 低值 4= 6"B @ E= 6 " ?? B " B? C=C 6"5 >4 " ? 6"C ? " B? 4@ " @ 6 " B? C"> E> 6"@ 中值 4= 6"B @ 6 " >? B"C CC5 6 " =? 高值 ?5 " ? 6 " B? @"E 6 " =? B " 5? C@C 6"5 56 7 样本值 @= 6"> ="> C>4 " C C"? 4"B
法国巴黎三种汇水面雨水径流污染物浓度
庭院径流 街道径流 中值 #’ "& !# !.! $D+ -, !$# &., 最小 ’" ’+ !& !!& $D, -# #! -’. 最大 ’"+ ".’ !’! ’ $,!D+ !"! &-, , +," 中值 "- D & !,! ,. &$+ $D. .! !,, &&$ !%& ! $$$ &$ ! $$$ % & $$$ 欧共体对处理厂 排放的规定 ,& !-& -& 法国 - 类水质 最高浓度!