高速公路路面顆粒物特性及與路面徑流污染相關(guān)性研究.pdf

1、高速公路路面徑流沖刷路面累積污染物引起的徑流污染，是高速公路徑流污染的主要來(lái)源，有效治理高速公路污染的關(guān)鍵，是要明確高速公路路面顆粒物的形成和積累規(guī)律。本文以長(zhǎng)深高速濱州段為研究對(duì)象，分析了路面顆粒物的累積規(guī)律及其對(duì)污染物的吸附特性，在徑流沖刷研究的基礎(chǔ)上建立顆粒物累積與徑流污染之間的關(guān)系，并初步探討了控制措施對(duì)污染物的去除率。
　　經(jīng)全年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，路面顆粒物分為長(zhǎng)期累積顆粒物和日累積顆粒物。一年中，長(zhǎng)期累積顆粒物中粒徑小于

2、250μm所占的比例排序?yàn)椋呵锛?冬季>春季>夏季；四個(gè)季節(jié)顆粒物日累積量差別較小，春季略高于其他三個(gè)季節(jié)；顆粒物對(duì)污染物的吸附量隨著粒徑的減小而增加，粒徑小于250μm的顆粒物吸附了22.36％-36.55的COD，30.69%-44.86%的N、P，以及11.2%-38.60%的重金屬。兩次降雨事件對(duì)路面顆粒物的沖刷量占總量的比例分別為12.56%和5.83%，在徑流沖刷的作用下，Cu，Pb，Zn從顆粒物表面的解吸率最高分別可達(dá)20

3、.56%、5.20%和44.46%。
　　采用線性模型，指數(shù)模型和對(duì)數(shù)模型對(duì)顆粒物累積和徑流沖刷進(jìn)行預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)指數(shù)模型對(duì)短期路面顆粒物累積量的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值有很高的擬合度；沖刷模型不適用于沖刷對(duì)象為長(zhǎng)期累積顆粒物的降雨事件；分析顆粒物累積和沖刷過(guò)程，通過(guò)參數(shù)傳遞，建立累積-沖刷之間的關(guān)系，進(jìn)一步建立起由顆粒物累積預(yù)測(cè)徑流中顆粒物濃度的模型。
　　公路路面徑流污染特征的研究發(fā)現(xiàn)，徑流形成初期，SS、COD、NH3-N、TN、T

4、P和Pb濃度均超過(guò)了Ⅴ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，Zn的濃度超過(guò)Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)閾值。徑流中，SS濃度與COD、TP濃度有明顯的線性相關(guān)性，TN與SS的相關(guān)性不是很明確；Cu，Cd，Pb，Zn四種重金屬與SS之間的相關(guān)性在0.87-0.91之間。溶解態(tài)Cu，Cd，Pb，Zn的事件平均濃度占總濃度的比例分別為33.2%、49.6%、10%和36%。
　　采用不同清掃方式，建立清掃措施控制效果預(yù)測(cè)公式并帶入沖刷數(shù)據(jù)和降雨徑流水質(zhì)數(shù)據(jù)計(jì)算，結(jié)果表明，清掃措

5、施的實(shí)施可以控制徑流中80%-90%的溶解態(tài)Cu，Pb，Zn。但是，并不是清掃頻率越高越好，清掃頻率過(guò)高，會(huì)增加清掃的成本，而且去除率較低，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)清掃頻率為1次/周即可實(shí)現(xiàn)較高的去除率，達(dá)到經(jīng)濟(jì)高效的目的。
　　經(jīng)過(guò)清掃作業(yè)的路面仍然會(huì)有一部分小粒徑的顆粒物，這部分顆粒物會(huì)隨徑流進(jìn)入水體，因此要在徑流進(jìn)入水體之前進(jìn)行處理，選擇人工濕地作為徑流處理的措施，即清掃-人工濕地聯(lián)用。通過(guò)對(duì)高速公路結(jié)構(gòu)和濱州當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件進(jìn)行分析，得