国内外工业区降雨径流污染状况初步分析

胡宇惠

(长江流域水资源保护局上海局，上海 200120)

国内外工业区降雨径流污染状况初步分析

胡宇惠

(长江流域水资源保护局上海局，上海 200120)

根据对国内外多个工业区降雨径流中各污染物成分及其浓度、特性进行的分析，总结出了一些特点，提出了一些比较具有规律性的结论。这些结论对于研究工业区降雨径流的污染状况，特别是对初期雨水的处理、工业区水环境影响评价以及雨水排放口设置的理论等，具有参考及指导意义。

降雨;径流;污染;初步分析;国内外

随着经济社会发展及人口激增，水的需求量日趋增加，水资源短缺问题越来越突出。节约用水，提高水资源利用率，减少水资源浪费是关键。工业企业是用水大户，目前许多企业除了提高污水的处理能力，实现“中水”再利用外，同时也开展了降雨径流回收利用方面的研究。由于降雨径流受较多自然及人为因素的影响，污染物成分及浓度具有不确定性，给雨水资源的收集处理回用造成了困难。

水行政主管部门在审批企业新建雨水排放口设置时应进行相关的水资源分析论证。降雨径流中的污染物成分及浓度资料的缺乏，给估算污染物排放量造成了一定的难度。

目前，国内在降雨径流的水质研究方面针对城市市区、工业区的监测及研究相对较少。笔者在查阅众多国内外工业区降雨径流污染状况资料的基础上，总结了一些工业区降雨径流的污染物类型和特征，可为降雨的收集处理回用及企业雨水排放口的设置论证提供参考依据。

1 国外降雨泾流污染状况分析

1.1 废品收购站和金属回收场

据有关研究资料，美国一些废品收购和金属回收等场所降雨径流中的金属，尤其是Zn、Cu和Pb的浓度很高。废品堆放场金属浓度见表1。

表1 废品堆放场降雨径流中金属浓度范围 mg/L

1.2 安大略省亨伯河流域工业区

皮特等人1986年第1次全面监测了安大略省亨伯河流域工业区的降雨。该工业区的降雨径流污染物年排放量见表2。

表2 多伦多区工业用地年降水污染物排放量

分析可知，工业区降雨中排放的重金属、TP和COD的量是住宅和商业混合区的3～6倍，且降雨径流中可能含有大量的碳氢化合物、营养物质、微量金属、病原体和其他有毒物质，含量比"正常"径流含量高。

美国学者在工业区降雨径流研究中发现:工业区降雨径流污染物的重要来源为屋顶。传统的镀锌金属屋顶产生的径流中，金属和营养物质浓度最高。从屋顶径流收集的样本中，发现溶解在溶液中的金属含量和有毒残留物非常高，尤其是那些生锈的镀锌金属屋面;无论是第1次雨水冲刷还是经过几个小时的降雨，或是在整个降雨期间甚至很多年后都将有金属渗出。克拉克等人2008年对传统镀锌金属嵌板开展了为期2 a的中试监测，发现屋顶径流中锌浓度在5～30 mg/L。同时还发现，开始几个月屋顶中刚处理过的木材嵌片经雨水淋溶作用，其产生的径流中铜离子的含量超过5 mg/L，且浓度水平超过了水生生物标准。

1.3 某地工业区与其他土地利用类型状况对比

几乎在所有情况下，工业区降雨径流中重金属中值浓度是未利用地和住宅用地的3倍，且工业区径流中的Pb和Zn浓度在其他土地利用类型中最高(中值不一定最高)。但工业区TDS、粪大肠菌群和BOD5的浓度均较低。相比之下，住宅用地降雨径流中的溶解态磷和总磷的浓度最高，住宅和混合住宅用地的粪大肠菌群浓度相对较高，对未利用地监测的各组分浓度均较低。在所有监测的土地利用类型中，径流中的总氮浓度没有明显差异。表3为美国某地不同土地利用类型的降雨径流污染状况(数据摘录自NSQD)。

表3 美国某地不同土地类型降雨径流水质中值

1.4 建筑场地

在美国威斯康星的梅诺摩尼河水域，切斯特斯等人在1929年的研究表明:建筑施工场地径流中产生沉积物和磷的潜在可能性比其他土地利用类型都要大，比工业场地分别多8倍和18倍，是农田的26倍。虽然建筑施工场地只占了整个水域土地总面积的一小部分，实际上建筑施工场地给梅诺摩尼水域带来的沉积物和磷比其他土地利用类型多很多。

1.5 韩国清州市

对韩国清州市不同工业类型的降雨径流水质进行的调查表明，其相互间的差异并不明显，调查结果见表4。

表4 韩国清州工业区路面降雨径流污染物浓度 mg/L

2 国内降雨径流污染状况分析

2.1 某大型钢铁生产企业

该企业采用合流制排水系统，即将生活污水、工业废水和雨水混合在一个管渠内排除。

将厂区内各生产车间处理后达标排放的生产废水、生活污水以及雨水资源排入环绕厂区一周的护厂河，再通过泵站集中向外排放。在排水口采集的水样的污染情况，能真实地反应钢铁企业合流制降雨径流的污染状况，见表5。

表5 某大型钢铁生产企业降雨径流污染物浓度 mg/L

2.2 苏州枫桥工业园

苏州市枫桥工业园湘江路段长 5.7 km，宽20 m，沥青混凝土路面，道路两侧设路基石，外侧为高于地坪的绿化带。工业区内主要有医疗仪器、包装加工、机械制造等企业。排水体制为分流制，管线总长为585 m，管径为400～800 mm，雨水按照就近入河的原则重力自流排入附近河道。汇水面积2.89 hm2，其中绿化面积占15% ，屋面占45%，路面占40% ，综合径流系数为0.79。

田永静等人对2006年11月～2008年9月收集的该路段14场降雨径流水样进行分析。结果表明:该工业区降雨径流水质较差，COD、SS、NH3－N、TN和TP的事件平均浓度(EMC)中值分别为119、188、2.30、6.35、0.80 mg/L，超过了《地表水环境质量标准》(GB 3838－2002)的 V类水体标准;COD、SS、NH3－N、TN和 TP的污染负荷分别为846、1 337、16、45、6 kg/hm2·a，与国外工业区径流水质调查结果相比，该路段的TP负荷与韩国的相近，但COD和SS污染负荷分别是韩国的3倍和7倍;SS污染负荷约为美国的2倍，TN和TP污染负荷约为美国的3～5倍。说明该工业区的径流水质较差，土壤侵蚀问题比较严重。

2.3 厦门岛工业区

厦门岛面积约120 km2。受亚热带季风气候影响，厦门温和多雨，多年平均降雨量1 100 mm左右，其中4～10月雨量约占全年雨量的70%。2005年4月在厦门岛某工业区采集了降雨径流水样并进行实验室分析。本次降雨雨量12 mm，且降雨集中，历时较短，比较有场次代表性，能真实反映厦门径流氮磷污染的负荷产生量。监测结果见表6。

表6 厦门岛某工业区降雨径流平均TN和TP浓度 mg/L

2.4 天津市张家窝工业区

2009～2010年雨季，对天津市张家窝工业区的丰泽路路面雨水进行了监测，共采集10场降雨，获得7次有效数据。雨水监测结果见表7。

表7 天津市张家窝工业区降雨径流污染物范围 mg/L

根据《地表水环境质量标准》(GB3838－2002)，路面径流中Cu和Hg的污染不严重，EMC中值低于Ⅴ类标准;Cr污染较重，EMC中值接近Ⅴ类标准;重金属Fe、Cd污染最严重，Cd浓度高于Ⅴ类标准，是标准值的1～1.2倍。与再生水回用景观水体的水质标准对比，Fe浓度的EMC中值是标准的1.35～1.47倍。监测表明:天津市工业区路面降雨径流重金属污染严重，Fe、Cr和Cd浓度较高，污染贡献率大，是路面径流的主要污染物。

2.5 扬州市某工业区

2004年2月21日至5月28日在扬州大学某校区宿舍楼屋顶采集了共10场降雨的样品，分析测定了 pH、温度(℃)、COD、SS、Mg、Pb、Cu、Zn、K、Ca、Na、离子态氨。采样点靠近工业企业较为集中的区域，受到工业生产中污染物的影响较为强烈，因此监测结果基本能反映工业区的径流水质状况。监测值见表8。

表8 扬州大学宿舍楼屋顶降雨径流监测值 mg/L

3 结论

对国内外工业区降雨径流污染相关资料的分析，可以初步了解工业区的降雨径流中污染物成分及浓度。

(1)大部分工业区降雨径流中都存在重金属污染，且浓度较高，普遍含有 Fe、Cr、Cd、Zn和 Pb等金属元素;

(2)大部分工业区降雨径流中含有氮磷污染物，尤其是总氮含量较高;

(3)不同类型的工业区，降雨径流中的SS和COD的浓度也不同，且差别较大;

(4)鉴于目前大部分特定工业类型的降雨径流污染资料缺乏，因此在以后的研究工作中，应重视降雨径流的污染状况研究，为雨水资源的再利用提供帮助，同时为企业雨水排放口的设置论证提供依据。

P333.1

A

1006-0081(2011)12-0024-03

2011-10-09

胡宇惠，女，长江流域水资源保护局上海局，工程师.