关于面源污染减排研究综述

李 亚 孔令为 梅荣武 于海瀛 王 震 蒋 涛 王晓敏

(1.浙江省环境保护科学设计研究院，杭州 310007；2.浙江师范大学地理与环境科学学院，金华 321004)

关于面源污染减排研究综述

李 亚1，2孔令为1梅荣武1于海瀛2王 震1蒋 涛1王晓敏1

(1.浙江省环境保护科学设计研究院，杭州 310007；2.浙江师范大学地理与环境科学学院，金华 321004)

随着污染控制技术的不断成熟，点源污染已经基本得到控制，面源污染引发的环境问题日益凸显。引发面源污染因素众多，难以控制，因此对环境造成的危害较大。系统综述了国内外面源污染的研究现状、不同功能区常用面源污染防控对策及末端处理技术。

面源污染；研究现状；防控对策；处理技术

面源污染是指溶解或者固体的污染物从非指定地点，随降水或者融雪等降流的冲刷过程，进入受纳水体进而造成的有机污染、水体富营养化或有毒有害等其他形式的污染[1]。国外早在30年前就已经开展了面源污染研究工作，其内容包括概念、理论、模型、管理，以及新技术应用等多种手段[2]。在开展的关于，标志着我国面源污染研究开始于80年代湖泊水体富营养化调查，随后在北京、苏州、杭州、南京等经济较为发达的城市开展了面源污染治理工作。近年来，有关研究人员开展了三大河流、三大湖泊流域的水体污染治理工作，证实了面源污染具有极大危害性[3]。本研究内容将重点介绍面源污染问题、国内外治理面源污染现状、不同功能区常用面源污染防控对策及末端处理技术。

1 国内外面源污染研究现状

西方发达国家对面源污染研究较早，始于上个世纪70年代[4，5]。Viklander[6]等人分析了城市街道表面沉积物颗粒中重金属的含量以及对颗粒进行粒径分级，以此研究了路面沉积物和环境以及该区域交通流量之间的关系。Characklis[7，8]等人通过对路面排水口的水质状况进行连续性监测分析，确定了在地表径流过程中金属存在状态以及分布特征；GD.Saraterd等[9]的研究表明，清扫道路带去的物质以较大粒径的颗粒物为主，路面清扫除去路面的沉积物，对于径流污染的减排具有重要作用。

我国关于面源污染研究工作晚于发达国家，但发展较为迅速。李立青[10]等以汉阳十里铺作为研究区域，对城市径流污染过程和排放特征进行研究，表明城市降雨径流浓度污染早于径流的峰值，初期雨水的冲刷效应较为明显。葛钊宇[11]在分析了重庆市九龙坡农村面源污染的基础上，总结了农村面源污染存在的问题和治理现状，概述了农村非点源污染治理减排措施和成效，从而提出了治理农村非点源污染的有效建议。吴碧琼[12]等人借助GIS平台，运用分布式模型SWAT于莱溪河流域农村面源污染进行模拟研究，进行了适用性评价和模拟应用分析，径流和氨氮负荷模拟结果良好，表明SWAT模型在农村面源污染负荷研究模拟方面具有适用性。清华大学课题组对云南滇池流域面源污染问题进行长期研究，在面源污染防控技术和设备、工程施工、软件开发和运行管理维护等方面取得了众多成果，对于将来我国治理面源污染问题上具有极大的帮助[13]。

2 不同功能区常用面源污染防控对策

国内外对面源污染的治理多从用工程和非工程措施两个方面进行考虑。非工程措施主要是发挥政府管理职能，加强城市管理，增加路面清扫频率减少地表沉积物，从而减少地表径流的污染。工程措施主要包括：(1)植被控制；(2)渗滤系统；(3)绿地；(4)透水铺装；(5)地表径流旋流分离；(6)生态护坡；(7)人工湿地；(8)滞留塘或池等。

2.1 居民区

居民区所受污染较少，雨水径流水质污染较轻，常用的防控手段以植被绿地为主，在治理污染的同时还可以美化环境。雨水汇流入蓄水池，经过沉淀处理后可回用于生活，如洗车，冲厕所等[14]。绿地区域可以改造为下凹式绿地，部分庭院、道路等硬化地面可以改造成透水铺垫，屋顶径流雨水可以就近排放到绿地内或者透水地面进入蓄水池或用于地下水回补。收集屋顶、地面径流雨水进入沉淀池，通过过滤和沉淀处理后可用于回补地下水[15]，并在沉淀池内安装水泵，经沉淀后的雨水抽至人工湖进行补水，也可用来浇灌绿地，洗车和冲厕所。

2.2 商业区

商业区人流量和车流量比较密集，由此产生的污染较重，随雨水地表径流产生产生的水质较差，商业区地表径流常用的防控技术如下：(1)部分人行道和非机动车道，可以改造为透水路面；(2)因特殊要求不能改建为透水路面，同时只有人行道和非机动车车道的路面，其雨水可通过环保型雨水口对污染物进行初期径流处理后，流入雨水收集管线，然后汇集到地下蓄水池，最后进行处理后回用；(3)机动车道路由于其特殊性可以建造成不透水路面，其雨水状况一般污染较重，可以通过径流排入市政管网输送到污水厂处理后排放。

2.3 工业区

通过采样调查，工业区污染严重，各种污染物的指标都严重超标，建议工业区的雨水就近排入附近的污水处理厂处理，经达标处理后，排入附近水体。

2.4 交通路面

部分人行道和非机动车道路，可改造为透水路面，雨水收集后排入沉淀池，经沉淀池处理后再排入周边河流，道路边入河口建生态护坡，对于机动车道周边绿化带和马路中间绿化带，可改建为下凹式绿地。

2.5 绿地、公园

公园汇集的雨水通常用于水景湖补水、渗透回补地下、绿化用水和灌溉等，公园里不同区域的雨水利用情况可归纳如下：

公园一般以绿地为主，因地制宜，可以将道路、广场两侧地势较为平缓处的绿地改造为下凹式，雨水经过绿地的拦截过滤作用，可有效的去除悬浮物质和有机污染物质[16]。公园的停车场地，公众踩踏娱乐、休闲地块，可铺设透水砖或使用嵌草砖铺装。

2.6 农业区

因农业生产活动的普遍性，相比较其它种类的面源污染治理难度更大，是造成水体水质恶化的主要原因之一[17]。有关农业面源污染治理常用的技术措施有源头控制和过程阻断[18]。目前采取的治理措施如下：(一)转变传统耕作方式，强调科学种植，减少农药、化肥的使用量。(二)污染物扩散途径进行严格控制，运用适当的措施，如沉砂池、渗滤池、集水设施和水处理设施等工程手段，实现面源污染减排。(三)政府介入与管理，加强环境宣传教育，改变人们传统耕作观念，调动公众参与的积极性，确保农业面源污染得到有效控制。

3 面源污染末端处理技术

3.1 收集调蓄处理

3.1.1 雨水储存罐/调蓄水池

房屋面的雨水相比较其它地方的雨水较为清洁，并且收集较为容易，适用于储存罐收集。国外普遍使用的雨水储蓄池为塑料制品，通常安置于室外，和屋面的雨水管相连。蓄水池的容积一般较大，可用不透水的材料制成，形状多样，可制成圆形或方形，亦可安置于地上或者地下[19]。雨水储存罐/调蓄水池通常具有封盖、出水管、阀门以及溢流管等。

3.1.2 雨水调蓄池

路面初期雨水通常含有大量污染物质，直接排入水体会造成水质污染，可以在截流雨水的过程中设置雨水调蓄池，通过调蓄池处理后的水排入附近水体。雨水调蓄池的设置，在对初期雨水调蓄的同时，还可以通过添加化学药剂对雨水进行混凝、沉淀等处理，对于雨水污染负荷的降低具有较好的效果[20]。因此可以利用天然地势条件，将水渠或者池塘改造为雨水调蓄池。国内外治理案例表明，在一些主要的雨水排放口或者支流口设置雨水调蓄池，经其过滤沉淀处理后排放，从而控制初期雨水面源污染问题，是一项实际可行的治理措施。

3.2 生态浮床

生态浮床主要由人工浮体与水生植物和固定系统组成，以人工浮床为载体通过固定系统将水生植物固定于河面上，水生植物利用水中的营养物质进行生命代谢活动，将部分污染物质去除，从而使水体水质得以净化[21]。

(1) 浮床上的水生植物利用水体中的氮、磷等水体富营养物质进行光合作用，将其转化成CO2、H2O或无机盐，从而去除水中有机物质。

(2)植物可以将氧气输送到根部区域，使根区的环境分为好氧、兼氧和厌氧三种状态，为微生物生长繁殖提供了良好的环境，使得根区成为良好的微生物固着载体—“生物膜载体”，提高了净化效率。

(3)部分水生植物在生长过程中由于植物的化感作用，能够分泌藻类生长的化学物质，具有防止和缓解水体富营养化功能的作用。

3.3 人工湿地

人工湿地系统是常用的面源污染末端治理技术，其净化污水机理是在基质、微生物和植物组成的生态系统中，通过物理、化学和生物的联合过程，去除水中的污染物质，从而使污水得以净化[22]。人工湿地生态系统处理污水工艺流程图见图1。

图1 人工湿地系统一般工艺流程图

3.3.1 复合型人工湿地技术

复合型人工湿地是利用天然土壤或者人工填料以及依靠其为载体生长在其上的水生植物、微生物和动物组成的生态系统。具有投资少，在处理污水过程中易于管理，并且基本上不需要运行费用等优点，同时还可加大绿色面积，起到美化环境和净化空气的作用。

3.3.2 沟渠湿地技术

农田灌溉过程中需使用农田灌溉沟渠，其可作为农田水径流、河流、水库等水体的缓冲带[24]，根据农业面源污染特点，将农田水排入沟渠中并在其中停滞，形成沟渠湿地生态系统环境，在湿地系统的净化作用下，不仅可以去除农业面源污染中的多种污染物，同时还能能调蓄雨水，调节降雨径流的速度，从而缓解水土流失问题。

3.3.3 多水塘技术

多水塘技术是面源污染末端处理常用技术，在生态环境的治理方面具有一定作用[25]。其可利用自然地势低洼处进行筑坝或者采用人工方式开挖形成。研究表明多水塘技术可以有效的去除悬浮物，在降雨径流过程中可以储蓄雨水，减缓雨水径流速度，从而在在塘中沉降大量悬浮物质[26]。

3.3.4 缓冲带技术

缓冲带指靠近受纳水体、其上覆盖植被的地带[27]。缓冲带的植物对雨水中的污染物质具有良好的吸收、沉淀效果，可以在其流入受纳水体之前起到净化、过滤的缓冲作用，从而改善水体水质。

4 建 议

(1) 引发面源污染因素众多，难以控制，因此对环境造成的危害较大。在面源污染的治理过程中要因地制宜，统筹规划，充分利用地形优势并结合现有治理防治技术，双管齐下。

(2) 加大对面源污染形成过程、机理以及影响因素的研究，进而形成完整的面源污染控制减排体系。

(3)我国对面源污染治理的意识相对薄，应加强政府引导作用，加强环境宣传教育，推动公众积极参与。

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ReviewofResearchonEmissionReductionofNon-pointSourcePollution

LI Ya1，2KONG Lingwei1MEI Rongwu1YU Haiying2WANG Zhen1JIANG Tao1WANG Xiaomin1

(1.Environmental Science Research & Design Institute of Zhejiang Province，Hangzhou 310007；2.School of geography and environmental science，Zhejiang Normal University，Jinhua，321004)

With the development of pollution control technology，point source pollution has been basically controlled，and the environmental problems caused by non-point source pollution have become increasingly prominent.There are many factors causing non-point pollution，which are difficult to control，so the harm to environment is great.The research status of source pollution at home and abroad，the prevention and control measures of common non-point source pollution and end treatment technology in different functional areas are systematically reviewed.

non-point pollution；research status；non-point source pollution control；treatment technique

X21

A

1673-288X(2017)05-0050-03

项目资助：国家水体污染控制与治理科技重大专项(No.2014ZX07101-012-04)

李亚，硕士，研究方向为水污染防控

孔令为，高级工程师，博士后；研究方向为水处理技术，生态修复，环保新材料等

文献格式：李 亚 等.关于面源污染减排研究综述[J].环境与可持续发展，2017，42(5)：50-52.