城市地表多環芳烴的累積、沖刷過程及其定量模擬

《城市地表多環芳烴的累積、沖刷過程及其定量模擬》是依託北京大學，由張巍擔任負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：城市地表多環芳烴的累積、沖刷過程及其定量模擬
• 項目負責人：張巍
• 項目類別：青年科學基金項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

城市地表徑流是水體污染的重要來源，其攜帶的有毒污染物對城市生態環境的危害日益受到重視。初期沖刷是地表徑流污染控制的關鍵，科學的、具有可操作性的初期沖刷判定方法可以為徑流污染治理提供科學依據。國內外目前對持久性有毒污染物在城市地表的累積和徑流沖刷規律研究尚少，對初期沖刷缺乏明確可定量且操作性強的判定方法。本項目以多環芳烴為目標污染物，研究城市典型功能區多種不透水下墊面地表徑流中持久性有毒污染物的累積、沖刷等環境行為，並在此基礎上進行定量模擬。從方法論的角度探討廣泛適用的初期徑流判定方法，嘗試建立初期沖刷的機率約束模型，與徑流污染累積-沖刷模型相結合，實現對初期徑流水量和污染負荷量的預測。研究成果可以指導城市雨水徑流的污染治理和綜合利用，為建立城市地表徑流安全輸排與污水處理基礎設施聯合調控體系提供有效的技術支撐。

結題摘要

本項目對城市地表徑流體系中以多環芳烴和有機氯為代表的持久性有毒污染物的環境行為進行了系統研究，通過對污染物的大氣乾濕沉降、地表累積、降雨沖刷、徑流沖刷等環境過程的分析和定量模擬，探索了城市地表徑流體系中污染物的多介質複合污染機制。在24個月的採樣時間內，項目團隊綜合採集了屋頂、道路、廣場等典型城市不透水下墊面的地表徑流、雨水、乾沉降、地表積塵、樹冠穿透水等樣品，採樣點涵蓋了居住區、商業區、文教區等主要城市功能區。 在野外採樣並結合環境過程機理分析的基礎上，著重研究了多環芳烴和有機氯等有毒污染物在城市大氣-降塵-地表積塵-雨水-地表徑流多介質體系中的環境行為，建立了地表污染物的累積-沖刷模型，對不透水地表污染物的累積和沖刷進行了定量模擬。深入探討了地表徑流的初期沖刷現象，改進初期沖刷判定方式，建立了初期沖刷機率約束模型，將初期沖刷的發生結合一定的置信水平來描述，從方法論的角度探討了有較廣適用範圍的初期徑流判定方法。 研究工作緊密圍繞項目申請書中提出的研究目的和內容開展，在降雨對大氣污染物的淨化機制和雨水污染負荷、污染物的地表累積和沖刷特徵、地表徑流的初期沖刷效應、城市地表污染物的累積-沖刷模擬等方面取得了創新性的進展。在完成項目主要目標污染物研究的同時，對城市環境中的重金屬汞的污染特徵也進行了初步探索，並取得初步成果，為下一步相關研究的深入開展奠定了基礎。依託本項目，已在國際高水平SCI期刊發表文章9篇，國核心心期刊發表文章4篇，申請國家發明專利2項，出版專著1部。支持了兩個本科科研實踐團隊的工作，分別為“屋面徑流中多環芳烴的污染特徵研究”和“城市道路地表積塵中有毒有機污染物的來源和釋放分析”。這兩項工作緊密圍繞本項目的研究主題展開，已有3位本科生依託本項目完成畢業論文。項目的主要人員參加了“中國地理學會2011年學術年會”，做了2個分組報告。 在實踐套用方面，本項目中結合北京市研究區域的特徵，探討了有針對性的徑流處理模式。研究成果可以指導城市雨水徑流的綜合利用，為建立城市徑流安全輸排與污水處理基礎設施聯合調控體系提供了有效的技術支撐。