公路路面径流和路域土壤重金属污染特性研究

论文摘要

公路路面径流对受纳水体的污染已日益严重,受到越来越广泛的关注。一方面,公路路面径流污染物组分复杂,浓度变化大,可生化性差,排放间歇且无规律,故其污染处理难度较大。另一方面,由于公路路面属于非渗透性地表,相对于其它面源污染具有较强的可控性,可以实施污水处理无害化、资源化,采取处理与利用相结合,人工处理与自然处理并行的技术。本文以沪宁高速公路南京马群段路面径流及路域土壤为研究对象,对降雨时的路面径流水质进行采样,对公路路域土壤进行采样,经实验分析、数据整理、理论概括和规律总结,得到以下结论：分析研究公路路面径流水的污染特性,表明路面径流水中多数指标超标,存在着严重污染。COD、BOD5、SS、Cr、Ni、Cd、Pb是该路段路面径流水的主要污染物质,公路交通活动是影响路面径流污染浓度的最主要因素；路面径流水的BOD5与COD比值远远小于典型生活污水,可生物降解性较差,不适合用传统的生物处理法来处理；COD、BOD5、总Pb、总Zn、总Cr与SS之间,以及总Zn与总Pb之间均存在明显的线性关系。调查研究公路路域土壤重金属污染特性,结果显示重金属污染以公路为中心在其两侧20m范围内呈带状沿公路延伸,其含量随着离公路水平距离的增加而呈递减趋势,离公路20m以外的土壤中,各重金属元素含量明显降低；土壤表层是重金属元素的主要积累区,重金属元素含量在深度方向上随着离地表距离的增加呈降低趋势,在离地表30cm以下的土壤中,重金属元素含量除Ni之外都低于土壤背景值；距离公路20m以内的土壤都受到不同程度的重金属污染,上层土壤污染最为严重,污染程度由大到小依次是Ni、Cd、Zn、Pb、Cr,其中Ni和Cd均为重度污染,Zn为中度污染,Pb为轻度污染；土壤中重金属元素间具有显著的线性相关性,且其线性相关程度比路面径流中的要高,其规律性也比较强。探讨公路路域土壤对重金属污染元素的削减作用,结果表明土壤对重金属污染元素的削减效果明显,重金属污染元素进入土壤后大部分滞留在土壤表层,很少向下迁移；路域土壤中重金属元素含量与横向和纵向距离具有显著的负线性相关性,在此基础上推导出了具有实用意义的土壤对重金属污染元素的削减方程；建议筛选和培育超富集和超耐受性公路绿化林带植物,联合采用多种修复植物混作、超耐受性植物-重金属钝化剂、超富集植物-重金属活化剂技术,修复公路路域重金属污染土壤。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 公路路面径流污染研究现状
• 1.3 土壤渗滤系统处理水污染的研究现状与进展
• 1.3.1 土地处理系统概述
• 1.3.2 土壤渗滤系统净化机制
• 1.3.3 国内外土壤渗滤系统应用实践
• 1.4 土壤渗滤系统处理公路路面径流水污染的研究现状
• 1.5 研究需求和研究内容
• 1.5.1 研究需求
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 研究技术路线
• 2 沪宁高速公路南京马群段路面径流污染特性分析
• 2.1 路面径流污染物的来源
• 2.2 沪宁高速公路南京马群段路面径流水质监测
• 2.3 沪宁高速公路南京马群段路面径流污染特性分析
• 2.3.1 污染效应分析
• 2.3.2 相关性分析
• 2.3.3 可生化性分析
• 2.3.4 排污规律分析
• 2.3.5 影响污染物浓度因素分析
• 2.4 本章小结
• 3 沪宁高速公路南京马群段路域土壤重金属污染特性分析
• 3.1 样品的采集
• 3.2 样品的处理及分析
• 3.3 监测结果及分析
• 3.4 土壤重金属污染状况评价
• 3.5 土壤中重金属相关性分析
• 3.6 本章小结
• 4 土壤对重金属污染元素削减作用探讨
• 4.1 污染物进入土壤和地下水的途径
• 4.2 污染物在土壤中的迁移模型
• 4.2.1 重金属在土壤中的迁移转化特征
• 4.2.2 污染物迁移机理
• 4.2.3 污染物在土壤中的迁移模拟
• 4.3 土壤对重金属污染元素削减规律研究
• 4.3.1 土壤对重金属污染元素横向削减规律
• 4.3.2 土壤对重金属污染元素纵向削减规律
• 4.4 公路路域重金属污染土壤修复探讨
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 存在的问题与展望
• 参考文献
• 详细摘要