绿色屋顶对屋面径流污染的控制效应

研究设计了4种屋顶:沥青屋顶、基质屋顶、草坪屋顶和模块屋顶。将种植了绿色植物的草坪屋顶和模块屋顶称为绿色屋顶,并对各屋面径流的水质进行了监测。结果表明,以沥青屋顶为对照,草坪屋顶能消减暴雨径流量50%左右。基质屋顶、草坪屋顶和模块屋顶的屋面径流中NH3-N、PO43--P和TP浓度较沥青层顶低,而NO3--N和TN浓度较高。污染物输出负荷中,除TN、NO3--N外其余污染物都有所削减,其中绿色屋顶对NH3-N、TP、TDP和PO43--P负荷的去除率分别达到75.35%、65.16%、83.02%和94.77%。草坪屋顶和模块屋顶径流中磷素主要以颗粒态存在,其颗粒态磷占总磷的88.95%和74.7%,而氮素主要以溶解态形式存在,颗粒态氮占总氮的26.88%和1.61%。

澳门屋面径流特征初步研究

在澳门半岛选取4个屋面汇水区,进行降雨屋面径流水样的收集与水质分析,监测项目包括:pH、浊度、TN、CODCr、TOC、Zn、Pb、Cu、Fe.研究结果表明,生锈铁皮屋的屋面径流水样中Zn平均浓度值超出国家地表水V类标准的2倍以上,TN和CODCr也超出地表水V类标准.屋面材料对屋面径流输出影响显著.从3场降雨事件不同屋面材料的径流水质参数的平均浓度值看,Zn和Pb的浓度排序:铁皮屋面(严重锈蚀)>铁皮屋面(轻度锈蚀)>铁皮屋(新油漆)>混凝土.Pb浓度排序:铁皮屋面(严重锈蚀)>铁皮屋面(轻度锈蚀)>铁皮屋(新油漆)>混凝土.而其它水质参数,如CODCr、TOC、TN,铁皮屋面的浓度值均大于混凝土.屋面径流排污规律和污染物浓度输出具有不确定性,且受降雨干期长度和降雨强度等因素的综合影响.

屋面径流中营养物质的分布形态研究

对上海市交通干道旁一处混凝土屋面的6次降雨径流进行监测,分析了屋面径流中颗粒态和溶解态营养物质的出流规律,以期加深对屋面径流污染物的认识和为屋面雨水净化工艺的选择提供理论支持.结果表明,TN的EMC值变化范围为4.208-8.427 mg/L,TP的EMC值变化范围为0.078-0.185 mg/L;DN和PP分别是TN和TP的主要输出形式;随着径流过程的进行,径流中小颗粒数目比例会逐渐上升.TP浓度变化与TSS基本一致,但TN浓度变化与TSS关系不大.径流后期PN（颗粒态氮）/TSS值增加和小颗粒数目比例上升表明单位质量小颗粒上的氮含量要高于大颗粒上氮的含量.径流前10 min的TSS与TP、PP的相关性很好,但径流全过程的相关性稍差,表明单位质量颗粒物上的磷含量在径流全过程中有所变化.溶解态物质污染负荷输出比较平稳,TP比TN更容易出现初期冲刷.此外,单位质量的小颗粒含有更多氮也在一定程度上削弱了TN的初期冲刷效应.

重庆市不同材质屋面径流水质特性

2010年雨季对重庆市6场降雨时段的屋面径流进行采样监测,分析了水泥屋面和瓦屋面径流污染物的出流过程和初始冲刷现象,并且运用多元统计方法分析了降雨特征对径流水质的影响.结果表明:2种材质屋面径流水质参数中CODCr和TN的次降雨平均浓度(EMC,以ρ计)均超出GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅴ类标准,为屋面径流主要污染物.水泥屋面的CODCr、TN、NO3--N、TSS、Cu和Zn的EMC明显高于瓦屋面,分别高出1.63、1.57、1.15、1.70、1.50和1.88倍.在水泥屋面上,ρ(CODCr)、ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(TSS)变化幅度大于瓦屋面,并且其峰值滞后或同步于最大雨强;在瓦屋面上,ρ(CODCr)、ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(TSS)的峰值提前或同步于最大雨强.瓦屋面各污染物FF30(初期30%径流携带的污染负荷)的平均值均高于水泥屋面;水泥屋面各污染物(除Zn和Cd外)FF30的标准差均高于瓦屋面.各污染物的EMC与降雨量、平均雨强、径流量和最大雨强呈负相关;溶解态重金属的EMC与前期晴天数呈负相关,其余指标均与前期晴天数呈正相关.

上海市文教区屋面径流水质特性研究

在对2003-2006年上海市文教区屋面径流进行监测的基础上，分析了屋面径流污染物的出流过程，并应用统计分析方法对屋面径流水质及其影响因素进行了探讨.结果表明，屋面径流污染物EMC的对数正态概率分布均呈现出良好的线性分布，说明污染物EMC具有较好的正态分布性；上海市文教区屋面径流污染物COD、SS、BOD5、NH4^＋-N、TP和TN的EMC中值浓度分别为42.6、76.9、15.2、1.61、0.14和4.8 mg/L；通过聚类分析可知，屋面径流水质整体上受大气沉降等污染物累积效应的影响最大，而受雨水冲刷作用的影响次之.

北京城区屋面径流中PAHs的污染特征与来源解析

以北京典型城区屋面径流中的PAHs为研究对象,在2008年雨季采集了不同地点的屋面径流,分析了溶解相和颗粒相PAHs的质量浓度,对屋面径流中PAHs的质量浓度特征、时空变化规律及来源进行了讨论。结果表明,屋面径流具有较严重的PAHs污染,16种PAHs在溶解相中的总质量浓度为563.85~937.01 ng.L-1,来源主要是机动车排放（31.9%）、煤燃烧（39.6%）、天然气燃烧（15.3%）及石油类的挥发（14.2%）;在颗粒相中的总质量浓度为844.48~1372.62 ng.L-1,来源主要包括燃煤（51.8%）、汽油（38.1%）和柴油（10.1%）的燃烧等。BaP的EMC平均值（172 ng.L-1）远远超过我国污水排放标准（30 ng.L-1）,且以颗粒相为主。不同地点采集的屋面径流中的PAHs质量浓度大部分表现出较明显的初期效应和时间变化,而在不同采样点之间则没有明显的空间差异。

冲刷模型在屋面径流计算中的应用

在监测、分析上海市城区屋面径流水质的基础上,考察了应用冲刷模型估算水质模型参数的可行性。结果表明,该方法可以在数据较少的情况下估算参数,并大大简化了估算的过程,为屋面径流水质模型的应用奠定了基础。

上海城市屋面径流PAHs赋存特征及其生态风险评价

为研究城市屋面径流中16种US EPA优控多环芳烃（PAHs）的污染特征,采集并分析了上海3次降雨事件典型屋面径流中颗粒相和溶解相PAHs的质量浓度,对屋面径流中PAHs的质量浓度特征、动态变化过程、来源解析以及潜在的生态风险进行了分析与讨论.结果表明,屋面径流中溶解相∑16PAHs的质量浓度为33.9～581.5ng/L,颗粒相PAHs的质量浓度为134.6～27528ng/L,3种屋面径流PAHs含量基本为：瓦屋面〉水泥屋面〉沥青屋面;不同类型的屋面径流中PAHs组分具有明显的相似性,均以3～4环组分为主,苯并[a]芘Ba P的场次降雨事件平均浓度（EMC）值为17.4～378.5ng/L,超过我国规定的污水中Ba P排放标准.源解析结果表明,瓦屋面径流中PAHs的主要来源为机动车排放源和燃煤源;沥青屋面和水泥屋面径流中PAHs主要来源于机动车排放源、燃煤源和石油类泄露和挥发源.屋面径流中PAHs毒性当量浓度为6.08～16.86ng/L,超过我国规定的标准限值,对环境存在一定的危害,应引起足够的重视。

屋顶绿化对屋面径流的影响研究综述

屋顶绿化作为城市人工生态系统,是改善城市绿化的补充,能缓解众多城市生态环境的问题.最近20年,虽然屋顶绿化在国内有一些发展,但发展速度十分缓慢,主要问题在于人们对屋顶绿化改善城市生态环境的作用认识不够.虽然国内外学者对于屋顶绿化吸收和截留屋面径流、减轻城市内涝灾害的认识已经取得了一致,但学术界对屋顶绿化怎样影响屋面径流水质还存在争议.通过对最近20年国内外学者在屋顶绿化对屋面径流的水质和水量的影响研究综述,系统介绍了这个领域的进展和争议,分析了存在的主要问题,展望了未来可能的发展方向.

天津平顶沥青屋面径流雨水污染特征分析

在监测天津市不同功能区(文教区和居住区)的平顶沥青屋面径流雨水水质的基础上,探讨了屋面径流雨水随降雨历时的变化规律及污染的影响因素.结果表明:平顶沥青屋面的初期径流雨水污染严重,CODCr、TOC、BOD5、TN、色度和浊度均超出地表水V类或生活杂用水标准,CODCr、BOD5和TN浓度的最高值可以达到1 632,399.814,55.01 mg/L,不宜直接收集回用.屋面径流雨水BOD5/CODCr为0.201,可生化性低.

城市屋面径流污染特性及其利用探讨

分析比较了国内外屋面径流水质的研究情况,结果显示,屋面径流水质存在较大的污染性,而且我国的屋面径流污染比一些发达国家的屋面径流污染明显严重。屋面径流水质主要受降雨量、降雨强度、屋面材料、季节和气温的影响。讨论了屋面径流的几种利用方案,主要包括纳入中水系统、独立的雨水利用系统、屋面绿化利用系统和渗透回灌系统。

屋面径流水量水质变化

为探明普通屋顶和绿化屋顶屋面径流水质和水量的变化规律,采用4个1.0×0.5 m^2木箱模拟普通屋顶和3种不同基材配方的绿化屋顶,并运用人工降雨的试验手段,相隔12个月2次对比观测屋面径流过程的水量和径流Cd、Pb、Cu、Zn、TP和TN含量。结果表明:(1)与普通屋面相比,绿化屋面的径流开始更晚,结束更迟,延时更长,径流总量更小,径流洪峰更低。(2)除初始流外,绿化屋顶屋面径流TP的含量高于普通屋面径流;试验初期,绿化屋顶屋面径流TN的含量高于普通屋面径流;使用复合肥的绿化屋顶屋面径流TN和TP含量比使用缓释肥绿化屋顶屋面径流含量高。(3)普通屋顶屋面径流重金属和TN、TP含量随着径流过程逐渐减少,绿化屋顶屋面径流中污染物含量随径流过程变化规律不明显。绿化屋顶初期屋面径流TN含量比1 a后高。(4)3种绿化屋面的径流和普通屋顶屋面径流的初始流TP、TN、Cd和Pb含量超过了GB 3838-2002规定Ⅳ类水域含量指标。研究表明不同类型和不同绿化基材的绿化屋顶屋面径流过程和水质变化规律不同。

人工降雨下三种屋面径流过程环境质量比较

采用3个木箱模拟构建了3种常见屋面,并采用人工降雨试验手段,两次观测了屋面径流过程和污染物含量的变化。结果表明:1彩钢屋面和普通屋面径流过程形相似且与绿化屋面相差很大;绿化屋面径流开始时间更晚,径流延时更长,径流总量更小,径流洪峰更低。2绿化屋面径流COD、BOD5、DOC、TN和TP的含量和DOC、TN、TP和Cd总量高于彩钢屋面和普通屋面径流;除了Cd,彩钢屋面径流Pb、Cu、Zn、Cr、Cu含量都比普通屋面径流高。3彩钢屋面和普通屋面径流多数污染物含量随着径流过程有减少趋势,绿化屋面径流污染物含量随径流过程变化规律不明显。4三种屋面径流TP、Cd和Pb含量超过了GB3838-2002规定Ⅳ类水域含量指标。研究说明彩钢屋面径流重金属污染较严重,绿化屋面径流有机污染较严重;三种屋面的径流都受到了污染,不能直接排放或利用。

深圳大气湿沉降对典型屋面径流水质的影响

屋面雨水是一种重要的非常规水源,其水质受大气湿沉降影响。该研究以深圳大学城水泥砂浆材质的屋面为例,测定了2011年14场降雨的雨前大气环境质量、大气降水水质和屋面径流水质,对比了大气降水及屋面径流中组分浓度的差异,分析了湿沉降与屋面径流污染负荷的关系及其影响因素。结果表明:(1)湿沉降中NH4+、乙酸、甲酸和乙二酸等组分与屋面材料及累积物发生化学反应,使得这些组分在屋面径流中的负荷显著减少;(2)湿沉降是屋面径流中Na+、K+、Mg2+、Ca2+和SO42-组分负荷的少部分来源;(3)而湿沉降是屋面径流中TOC、F-和NO3-组分负荷的主要来源;(4)雨前大气环境质量对湿沉降组分浓度有显著影响。因此,湿沉降对屋面径流组分负荷影响显著,城市屋面径流水质管理中应充分考虑湿沉降的影响。

施工扬尘环境下短时强降雨屋面径流中砷、汞、铅、镉、锌的污染特征研究

以南京北郊为例,测量分析了屋面径流中砷(As)、汞(Hg)、铅(Pb)、镉(Cd)和锌(Zn)5种元素的浓度、形态特征。结果表明:短时强降雨过程中这5种元素浓度在较大范围内无规则波动,且不同元素间浓度分布存在较大差异;Zn与Pb的平均浓度分别高于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅴ类和Ⅳ类标准限值,污染程度从大到小依次为Zn>Pb>As>Hg>Cd。元素形态分析表明,径流中除Hg外其他4种元素主要以颗粒态形式存在,各元素颗粒态占总形态的平均分数分别为:As,64.5%;Hg,43.7%;Pb,76.5%;Cd,54.6%;Zn,54.3%。

生物滞留池对屋面径流基本污染物的控制

快速的城市化导致不透水性下垫面急剧增加,进而加剧了径流污染,尤其是屋面径流污染。生物滞留池作为低影响开发理念的核心措施之一,对径流的净化效果显著。以屋面径流为控制对象,设计了3个生物滞留池用于探究不同土壤层厚度和不同进水方式对生物滞留池出水的影响。结果表明,实验收集的屋面径流污染严重,COD和TN为《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)劣Ⅴ类。经生物滞留池处理后发现,3个生物滞留池对悬浮物(SS)的去除效果较好,去除率为92.2%~98.7%,装填20cm土壤的表层进水生物滞留池较装填15cm土壤的生物滞留池出水污染物浓度低。装填20cm土壤的表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD、TN和TP的去除能力总体相当,表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD的去除率分别为91.7%、90.4%,对TN的去除率分别为93.8%、86.5%,对TP的去除率分别为70.1%和72.7%。

城市屋面径流水质特征及屋面材料对水质的影响

整理了近年来国内有关屋面径流污染物研究的数据,研究探讨了屋面这一重要城市下垫面的径流水质特征,分析了不同的屋面材料对降雨径流水质的影响。研究结果显示:我国大中城市屋面雨水径流水质COD、TSS、TN、TP及NH3-N浓度平均值分别为89.54 mg/L、89.46 mg/L、6.80 mg/L、0.21 mg/L和3.33 mg/L,除TP外均不满足地表水Ⅴ类水质标准,水质污染严重;屋面材料对雨水径流中COD、TSS和TN浓度值影响较大,对TP、NH3-N浓度值影响较小,总体水质水泥屋面最好,瓦屋面其次,沥青屋面最差。

屋面径流污染特性及回用分析

以天津市某大学SBS(改性沥青)屋面为研究对象,2018年8-9月考察了3次典型降雨事件中屋面径流中污染物随降雨历时的出流规律和影响因素、各降雨事件的事件平均浓度(EMC)以及初始冲洗效果强度。研究表明,初期径流水质较差,污染较严重,随时间的延长,各污染物质量浓度逐渐降低并趋于平稳,且降雨量越大、屋面污染总负荷越高,雨水对屋面的冲刷作用越强,降低趋势和初始冲洗效果越显著;结合各污染物EMC分析可知,3次降雨事件中COD污染最严重,均超出了《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准,TP污染较轻,最小质量浓度可达0.08 mg/L(降雨事件Ⅰ和降雨事件Ⅲ),同时其他指标也达到湖泊、水景类水质标准,可作为景观类用水水源。

屋面径流污染物的出流类型与水质特性研究

在对上海城区屋面径流进行监测的基础上,分析了屋面径流中污染物的出流过程,并探讨了其水质特性。通过对污染物出流过程的研究,得到了3种屋面径流污染物的出流类型及出流水质的变化特征和发生的环境条件;污染物出流事件平均浓度(EMC)的对数正态概率分布结果表明,不同污染物的EMC均具有较好的正态分布性;对屋面径流污染物的出流EMC进行统计分析,得到上海城区屋面径流的COD、SS、BOD5、NH3-N、TP、TN的EMC分别为42.6、76.9、15.2、1.61、0.14、4.8 mg/L,其中SS、COD为主要污染物。

重型与轻型屋顶绿化对屋面径流的影响

在对深圳市2009年3月～2010年2月各场降雨中,普通屋面、重型与轻型屋顶绿化屋面径流量、径流污染物监测的基础上,分析研究了重型与轻型屋顶绿化对屋面径流的影响。结果表明:屋顶绿化对屋面径流的改善作用主要表现在减少屋面径流和降低径流污染物两个方面,且重型屋顶绿化明显优于轻型屋顶绿化。