国内外城市雨水水质及污染控制

3北京市科委专项基金项目:北京城区雨水径流污染控制与管理模式(H010610020112)。国内外城市雨水水质及污染控制3车伍刘燕李俊奇提要随着点源污染控制的不断完善和城市的快速扩张,非点源污染的矛盾日益突出,对城市水系构成严重的威胁。必须科学认识和有效控制城市雨水径流所带来的非点源污染。简略地回顾了国内外城市雨水污染及控制的研究,对国内外城市雨水径流水质、污染状况和控制策略框架进行了初步比较,以期为我国城市雨水径流污染控制和决策提供参考和借鉴。关键词城市径流雨水水质污染控制1国内外雨水径流污染研究概况在发达国家,点源污染基本得到有效控制,雨水径流带来的非点源污染已成为水体污染的主要因素。如美国约有60%的河流和50%的湖泊污染与非点源污染有关;已实现污水二级处理的城市,水体BOD年负荷约40%～80%来自雨水径流[1～2]。美国环保局(EPA)最近资料还表明,在一些州约22000个被污染水体中,城市径流和其它非农业的非点源污染被列为主导污染源的占18%以上[3]。我国雨水径流引起的污染问题也很严重。在太湖、滇池等重要湖泊,非点源污染已成为水质恶化的主要原因之一[4]。雨水径流携带大量污染物排入城市水系也造成严重污染[5～8]。初步的保守估算,城区雨水径流污染占水体污染负荷的比例,目前在北京和上海约占10%左右。北京申奥、上海申博的成功加速了排水工程和污水处理厂的建设速度,到2010年的规划实施后,城市雨水径流污染负荷的比例北京将上升到12%以上,上海将上升至20%左右(对中心建成水体会超过50%)。事实上,考虑径流污染物输送的非连续性和爆发性,其污染负荷所占比例在雨季的短时段内会成倍升高,超过点源污染,对城市水体造成冲击性影响,严重制约城市水环境质量的彻底改善,许多城市暴雨后发生的水污染事件都是很好的例证。近二三十年间,城市雨水污染在发达国家受到广泛关注,许多国家对城市径流污染及控制进行了深入的研究,制定了系统的法规、管理和技术体系。最具代表性的是1981～1983年美国EPA投入115亿美元进行的“全美城市雨水径流项目”(Na2tionalUrbanRunoff)研究[9～10],在许多城市大规模地收集分析雨水径流水质数据,研究污染情况及控制对策。历经近20年,研究制定了城市雨水资源管理和雨水径流污染控制的“最佳管理方案”(BMP,BestManagementPractice)。于1987年修订水污染防治法来有效地依法控制城市雨水径流污染,将全国污染物排放削减体系(NationalPollutantDischargeEliminationSystem,NPDES)扩大到包括对城市雨水径流污染管制在内的非点源污染防治,1990年正式发布实施,主要针对10万人口以上的雨水管道系统和11类工业活动,包括大于5英亩的建筑工地。1999年12月又重新修订发布的NPDES把管制对象扩充到所有城区雨水管道系统和占地1～5英亩的建筑工地,于2003年3月全面实施。与之配套的是第二代BMP体系,对城市雨水污染控制的法令和技术更加严厉和完善。我国80年代初期于北京开始了对城市雨水径流非点源污染的研究[11],此后其他一些城市也相继开展过相关研究。但由于点源污染矛盾一直突出,对城市径流污染未予以足够重视。近年来,非点源污染矛盾有加重趋势,水污染控制的力度也在加大,城市径流污染开始引起越来越多的重视。如北京1998年开始对城市雨水径流污染控制和雨水资源利用进行系统研究[7,12～14],不仅分析径流污染指标及变化范围,对污染物的冲刷输38给水排水Vol129No1102003送规律、主要影响因素、污染物负荷和控制对策等都进行了研究。我国对城市雨水径流带来的非点源污染研究取得了一批成果,但对径流量及其水质缺少全面监测数据,对径流污染源、输送机制、污染总量及相适应的合理排水体系和控制管理对策缺乏系统研究,目前尚未建立与雨水径流控制配套的技术和法规体系。因此,将我国与发达国家城市雨水径流水质及污染控制进行比较,可以为中国城市对该领域的研究和决策提供借鉴。2国内外城市雨水径流水质概况国外对城市雨水水质研究已很多,本文列举加拿大、美国、德国和法国巴黎的一些城市径流水质数据,国内则以北京为代表,对城市径流水质和污染概况作一比较。加拿大通过互联网收集了1970～1995年140份关于雨水径流水质的文献,分析雨水径流带来的污染物的量和机理,研究对接纳水体水生生物和公众健康的影响,部分主要污染物变化范围列于表1[15]。美国EPA于1983年提出城市暴雨径流的主要污染评价指标,如悬浮固体、有机物、植物营养物和重金属(见表2)[16]。研究报告指出,美国城市及不同地域之间暴雨径流水质的统计结果无明显区别,污染成分的加权平均浓度(EventMeanConcentra2