论文部分内容阅读
目前城市雨水径流中重金属污染严重,这已成为突出的环境问题之一。国内外很多研究表明,生物滞留措施对雨水径流中重金属的去除率高达90%。本文基于已建立的悦来新城道路生物滞留带,于2019年7月~2021年1月,对降雨后不同区域、不同植物类型生物滞留带种植层进行现场采样,分析土壤中和植物中重金属含量,明确重金属时空分布特征,进一步研究植物和土壤对重金属的转移能力和富集能力,以此为基础分析研究土壤和植物对生物滞留带去除重金属的影响程度,同步研究填料增强生物滞留带净污的效果,研究主要结论如下:
(1)城市不同用地类型道路生物滞留带重金属含量相差不大,由于土壤表层的拦截作用还能去除颗粒态的重金属,主要富集在生物滞留带0~10cm深度,因此土壤表层去除重金属能力最强。
(2)重庆市悦来雨水径流中重金属污染明显,Cd、Zn、Pb的初期冲刷峰值均超过《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准值。实际生物滞留带对重金属的去除效果Cu为78.52%,Zn为65.89%,Mn为74.31%Pb为9.65%,Ni为23.60%,C d为16.38%。处理之后除Cu外仍然达不到《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准值。
(3)土壤对Cu和Mn表现出了较好富集能力,是最低的Ni和Cd的约20倍。此外土壤富集重金属表现出了一定的季节特性。
(4)美人蕉、菖蒲、风车草和狼尾草的对Cu、Zn、Mn、Pb、Ni和Cd的富集器官不同且大小植株表现出了富集金属的差异性。就植物的平均转移系数来说,美人蕉对Cu、Zn、Mn、Pb和Cd的转移能力最好,而风车草对Ni的转移能力最好。就植物的平均富集系数来说,狼尾草对Cu、Zn和Cd的富集能力最强,而美人蕉对Mn、Pb和Ni的富集能力最强。转移能力强说明重金属在植物体内从根部向地上部分转移的能力强,富集能力强说明重金属从沉积物或土壤向植物迁移的能力强。此外,对于Cd美人蕉、菖蒲和风车草偶有植株达到富集量阈值,但平均富集量没有达到阈值,可作为Cd的潜在富集植物。
(5)填料强化生物滞留带净污效果试验研究:查阅文献并且结合重庆市常用净水材料选择珍珠岩、沸石、陶粒、火山岩、蛭石和石英砂六种填料,通过测定填料对不同重金属的去除效果,筛选出珍珠岩、沸石和石英砂作为进一步实验的填料成分。将沸石、石英砂、珍珠岩和本地紫土通过不同比例均匀混合,共得到13组组合填料,进一步开展渗滤试验,比较各组合填料对重金属的去除效果,填料对生物滞留带的净污能力有所增强,对Cu、Zn、Mn和Cd的去除率都可达到70%以上,对于Pb和Ni效果稍差但去除率也有30%左右和60%左右。
(1)城市不同用地类型道路生物滞留带重金属含量相差不大,由于土壤表层的拦截作用还能去除颗粒态的重金属,主要富集在生物滞留带0~10cm深度,因此土壤表层去除重金属能力最强。
(2)重庆市悦来雨水径流中重金属污染明显,Cd、Zn、Pb的初期冲刷峰值均超过《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准值。实际生物滞留带对重金属的去除效果Cu为78.52%,Zn为65.89%,Mn为74.31%Pb为9.65%,Ni为23.60%,C d为16.38%。处理之后除Cu外仍然达不到《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准值。
(3)土壤对Cu和Mn表现出了较好富集能力,是最低的Ni和Cd的约20倍。此外土壤富集重金属表现出了一定的季节特性。
(4)美人蕉、菖蒲、风车草和狼尾草的对Cu、Zn、Mn、Pb、Ni和Cd的富集器官不同且大小植株表现出了富集金属的差异性。就植物的平均转移系数来说,美人蕉对Cu、Zn、Mn、Pb和Cd的转移能力最好,而风车草对Ni的转移能力最好。就植物的平均富集系数来说,狼尾草对Cu、Zn和Cd的富集能力最强,而美人蕉对Mn、Pb和Ni的富集能力最强。转移能力强说明重金属在植物体内从根部向地上部分转移的能力强,富集能力强说明重金属从沉积物或土壤向植物迁移的能力强。此外,对于Cd美人蕉、菖蒲和风车草偶有植株达到富集量阈值,但平均富集量没有达到阈值,可作为Cd的潜在富集植物。
(5)填料强化生物滞留带净污效果试验研究:查阅文献并且结合重庆市常用净水材料选择珍珠岩、沸石、陶粒、火山岩、蛭石和石英砂六种填料,通过测定填料对不同重金属的去除效果,筛选出珍珠岩、沸石和石英砂作为进一步实验的填料成分。将沸石、石英砂、珍珠岩和本地紫土通过不同比例均匀混合,共得到13组组合填料,进一步开展渗滤试验,比较各组合填料对重金属的去除效果,填料对生物滞留带的净污能力有所增强,对Cu、Zn、Mn和Cd的去除率都可达到70%以上,对于Pb和Ni效果稍差但去除率也有30%左右和60%左右。