關(guān)鍵詞：道路沖洗水；徑流；污染特征；成都市

前言

隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化不斷推進(jìn)，城市經(jīng)濟(jì)的繁榮和人口的增長(zhǎng)使得道路交通快速發(fā)展，同時(shí)也帶來了城市面源污染。機(jī)動(dòng)車尾氣、餐飲油煙和土壤源揚(yáng)塵中的大量顆粒物、重金屬、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和油脂等污染物在路面上積累，又在地表徑流作用下遷移至水環(huán)境中，導(dǎo)致水體水質(zhì)惡化（重金屬污染、富營(yíng)養(yǎng)化）、水環(huán)境生態(tài)破壞等一系列問題。因此對(duì)道路徑流污染開展研究具有重要意義。

以往研究大部分集中在降雨徑流上，對(duì)道路沖洗水徑流的研究不足。城市道路沖洗水具有間隙性排水、水質(zhì)組分復(fù)雜、分布不均等特點(diǎn)，且與降雨徑流存在一定的相似性，會(huì)將一部分地表污染物通過城市管網(wǎng)帶人地表水體中。為了解道路沖洗水的污染特征，文章以成都市主城區(qū)為研究區(qū)域，通過對(duì)不同功能區(qū)道路沖洗水進(jìn)行采樣分析，探討不同功能區(qū)道路沖洗水的污染特征，并利用相關(guān)性分析和主成分分析等統(tǒng)計(jì)分析方法研究其污染源，為成都市道路沖洗水徑流污染的控制提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)概況

成都市地處四川盆地西部、青藏高原東緣，地勢(shì)由西北向東南傾斜，以深丘和山地為主，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，具有春早、夏熱、秋涼、冬暖的氣候特點(diǎn)。年平均溫度為15.5℃～18.2℃，年總降水量為829.4～1784.3mm。

2材料與方法

2.1采樣點(diǎn)布設(shè)

此次研究范圍為成都市主城區(qū)，城市道路可分為特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)道路。特級(jí)道路為城市主干道，臨街業(yè)態(tài)多為交通區(qū)；一級(jí)為城市主干道及次干道，臨街業(yè)態(tài)較為復(fù)雜；二級(jí)道路多為次干路及支路，臨街業(yè)態(tài)主要為生活區(qū)、商業(yè)區(qū)和餐飲區(qū)。根據(jù)《環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ27-2012），道路可分為商業(yè)型、生活型和交通型路段。為了探究除機(jī)動(dòng)車以外的人類活動(dòng)對(duì)道路沖洗水水質(zhì)的影響，此次采樣還選取了餐飲型路段，考慮到以上道路類型的主要特點(diǎn)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況，采樣點(diǎn)具體信息見表1。

2.2樣品采集

2022年3月-8月在采樣道路兩側(cè)采集沖洗水樣品。每間隔30m在雨水蓖處采集（雨水井間隔約為30m），于30m、60m、90m共6個(gè)雨水蓖處分別采集樣品組成1個(gè)混合樣品。采樣結(jié)束后，將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后于4℃保存并在24h內(nèi)完成檢測(cè)。此研究使用自來水沖洗道路，道路沖洗水水質(zhì)應(yīng)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）。

此研究主要水質(zhì)分析指標(biāo)為pH、COD、SS、TN、TP、NH3-N、動(dòng)植物油類和Pb等，分析方法按照國(guó)家水質(zhì)分析標(biāo)準(zhǔn)方法或《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》進(jìn)行測(cè)定。

2.3數(shù)據(jù)分析

2.3.1相關(guān)性分析

相關(guān)性分析是研究和分析不同隨機(jī)變量之間相關(guān)關(guān)系的一種統(tǒng)計(jì)方法。根據(jù)研究區(qū)道路沖洗水水質(zhì)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，采用Spearman相關(guān)性分析。

2.3.2主成分分析

主成分分析運(yùn)用降維的思想將原始變量變換為一組各維度線性無關(guān)且包含大部分信息的綜合變量，可避免變量反映的信息相互重疊。主成分能夠可以反映主要的污染信息，從而分析出污染來源。

3結(jié)果與討論

3.1不同功能區(qū)道路沖洗水污染特征分析

成都市道路沖洗水COD、TN基本超過地表水V類水質(zhì)（gt;93.5%），TP超過地表水V類水質(zhì)的頻次為72.7%，NH3-N和Pb超過地表水III類水質(zhì)的頻次分別為60.6%和28.6%。交通型、生活型、餐飲型和商業(yè)型四種功能區(qū)道路沖洗水污染物濃度的中位值較為接近，經(jīng)Kruskal-Wallis差異性檢驗(yàn)不同功能區(qū)道路沖洗水COD、SS、TN、TP和NH3-N的顯著性均大于0.05，即四種功能區(qū)道路沖洗水差異性不顯著。

如圖1和圖2所示，交通型道路沖洗水中COD和Pb等污染物較重，這是因?yàn)镃OD主要來源于大氣沉降、交通工具燃料的泄露和餐飲活動(dòng)等產(chǎn)生的有機(jī)物，Pb主要來源于交通工具燃料泄露，輪胎、路面的磨損以及機(jī)動(dòng)車尾氣等，因此車流量較大的交通型道路沖洗水中COD和Pb含量較高；生活型道路沖洗水中NH3-N和動(dòng)植物油等污染物較高，餐飲型道路沖洗水中的SS、TP、TN和動(dòng)植物油等污染物較高，商業(yè)型道路沖洗水中SS、TN、NH3-N、Pb等污染較為嚴(yán)重，這是因?yàn)門P、TN、NH3-N主要來源于大氣沉降、土壤和餐飲廢水等，TN還來源于機(jī)動(dòng)車尾氣。

COD、SS的波動(dòng)范圍表現(xiàn)為餐飲型gt;商業(yè)型gt;生活型gt;交通型，而TN、TP和NH3-N的波動(dòng)范圍表現(xiàn)為商業(yè)型gt;餐飲型gt;生活型gt;交通型，這是由于餐飲型和商業(yè)型道路受除機(jī)動(dòng)車以外的人類活動(dòng)干擾較大。此研究中COD、SS、TN、TP等污染物濃度低于張光岳等人于2008年成都市降雨徑流污染物研究中報(bào)告的濃度，而COD、SS、TN、TP、Pb等與王以堯等人于2018年成都市降雨徑流污染物研究報(bào)告的濃度相差不大。

3.2道路沖洗水徑流污染物相關(guān)性分析

城市道路沖洗水徑流污染指標(biāo)眾多，污染源復(fù)雜，加大了源解析和污染控制的難度。為了更好地分析道路沖洗水的污染源，對(duì)8種污染指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表2所示。COD、SS、TN、TP和NH3-N之間呈顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)范圍為0.46～0.78，表明這5種污染物可能具有相似的來源途徑。而Pb與其他污染物的相關(guān)性都不顯著，說明Pb可能有其他的污染來源。

3.3不同功能區(qū)道路沖洗水主成分分析

采用Origin2021對(duì)道路沖洗水徑流水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析。KMO檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為0.668；Bartlett球形度檢驗(yàn)值為0.000，表明變量間存在相互關(guān)系，不相互獨(dú)立，滿足主成分分析的要求。8種污染物所代表的全部信息可用2個(gè)主成分表示，特征值分別為4.091、1.264，即代表5.355個(gè)變量，累計(jì)貢獻(xiàn)率為66.941%。

主成分分析結(jié)果如表3和圖3所示，第一主成分解釋了51.150%的總方差貢獻(xiàn)值，表明第一主成分對(duì)道路沖洗水水質(zhì)的影響最大。COD、TN、TP、SS和NH3-N等在第一主成分上具有較高的載荷，其中，除了pH和Pb，其他污染物的載荷值為正值，表明第一主成分值越大，這些污染物的污染程度越高，且主要來源于大氣沉降、餐飲活動(dòng)和機(jī)動(dòng)車尾氣等。第二主成分的貢獻(xiàn)率為15.801%，Pb、SS等具有較高的載荷且為正相關(guān)，表明主要來源于機(jī)動(dòng)車。

從圖3中可以看出，交通型道路沖洗水樣品主要與Pb矢量同方向，餐飲型和商業(yè)型道路沖洗水樣品主要與COD、TN、TP的矢量具有相同的方向，而生活型道路沖洗水樣品與所有的矢量方向相反。這些結(jié)果表明，交通型和生活型道路沖洗水徑流污染程度較輕，且交通型道路沖洗水中包含了最高濃度的Pb。餐飲型和商業(yè)型道路沖洗水徑流污染程度較重，其中包含了較高濃度的COD、TN、TP。因此，在道路沖洗水污染控制過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注餐飲型和商業(yè)型的污染狀況。

4結(jié)論

成都市交通型、生活型、餐飲型和商業(yè)型四種不同功能區(qū)道路沖洗水污染物濃度的中位值較為接近，通過差異性檢驗(yàn)顯示四種不同功能區(qū)道路沖洗水中的COD、SS、TN、TP和NH3 -N未有顯著差異性，表明污染源相似。相關(guān)性分析也證明了這一點(diǎn)，它們主要來源于大氣沉降、餐飲活動(dòng)等。但是Pb與COD、SS、TN、TP、NH3-N等污染物的相關(guān)性都不顯著，表明Pb主要來源于機(jī)動(dòng)車。主成分分析結(jié)果表明交通型和生活型道路沖洗水總體污染程度較輕，但交通型道路沖洗水中Pb污染較重。餐飲型和商業(yè)型道路沖洗水總體污染程度較重，主要受除機(jī)動(dòng)車以外的人類活動(dòng)干擾較大。因此需要加強(qiáng)環(huán)衛(wèi)清掃保潔工作的管理，開展對(duì)道路徑流污染控制系統(tǒng)的研究，以減輕道路徑流污染對(duì)成都市水環(huán)境的影響。