什么是初期雨水?如何更好地处置初期雨水?
一、什么是初期雨水?
初期雨水指的是降雨初期时的雨水,通常是指在地面形成10-15mm厚地表径流的降水。
降雨初期,雨水先是溶解了空气中的酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体,降落地面后又经过冲刷屋面、道路等不透水表面,因而携带大量污染物,如尘土、碎屑、油污、重金属和其他悬浮物,污染程度较高,甚至超出普通城市污水的污染程度。因此,如果初期雨水直接排入自然水体,会对水体造成突发性的严重污染,冲击水体的自净能力。
二、初期雨水是否就是面源污染?
初期雨水和面源污染并不是完全相同的概念。面源污染(也称为非点源污染)是指那些没有明确排放点的污染源,它们广泛分布于广阔的地表面,通过地表径流、土壤渗透等方式指将污染物输送到水体的污染过程,包括降雨、降雪、融雪和灌溉等水流进入河流、湖泊和地下水等情况。
(1)可以认为初期雨水是面源污染的一部分:初期雨水中携带的污染物,如道路上的油污、工业区的化学残留物、农业用地的肥料和农药,都是广泛存在于地表的面源污染物。这些污染物通过初期雨水被冲刷下来进入水体。
(2)面源污染具有更大的广泛性:面源污染不仅限于初期雨水。例如,农业区的灌溉退水、沉积物污染;城市绿地的草坪养护中使用的化肥和除草剂;以及河流和湖泊流域的土地开发和土地利用变化等,都是非点源污染的来源。
(3)两者存在时间和空间上的区别:初期雨水主要发生在降雨的初期阶段,污染物集中在前几毫米的降水中。面源污染则可以在降雨期间的任何时刻发生,甚至在降雨结束后很长时间内继续发生(如农田退水、土壤侵蚀)。
三、不同场地的初期雨水有什么区别?
不同场地的初期雨水的性质会有所不同,这些差异主要取决于场地的特性、用途以及所产生的污染物类型。以下是几种典型场地初期雨水的性质和可能带来的危害:
1、道路和停车场
性质:道路和停车场上的初期雨水可能含有机动车尾气和泄漏的机油、润滑油、刹车垫材料、轮胎磨损产生的颗粒,以及垃圾和尘土。
危害:以上物质形成的初期雨水含有重金属(如铅、锌、铜)、油脂、悬浮颗粒物和有机污染物,可能导致水体富营养化,对水生生物造成毒害,并通过食物链影响人类健康。尤其是重金属,一旦进入水体,很难被自然分解和去除。
2、工业区
性质:工业区初期雨水可能含有各种化学品、重金属、油脂和其他工厂生产过程中的副产品。
危害:工业厂区地面产生的冲刷径流可能含有剧毒化学物质,如苯、甲苯、汞等,对水生生态系统和人类健康构成严重威胁,大量工业用油和化学物质被雨水夹带排入临近河流,会造成水体大面积污染以及鱼类、其他水生生物大面积死亡,甚至周边居民也会受到水污染的直接威胁,可能导致急性中毒或长期慢性病。
3、城市建筑屋顶
性质:建筑屋顶的初期雨水常含有大气沉降物、鸟粪、树叶、灰尘和可能的建筑材料残留物。
危害:与其他场地相比,其污染程度相对最低,但如果屋顶材料中含有有害化学物质(如石棉、沥青等),仍然会对环境造成不利影响。
4、农业用地
性质:农业用地的初期雨水可能含有化肥、农药、除草剂和土壤有机质。
危害:化肥中的氮和磷等营养物质流入水体后,会引发水体富营养化,导致藻类迅速繁殖,造成赤潮或水华现象。农药和除草剂的残留则可能对非目标生物产生毒害作用,并通过食物链累积,影响人类健康。
五、如何更好地处置初期雨水
早在2015年我国发布的《水污染防治行动计划》就明确提出,我国有条件的地区要推进初期雨水收集、处理和资源化利用。控制和处置初期雨水可以遵循以下三个主要原则:源头控制、过程阻隔和末端强化。这些原则可以系统性地减少雨水径流中的污染物,提高水资源的利用效率和环境质量。而实现精细化、智能化的初期雨水管理,离不开持续、准确的实时水质监测。
1、源头控制
目的:减少或消除污染物在初期雨水中的产生,从源头上控制污染。
方法:更新优化城市用地,减少裸露地表,增加绿地和植被覆盖。如在城市中新建或改造公园、绿色走廊、屋顶绿化等,以减少暴露在地表的污染物;控制工业区、施工现场、道路上的污染物排放,实施严格的建筑工地管理,减少灰尘和泥土的排放,管控工业区的废弃物处理,通过法规和执法减少污染物的广泛分布。
2、过程阻隔
目的:在雨水径流过程中减缓、截留和过滤污染物,降低径流污染负荷。
方法:在城市道路、人行道和停车场广泛采用透水铺装,使用透水混凝土、透水砖等材料,以及设置渗透井和渗透通道,增强雨水下渗过滤;在雨水管前端建设植草沟、屋顶绿化、下凹绿地、雨水花园等海绵设施,利用植物和土壤系统过滤、吸收雨水中的污染物,减少径流量。
3、末端强化
目的:对经过过程阻隔后仍然含有污染物的雨水进行进一步处理和净化,并通过监测确保处理效果和排放安全。
方法:建设雨水收集和储存系统,将雨水引导到蓄水池,对初期雨水收集处理后达标排放或用于非饮用水用途。在此环节,部署智能水质监测仪至关重要。它可实时监测处理前后雨水中的关键污染指标(如COD、氨氮、悬浮物、石油类、重金属等),确保处理水质达标;在城市低洼地带和排水出口处建设人工湿地,种植适合的湿地植物。在湿地进出水口设置监测点,可以评估湿地净化效能,并优化运行参数;在工业区和高污染风险区域,采用高效过滤器、沉淀池、油水分离器等高级处理装置。智能水质监测仪能实现对这些装置出水水质的连续在线监控,一旦发现水质异常可立即报警,启动应急或回流处理程序,杜绝事故性排放。
四、水质监测仪在初期雨水监测中的应用
传统的初期雨水管理多依赖于工程设施和周期性人工检测,存在响应滞后、数据不连续、无法实时预警等问题。将智能水质监测仪融入初期雨水收集、处理与排放的全流程,可以构建“实时感知-智能分析-自动调控”的智慧雨水管理系统。
在分流制雨水排放口或截流井处:安装智能水质监测仪,可精准识别初期雨水的污染峰值和持续时间,为科学实施“初期雨水弃流”提供数据依据,避免收集过量污水或浪费较清洁的后期雨水。
在雨水调蓄池或处理设施中:实时监测水质变化,可优化处理工艺的启停和加药量,提升处理效率,降低运行成本。
在最终受纳水体排口前:进行最终把关监测,确保所有排放的雨水均符合环保要求,履行排污主体责任。
相关阅读:
工信部增值电信业务经营许可 B1.B2-20211091