湿沉降对PGEs迁移的作用机理——以海口为例

The rapid urbanization process let to a rapid increase in city impervious layer area. On the impermeable layer, wet deposition quickly turn into run-off, scouring, and carry a lot of pollutants into the water. It causes a serious threat to urban water environment. The pollution of PGEs was found late and the research was lagging behind. The main source of PEGs are the motor vehicle VECs emission. The urban impervious layer, especially the road become the main enrichment area of PGEs. The project takes Haikou as the research area, on account of the background of pluviose tropical island, systematically demonstrates the migration and circulation of PGEs in the "wet deposition-runoff-receiving water" pollution chain in three aspects: scavenging of PGEs by wet deposition, PGEs flush in impermeable layer by runoff, receiving waters responses on PGEs in runoff. In addition, the study is to reveal the mechanism of wet deposition on the migration and circulation of PGEs in urban environment; established PGEs migration model of the chain by numerical diffusion equation. Then, the model is used to simulate and predict the dynamic migration and circulation of PGEs during wet deposition period. This study further deepens the research of geochemical process of PGEs. It also provides basic information for environmental pollution control and ecological environment protection in island city.

快速的城市化过程使得城市不透水层迅速增加，湿沉降在不透水地面迅速转化为径流，径流冲刷并携带大量污染物进入水体，对城市水环境造成严重威胁。PGEs的污染性发现较晚且研究滞后，其主要源自机动车催化转化器排放，城市不透水层、特别是道路成为PGEs富集的主要区域。本项目以海口作为研究区，基于其丰沛的降水等热带岛屿自然环境特征，从湿沉降对大气PGEs的削减作用、降雨径流对不透水层沉积物PGEs的冲刷过程、受纳水体对降雨径流PGEs污染的响应三方面系统论证城市环境PGEs在“湿沉降—降雨径流—受纳水体”污染链中的迁移，揭示湿沉降对PGEs迁移的作用机理；利用扩散方程等构建PGEs在污染链的迁移模型，模拟湿沉降时PGEs的迁移过程，预测污染链末端PGEs污染负荷与浓度的动态变化。通过本项研究，可较为深入的阐明PGEs的环境地球化学过程，同时为热带岛屿城市环境污染防治和生态环境保护提供理论支持。

快速的城市化过程使得城市不透水层迅速增加，湿沉降在不透水地面迅速转化为径流，径流冲刷并携带大量污染物进入水体，对城市水环境造成严重威胁。PGEs的污染性发现较晚且研究滞后，其主要源自机动车催化转化器排放，城市不透水层、特别是道路成为PGEs富集的主要区域。本项目以海口为研究区，基于其丰沛的降水等热带岛屿自然环境特征，从湿沉降对大气PGEs的削减、降雨径流对不透水层沉积物PGEs的冲刷、受纳水体对降雨径流PGEs污染的响应三方面系统论证城市环境PGEs在“湿沉降—降雨径流—受纳水体”污染链中的迁移，并构建PGEs在污染链的迁移模型，模拟湿沉降时PGEs的迁移过程，预测污染链末端PGEs污染负荷与浓度的动态变化。.研究发现，降雨径流初期，可溶态Pd浓度较高，随降雨历时增加及冲刷效应的发生，径流中可溶态Pd逐渐降低；相对于干季，雨季可溶态Pd浓度普遍较低，雨季晴天数短、不透水层污染物累积量少，平均降雨强度大、对径流的稀释作用强是主要原因。 受纳水体可溶态Pd在距排放口7m处对降雨径流的响应最灵敏，响应时间在0-10min左右；悬浮态Pd在距排放口3m处对降雨径流有一定响应，响应时间在15-25min左右，其对降雨径流的响应时间很大程度上取决于径流的初始冲刷能力；与悬浮态Pd相比，受纳水体可溶态Pd对降雨径流的响应更为明显。城市水环境已形成“湿沉降—降雨径流—受纳水体—河口”污染链；降雨径流Pd运移总量处于整个污染链最高水平，说明降雨径流是整个污染链中Pd输入的主要来源和Pd运移的关键过程；河口首次出现了整个污染链中以悬浮态为主的Pd运移现象；受纳水体与河口对Pd的运移量均小于降雨径流输入，说明城市水环境对于输入的Pd有一定量的吸收和积累，并未全部输出。虽然pH、Cl-、TSS等单个因素对“湿沉降—降雨径流—受纳水体—河口”中的Pd有一定影响，但强相关性出现的概率并不高，这可能是多理化因子对Pd的影响起到了协同作用。本项研究有利于深入认识PGEs的环境地球化学过程，同时为热带岛屿城市环境污染防治和生态环境保护提供理论支持。