（环境工程专业论文）南昌市加油站路面沉积物及径流污染特性研究.pdf

摘要 摘要 随着汽车工业的发展，城市加油站也随之增加，作为城市的一个特殊部分， 对生态环境的日益危害已不容忽视。 本文以南昌市加油站为研究对象，对加油站的路面沉积物和降雨径流水样 进行分析，研究了加油站路面沉积物及径流污染特征。研究得到以下结论： ( 1 ) 路面沉积物中的理化性质是颗粒物的一个重要性质，由于加油站油类 环境呈酸性，南昌市加油站的路面沉积物平均p h 值为7 8 7 ，相对于南昌市道路 沉积物p h ，呈现明显的弱碱性，各点的p h 差异性较小。沉积物粒径分布集中 在0 1 2 5 - 0 5m m ，并且其中路面沉积物中约有5 0 的比例能在外力的作用下 可以进入到大气当中。成为悬浮颗粒物。南昌市加油站的路面沉积物中有机质含 量平均值为4 4 5 ，各地区差异不大，低于街道的有机质含量。 ( 2 ) 加油站的路面沉积物中含有一定的石油类物质，平均石油类含量达 o 1 4 9 m g g 。加油站管理水平、沉积物的粒径分布、有机质含量对石油类污染物 含量有一定的影响的。 ( 3 ) 加油站的路面沉积物存在重金属的污染，除h g 和z n 外，含量总体水 平不高，接近土壤背景值。这和道路沉积物中重金属含量有一定差异。沉积物 重金属含量受到沉积物的p h 值、粒径分布及有机质含量的影响。 ( 4 ) 加油站降雨径流的油类浓度较高，是加油站降雨径流的主要污染物。 多数加油站的初期雨水的油类浓度超过排放标准，需要对初期雨水进行收集处 理后排放。加油站降雨径流的油类浓度除与加油站的车流量和加油状况有关外， 还与加油站路面沉积物的油类含量成正比。 ( 5 ) 加油站的降雨径流存在着一定有机污染物，降雨径流的c o d c r 浓度在 5 0 - 一2 5 0 m g l 之间，初期雨水c o d 浓度最高。加油站降雨径流的c o d c r 浓度的 主要受到加油站车流量、管理水平的影响。 ( 6 ) 降雨径流中污染物浓度与加油站路面沉积物有关，沉积物的污染特征 影响降雨径流的污染特征，尤其对油类污染物影响较大。 关键词：加油站；路面沉积物；径流污染；污染特性 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fa u t o m o b i l e i n d u s t r y , t h e a m o u n to fg a ss t a t i o n s i n c r e a s ec o n s t a n t l y a sas p e c i a lp a r to ft h ec i t y , i t si n c r e a s i n gh a z a r dt ot h ee c o l o g i c a l e n v i r o n m e n tc a n tb ei g n o r e d t h eg a ss t a t i o n si nn a n c h a n gc i t ya r et a k e na st h er e s e a r c ho b j e c ti nt h ep a p e r , p a v e m e n ts e d i m e n t sa n dr a i nr u n o f fs a m p l e so f t h eg a ss t a t i o n sa r ea n a l y z e d ，a n dt h e c h a r a c t e r i s t i c so fp a v e m e n ts e d i m e n t sa n dr a i nr u n o f fa r ed i s s e c t e d t h ec o n c l u s i o n s i nt h er e s e a r c ha r ea sf o i l l o w s ： ( 1 ) t h ep h y s i c o c h e m i c a lp r o p e r t i e so ft h ep a v e m e n ts e d i m e n t sa r ee s s e n t i a lt r a i t o fp a r t i c u l a t em a t t e r t h eo i le n v i r o n m e n to ft h eg a ss t a t i o n sp r e s e n t sa c i d ，a v e r a g e p hv a l u eo fp a v e m e n ts e d i m e n t si s7 8 7 ，c o m p a r e dt op hv a l u eo fr o a dp a v e m e n t s e d i m e n t si nn a n c h a n g ，i tp r e s e n t so b v i o u sw e a ka l k a l i n e ，t h ed i s p a r i t i e so fd i f f e r e n t p o i n t sa r es m a l l t h es i z ed i s t r i b u t i o n so fp a v e m e n ts e d i m e n t sa r eb e t w e e no 12 5 m m a n d0 5 m m ，a n d5 0 o ft h ep a v e m e n ts e d i m e n t sc a ne n t e ra t m o s p h e r eb ye x t e r n a l f o r c e ，a n db e c o m es u s p e n d e dp a r t i c l e s t h ea v e r a g ev a l u eo fo 玛a m cm a t t e rc o n t e n t s o fp a v e m e n ts e d i m e n t si s4 4 5 ，t h ed i s p a r i t i e so fd i f f e r e n ta r e a sa r es m a l l ，a n dt h e c o n t e n t sa r el o w e rt h a nt h eo 玛a m cm a t t e rc o n t e n t si nt h er o a d ( 2 ) p e t r o l e u mt y p es u b s t a n c e sa r ec o m p r i s e di np a v e m e n ts e d i m e n t so fg a s s t a t i o n s ，t h ea v e r a g ev a l u eo fp e t r o l e u mc o n t e n t si so 14 9 m g g t h em a n a g e m e n t l e v e l ，s i z ed i s t r i b u t i o n s ，o r g a n i cm a t t e rc o n t e n t se x e r ti n f l u e n c eo nt h ep e t r o l e u m p o l l u t a n tc o n t e n t s ( 3 ) h e a v ym e t a lp o l l u t i o nc a nb ef o u n di nt h ep a v e m e n ts e d i m e n t so fg a ss t a t i o n s ， t h et o t a ll e v e lo fc o n t e n t si sl o w , a n da p p r o x i m a t e st os o i lb a c k g r o u n dv a l u e ，e x c e p t h ga n dz n i th a sd i s p a r i t yc o m p a r e dt ot h es i t u a t i o no ft h er o a dp a v e m e n ts e d i m e n t s t h ep hv a l u e ，s i z ed i s t r i b u t i o na n do r g a n i cm a t t e ri nt h es e d i m e n t se x e r ti n f l u e n c eo n t h eh e a v ym e t a lc o n t e n t s ( 4 ) t h eo i lc o n c e n t r a t i o ni nr a i nr u n o f f o fg a ss t a t i o n si sh i g h , w h i c hi st h em a i n p o l l u t a n ti nr a i nr u n o f fo fg a ss t a t i o n s t h er a i n so i lc o n c e n t r a t i o ni ni n i t i a ls t a g e e x c e e d st h ed i s c h a r g es t a n d a r d ，s ot h er a i ni ni n i t i a ls t a g es h o u l db ec o l l e c t e da n d i i a b s t r a c t d i s p o s e db e f o r ed i s c h a r g e t h eo i lc o n c e n t r a t i o no fr a i nn m o f fo fg a ss t a t i o n si s r e l a t e dt oc a rf l o w , o i l i n gc o n d i t i o n a n dh a sd i r e c tp r o p o r t i o nw i t ho i lc o n t e n t si nt h e p a v e m e n ts e d i m e n t so fg a ss t a t i o n s ( 5 ) s o m eo r g a n i cp o l l u t a n t sc a nb ef o u n di nt h er a i nr u n o f fo fg a ss t a t i o n s ，t h e c o n c e n t r a t i o n so fc o da l eb e t w e e n5 0 m g la n d2 5 0 m g l ，t h ec o n c e n t r a t i o ni ni n i t i a l s t a g ei sh i g h e s t c a rf l o wa n dm a n a g e m e n tl e v e le x e r ti n f l u e n c eo nt h ec o d c o n c e n t r a t i o no fr a i nr u n o f fo fg a ss t a t i o n s ( 6 ) t h ec o n c e n t r a t i o n so fr a i nr u n o f fa r er e l a t e dt op a v e m e n ts e d i m e n t so fg a s s t a t i o n s ，t h ep o l l u t i o nt r a i to fs e d i m e n t sm a k e si m p a c to nt h ep o l l u t i o nt r a i to fg a s s t a t i o n s ，e s p e c i a l l yf o ro i lp o l l u t a n t s k e y w o r d s ：g a ss t a t i o n ；p a v e m e n ts e d i m e n t ；r u n o f fp o l l u t i o n ；p o l l u t i o nt r a i t i l l 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得直昌太堂或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论义中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名c 瑚：缈峰签字嗽硝年元月厂日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权壶昌太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授 权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名( 手写) ：歹扬锄噜 签字日期：2 , o l 口年。月莎日 剔磁名( 手写卜轵净 签字日期：p 年1 月6 日 第一章引言 1 1 概述 第一章引言 1 1 1 加油站污染 加油站是为汽车油箱充装汽油、柴油的专门场所，是油品销售的终端，是 社会生活的一个服务窗口，它与经济的发展、人民生活的改善息息相关，随着 我国经济建设的飞速发展，城市机动车数量剧增，加油站的数量也急速增加。 加油站在给人们带来方便的同时，也存在一定的负面因素，作为石化行业这种 高危行业，影响的不仅仅是公众非常关注的安全，对环境的破坏性影响也是不容 忽视的。当前加油站的环保问题主要涉及含油污水污染、油气污染、噪声污染 等。在众多污染源中，加油站含油污水对周围环境的水体污染危害程度最大、 涉及1 ：f 【i 最广，我们需要予以重视。 在有关调查中发现，有的加油站建站时间较短，加之经营管理有序，尚未 对周围环境造成很大影响，而有的站由于建站时间长，经营项目中除了机动车 加油外，还经营车辆冲洗及维修业务，地面上常有大面积的石油产品污染物( 主 要为汽油、柴油、润滑油) 和一些路面沉积物，经雨水冲刷，流入坑或污水井中， 长期积累，对站区的地下水及土壤环境造成污染。在调查过程中还发现，大部 分加油站的地下储油罐为“直理式”，油罐周围未做任何防泄漏基础设施。个 别站由于管理不善，在向地下储油罐注油时经常发生“溢罐”现象，致使大量 的汽油、柴油直接流进或渗入地下造成污染【l l 。在当今这个非常注重环保的时代， 需予以高度重视。 加油站对地表水源的污染：油品大多以浮油形式漂浮于水面，含油污水不经 处理，直接排入水体，会对地表水体造成不良影响，破坏水体卫生条件，降低 水体自净能力。当水中含有的油品质量浓度达n o 3 o 5m g l 时，就具有石油臭 味，不能饮用。据实测，每滴油品在水面上能够形成0 2 5m 2 的油膜，每1 k 石油可覆 盖50 0 0m 2 水面，油膜使大气与水体隔绝，导致水体缺氧。鱼虾长期生活在含油污 水中，将使鱼肉含有油味，严重时鱼鳃被油膜粘附，影响呼吸而造成死亡。如果 直接用于农作物灌溉，则破坏土壤的理化性质，堵塞土壤的孔隙，影响通风， 不利于农作物生长，造成农作物减少，甚至死亡。污染地下水体，影响地下水 第一章引言 质。含油污水不经处理，长时间停留，会直接进入地下水体，污染地下水源【2 j 。 加油站也逐成为了城市地下水的“污染大户。自上世纪9 0 年代以来加油 站建设速度加快，现全国建成的加油站点己超过1 0 万座，仅北京市现有加油站 就达1 0 0 0 多个，上海有地下油罐近6 0 0 0 个。这些加油站的储油罐，一般都采用 钢板厚度不小于5 毫米的地埋式储油箱，2 0 年之内，一般都不会发生渗漏问题。 但2 0 年后，这些储油箱便开始生锈，往往开始漏油，成为地下水的另一个重要 污染源。石油的基本成分是烷烃、芳香烃等碳氢化合物。作为各种烃类化合物 的混合物，石油具有烃类化合物的毒性，汽油中的芳烃，主要是苯、甲苯和混 合二甲苯，都是公认有毒致癌物质，并且没有安全下限。硫在柴油中含量远高 于汽油，是有害气体二氧化硫的主要来源之一。这些东西一旦对地下水造成污 染，对人的神经系统、泌尿系统、呼吸系统和血液系统等都可能产生危害，引 起类神经分裂症、再生障碍性贫血、肺癌等。赵章元说，美国现在已有4 0 多万 个加油站出现渗漏，加油站已被视为美圉最大的地下水污染源。我国还没有相 关统计，但北京、沈阳、西安、成都等地都已接连出现过石油泄漏事故。已查 明的北京安家楼和六里桥加油站渗漏事故，致使附近的水源并遭受严重污染， 曾一度迫使附近的自来水厂停止运行了较长时间，影响供水范围波及3 6 平方公 里。天津部分加油站调查显示，大部分地下水样品中总石油烃被检出，检出率 为8 5 。但由于政府没钱、一些地方政府对这一问题还在尽量回避【j j 。 1 1 2 路面沉积物污染 城市路面沉积物俗称城市灰尘，它是指粒径小于2 0 目分散于城市不同区域 ( 位置、功能区) 的地表固体颗粒物，城市沉积物污染，一方面是颗粒物污染，另一 方面是重金属污染，城市路面沉积物颗粒物既是污染物又是重金属污染物的载 体。加油站作为城市路面的一部分，其中的路面沉积物也是城市环境污染的一 个重要贡献者，也是各类环境污染物质的载体，在城市环境灾害发生中具有传 媒、导向、传递、引发等作用，除城市颗粒物本身外，其携带的有毒有害重金 属，更增强了城市路面沉积物本身的危害性【4 j ，还有本身石油的销售场所，也存 在大面积的油类污染，其路面沉积物的污染更有扩大影响作用，但目前城市环 境学研究对加油站城市路面沉积物污染关注很少，存关其污染成分、污染分布 以及污染评价等都未有很好的体系阐述，也未得到足够蕈视，查阅了众多的文 献，基本上没有对加油站的沉积物污染展开相关的分析。与城市路面沉积物相 2 第一章引言 比，加油站路面沉积物是一种特殊的物质组成和来源复杂的环境介质，政府必 须得重视。 路面沉积物对生态系统的破坏是潜在的、隐蔽的、长期的。而有些颗粒物， 尤其是细颗粒物对人体的危害是直接的，有些甚至是致命的。城市路面沉积物颗 粒成分复杂，其主要化学成分可分为可溶性成分大多数无机离子、有机成分、微 量元素、碳元素等四大类。其中的微量元素对于人类和环境具有较大的影响。 其污染物来源如表1 1 所示。 表1 1 路面沉积物中污染物来源 t a b1 1p o l l u t a n ts o u r c e so fp a v e m e n ts e d i m e n t 污染物 制动器轮胎 车体来源燃料、润滑油篱等 沥青路面杂物 、， 、， 000 加油站的路面沉积物同城市路面沉积物相似，总的来源也源于许多污染物 质，有磨损后的固体物质、重金属、氯化物、油和脂、毒性有机物、n 和p 营 养物等。可以看出，加油站对城市环境污染是个不容忽视的环境场所。 其一：理化的污染。大量的城市路面沉积物在风和大气流体的作用下，扬起、 沉降往复交替循环，含有大量微量元素的路面沉积物久而久之对环境造成持续 污染。路面沉积物是在气候和环境等因素共同作用下，通过不同途径、方式进入 城市环境中的物质【5 j 。 3 q饥孙m一孙黝一一一 第一。章引言 其二：重金属的污染。在城市路面沉积物中富集较为明显的常见微量元素 包括c d 、c r 、c u 、p b 、z n 、n i 、m n 和h g ，这八种元素是围内外研究较多的几 种元素，这些微量金属元素的危害在于能在生物体内富集( 生物累积效应) 或变成 其它毒性更强的化合物，通过食物链，微量元素会最终聚集在人体内，对人体 形成潜在的威胁。它们在城市路面特别是加油站这个特殊场所累积具有重要的 环境指示意义和较大的环境污染危害，另外，微量元素污染治理往往很复杂， 耗时耗力却难以得到好的效果。因此，研究微量元素在街道路面沉积物中的赋 存状态，对控制污染物进入地表路面沉积物，治理有害金属元素的污染，有蕈 要的现实意义。 其三：油类的污染。这也是加油站普遍存在的污染，包括加油或行驶时滴 漏的油滴，石油气体经空气沉降后黏附在地表的油珠，车轮滚动时粘滞的油等， 这样的油滴产生的径流污染对水体的污危害是相当严重的，我们必须得重视。 1 1 3 径流污染 由于加油站地表上存在着潜在的危害污染物质，若经雨水或生活水源的冲 刷就会产生面源的径流污染。径流污染对地表水的影响己被证明不小于点污染 源，据美国国家水质委员会在8 0 年代初估掣6 1 ，美国来自点源和面源的悬浮物 总量为3 4 8 x 1 0 3 t d ，其中面源总量为3 1 9 x 1 0 3 们，占9 2 ；氮负荷总量为7 8 6 x 1 0 3 t d ，其中面源总量为6 2 3 x 1 0 3 t d ，占7 9 ；磷负荷总量为8 0 x 1 0 3 t d ，其中面源总 量为4 2 5 x 1 0 3 t d ，占5 3 ；大肠杆菌的数日9 8 以上来自面源。1 9 9 0 年关于水 体污染的调查表明【7 】，约3 0 的水体超标是南面源污染所造成的。在一些点源污 水已作二级处理的城市，受纳水体中b o d 年负荷的4 0 一8 0 来自路面径流，在 强暴雨期问中，9 4 9 5 的b o d 直接来自路面径流【8 j 。据英国的研究报道，来 自中等城市住宅区地表径流中，s s 最大值为8 8 0 m g l ，b o d 最大值达4 5m g l 。 而在城镇地区，暴雨径流将城镇地面上的有毒污染物带入水体，这些有毒污染 物种类多，数量大，根据国外资料一个中等城市废弃的铅约为3 7 9 3 吨，汞的量 约为2 2 0 0 11 0 0 0 公斤1 9 l 。u s e p a 于1 9 7 3 年公布的由伊利斯诺大学进行的对p b 的研究结果表明，美国每年由地表径流流进入水环境的p b 量高达5 0 0 吨i 川。 作为面源污染的加油站径流污染，加油站站区地面由于经常受到油品滴漏 的污染，在清洗地面或遇到降雨时，地面污染物被冲洗下来，使冲洗地面的冲洗排 水或降雨初期的雨水均受到污染。作为城市路面的一部分的加油站，在雨水天 4 第章引言 气下易形成路面径流，并造成一定的污染，其路面径流污染物主要是与汽车交 通有关的s s 、重金属和滴漏的油品等，这些污染物多为生物难于降解的物质， 而且绝大部分为固体物质或者黏附于固体物质上。这些污染物直接排人受纳水 体很大程度上污染了附近的地下水，并改变了受纳水体作为饮用水源地或生态 保护区的价值，如在某市一起加油站泄漏污染地下水事故中，其水质化验指标 高锰酸盐指数为4 4 6 m g l ，石油类项目结果高达2 8 1 0 3 m g l ，远远大于地下水 的国家标准。这种面源污染也会直接危害油罐周围的土壤，甚至其中污染物 还会渗入土壤造成更深层的污染。 在近几年来，汽车市场的跑火直接刺激着江西成品油的销售，2 0 0 7 年江西 全省成品油零售量约3 7 0 万吨，同比增7 5 。这对加油站的工作负荷以及加油 站地表污染也是个很大的刺激。因为日益增大的城市交通车流量和加油量，不 仅对城市加油站周围环境空气质量产生严重影响，而且，对城市路面径流严重 威胁着地表水体的环境质量。所以，随着城市化进程的加快，以及汽车拥有量 的迅速增大，加油站等路面径流污染问题必将更为突出。 因此，通过对加油站路面径流污染物的调查研究，了解路面径流雨水的污 染状况以及水质特征，探讨加油站径流污染物排放规律，研究路面径流污染防 治措施，对防止水污染、保护水环境、保护人类健康生存具有重要的社会意义。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 关于路面沉积物的研究 国内外关于加油站的路面沉积物的研究很少，但关于城市路面沉积物的研 究已经很系统很全面，目前国内外对城市地表路面沉积物的研究多集中在来源、 物质组成、分布分配规律及迁移转化机制等方面，较多侧霞城市地表路面沉积 物物理性质方面的研究，而对地表路面沉积物化学污染物质的关注相对较少， 且多集中在晕金属上，对持久性有机污染物的研究主要偏熏城市大气路面沉积 物中的p a h s l l 3 。 关于路面沉积物来源的研究，其物质来源属城市路面沉积物环境污染研究 的重要内容，城市路面沉积物的物质来源分为三类：其一为远程来源：其二近 程来源；其三为市内来源。远程来源以三种形式迁入，一种为风成沙的作用；另 一种为大气颗粒物的作用；另外一种为人为远程带入作用。近程来源为近程风 5 第一章引言 力作用、近程带入作用、市郊混染作用。市内来源为市内建设作用、市内交通 作用、市内汽车尾气、市内颗粒物排放等【l4 。杜佩轩等( 2 0 0 2 ) u5 j 研究了西安市 城市路面沉积物的粒径组成，发现路面沉积物粒径基本都小于l m m ，很容易在 外动力作用下扬起、沉降、扬起、沉降往复交替循环，形成大气颗粒污染物， 对人体和环境造成严重危害。城市路面沉积物带来的尘污染己成为城市固体污 染化学定时炸弹的一种类型，它通过大气漂尘、污灌、地下水、生物链危害人 类健康，破坏土壤中微生物系统的自然生态平衡，使病菌大量繁殖和传播，造 成土壤的营养结构发生改变、农作物减产、疾病蔓延。研究表明路面沉积物在 城市环境灾害发生中具有传媒、导向、传递、引发等作用如图1 1 所示。 图1 1 路面沉积物在城市环境中的宅| 日j 媒介作用 f i g1 1m e d i u m f u n c t i o no fp a v e m e n ts e d i m e n ti nu r b a ne n v i r o n m e n ts p a c e 关于路面沉积物的分布分配规律的研究( 这里的分布是指城市路面沉积物在 总体中含量，分配则是指城市路面沉积物在分体中含量，分布分配是相对的概 念) 。通过分布分配规律研究弄清城市路面沉积物的笨本分布特征，深入研究城 市路面沉积物中的矿物、元素、同位素的分布分配规律，圈定和辨析路面沉积 物、元素、同位素环境污染异常，划分城市路面沉积物环境异常灾害区( i 级、n 级、m 级) ，制作城市路面沉积物、重金属、放射性元素等环境异常图【l 6 。 关于重金属的研究，研究发现城市土壤和灰尘莆金属污染是有效地反映城市 环境污染状况的重要指标之一，城市土壤和地表颗粒物的理化性质是影响重金 属污染的重要因素17 1 。对粒径组分，陶澎等1 1 8 】研究表示城市土壤和地表灰尘的 细颗粒组分则可以富集罩金属并阻止其淋失。卢瑛等【1 9 】对南京城市土壤蕈金属 污染研究发现，污染强度以矿冶工、i p 区最高，其次是城市中心的商业区和老居 6 第一章引言 民区，而风景区和新开发区污染较轻，近年新建的市民广场重金属污染不明显。 王斌怛o j 提出了公路两侧土壤中铅的含量与到公路边沿的距离符合高斯衰减分布 模型，公路两侧土壤中铅的9 9 以上累积量分布在5 0 m 的范围内。比如王金达 掣2 1j 还对沈阳市城市土壤和路面沉积物中铅的分布特征的研究结果表明：沈阳 市区路面沉积物中铅浓度的平均含量为2 2 0 6 m g k g ，范围为1 9 8 5 2 8 0 9 9 0 m g k g ，高于土壤铅的平均含量1 9 9 7 2 m g k g ：工业区路面沉积物铅的含量 远远高于商、| p 区等其它功能区。研究重金属的各种形态中，b a n e r j e e 等【2 2 】研究表 明城市道路两侧土壤中的c u 以有机结合态为主，z n 各形态所占比例为铁锰氧 化物结合态 残渣态 碳酸盐结合态 有机结合态 可换态。张辉等( 1 9 9 7 ) 2 3 】研究 发现南京城市土壤重金属的有效态中，c u 以有机态主，p b 以交换态为主，c o 、 m n 以铁锰氧化物态为主，f e 、n i 其有效态含量均小1 0 ，并且主要集中在铁锰 氧化物态中。与非城区土壤相比较，城市土壤非残态比例增加，活性增大，对 环境的危险性增大。 1 2 2 关于径流污染的研究 关于加油站的雨水污染主要是径流污染，国外关于径流污染的研究，上世纪 6 0 年代中期以来，困际社会就意识到城市地表径流污染是城市地区主要的污染问 题发达国家如美国和欧盟成员国，在制订城市地表径流管理规划时愈加重视城 市地表径流特征，并相应地对不同城市下垫面进行地表径流污染监测，获取地表 径流污染特征研究拉4 。其中内容包括地表径流雨水的水质测试及特征研究、描 述地表径流污染排放规律的数学模型以及污染控制措施等。至今虽然已经有三 四是年的研究了，但仍没有彻底控制面源污染的办法，在这方面尚需进一步研 究的工作仍然很多。近几年来，国外对城市地表径流方面仍然开展了大量的研 究工作，他们对城市路面径流的研究主要集中在以下4 方面，包括确定公路路 面径流中污染物的成分、含量及影响其含量的因素；确定污染源及污染物从路 面到受纳水体的迁移过程；分析这些污染物质对受纳水体水质的影响；针对路 面径流中的污染物，研究必要的污染控制措施。如：d e l e t i c 等人( 1 9 9 8 ) 采用 自动监测设备对城市地表雨水口处径流雨水水质的p h 、温度、浊度及电导率进 行了连续测定，获得了大量的数据，并给出了固体排放速度和地表径流量的相 关式。a d a c h i 等人瞄钡0 定了雨水中重金属、醛及含氯有机物的量，提出采用n i 含量作为反映路面交通污染的指标。s a n s a l o n e 等人 2 6 j 报导了城市道路路面径流 7 第一章引言 重金属污染物测试研究结果分析了溶解态及非溶解态金属的径流排放特征。 v i k l a n d e r 2 7 】测试了瑞典某城市街道上的沉积物的颗粒级配及颗粒中重金属的含 量，研究了其于交通流量及周围区域环境的关系。c h a r a c k l i s 等人幽j 通过对晴天 和雨天时市政排水系统的排水口处的水质监测，研究了地表径流中溶解态及胶 体态金属含量的分布。p i t t 等人【2 9 】报导了对城市地表径流雨水的毒性污染物的研 究，对取自与汽车交通活动有关的不同场所的地表径流雨水进行了生物毒性试 验，并以不同的常规水处理方法对毒性的降低状况进行了试验研究，分析比较 了各种处理方法的适用性。 国内对此类课题的研究的有报导。相关的报导有刘燕p o j 对北京市城区雨水 径流污染防治与控制管理模式进行的研究，侯立柱等p l j 对北京城区不同下垫面 的雨水径流水质比较，李田等【3 2 】对上海市城区径流污染及控制对策的研究，吴 蓓等1 3 3 】苏州城区不同功能区地表径流污染特征的研究，赵金辉【3 4 j 等人对高速公 路降雨径流污染特征及其污染特征的研究。但基本没有对加油站这个特殊载体 径流污染的研究，这是城市地表径流污染中比较薄弱的一个环节。困内对城市 径流污染的研究最初始于7 0 年代，但南于点源污染矛盾突出，非点源的径流污染 研究发展较慢。近年来，国内对城市降雨径流污染控制研究已逐步深入展开。在 北京，针对水资源缺乏和河湖水系“水华”频繁暴发现象，系统地研究了降雨从源 头到汇的排污规律、污染物负荷、提出从源头截污到终端控制、雨水利用等一 系列措施，并完成研究报告：北京城区雨水径流污染控制与管理模式、北京城 区雨水径流污染控制指南，北京城市雨水利用技术体系和北京城市雨水 利用工程评价与管理体系( 北京建筑工程学院、北京城市节约用水办公室等) ， 部分相关内容已纳入“北京总规修编”。在许多雨水利用和水环境修复工程项目 中得到应用。在上海，2 0 0 4 年末，中心城区污水处理量将达到4 3 0 万m d ，污水收 集处理率达7 0 以上，但8 0 以上河道达不到水功能区划水质目标，随污水截留比 不断提高，排水系统雨天溢流成为水体污染的主要原因，因此针对黄浦江、苏州河 水环境治理，开展了面源污染控制关键技术研究与工程示范工程建设。降雨径流 污染控制在深圳等其它城市也相继展开i j 。 8 第一章引言 1 3 研究目的意义、研究工作内容及创新点 1 3 1 研究目的 ( 1 ) 通过研究加油站路面沉积物的污染特性来分析污染物来源、形式以及 存在的危害，对加油站环境重金属和油类的污染控制、城市加油站环境影响评 价和城市规划有着重要的现实意义和科学实践意义。 ( 2 ) 加油站的在雨水条件下会形成径流污染，这种面源引起的水环境污染已 成为当前城市水环境综合治理中亟待解决的主要问题之一，通过对加油站径流所 形成的面源污染、危害的研究，为控制和防止加油站对水体的污染提供依据。 1 3 2 研究内容 ( 1 ) 通过对南昌市五个加油站中路面沉积物的样品采集，从沉积物的理化 性质、颗粒物浸出油量、c o d 以及重金属含量等方面测定加油站环境的污染， 得出相关污染特性。 ( 2 ) 通过对加油站降雨径流中雨水的油类、c o d 等污染因素进行测定，分 析加油站的径流污染，并对实验数据进行污染特征的研究分析。 通过路面沉积物和降雨径流两方面的研究，来探讨加油站存在的污染特性和潜 在的危害，从而为控制加油站的污染问题提供重要的依据。完善城市环境管理。 1 3 3 研究创新点 关于加油站路面沉积物和雨水径流中的污染，以及加油站对环境和人体健 康的影响，这方面研究不够深入不够全面，本论文着重分析颗粒物和径流水体 中的重金属、c o d 以及油类，从污染负荷来得出一般污染规律及其污染效应， 探究城市加油站路面沉积物以及径流形成中污染物对环境的影响，有助于科学 地进行城市规划与管理。其创新点归纳为两点： ( 1 ) 本论文从加油站路面沉积物、雨水径流两个方血对加油站的污染进行了 探索性的研究，论文选题也较为新颖。 ( 2 ) 本论文对采集的加油站路面沉积物和径流中所产生的污染进行了包括 理化性质、含量水平、污染性质和污染评价的分析，研究内容较为系统。 9 第一章引言 1 4 南昌市及加油站概况 1 4 1 南昌市概况i j 6 i 南昌市是汀西省省会，全省政治、经济、科技、文化中心，全国3 5 个特大 城市之一。位于东经1 1 5 0 2 7 至1 1 6 0 3 5 、北纬2 8 0 1 0 至2 9 0 1 1 之间。地处江西省 中部偏北地区，赣江、抚河下游，滨临我国第一大淡水湖鄱阳湖。王勃滕 王阁序概括其地势为“襟三江而带五湖，控蛮荆而引瓯越”。南昌北邻九江市， 东毗上饶市，南接抚州市，西连宜春市。全境以平原为主，东南平坦，西北丘 陵起伏，南北长约1 1 2 1 公里，东西宽约1 0 7 6 公里。总面积7 4 0 2 3 6 平方公里， 平原占3 5 8 ，水域占2 9 8 ，岗地、低丘占3 4 4 。全市平均海拔2 5 米，城 区地势偏低洼，平均海拔2 2 米。其中，市辖区面积6 2 2 平方千米。西部是西山 山脉，最高点梅岭主峰洗药坞，海拔8 4 1 4 米。 自然资源丰富。矿产资源以非金属建材矿为主，有花岗岩、石英石、石灰石、 陶瓷土、河沙等近3 0 种。全市森林覆盖率为1 7 。主要树木有4 1 3 种，常见树种 为松、杉、樟等。被称为活化石的银杏、水杉和被誉为水果之王的猕猴桃也有 零星分布。用材林、薪炭林居多，分别占有林地面积的3 9 0 , o 和3 1 8 ：防护林、 特用林比重偏小，分别占有林地面积的2 0 9 和4 5 。野生动物有4 8 0 多种， 其中圈家级保护鸟类2 0 多种，珍稀鸟类1 2 种。境内江河湖塘星罗棋布，以鄱 阳湖为中心散布着军山湖、金溪湖、青岚湖、瑶湖等大小数百个湖泊，市区东北 有艾溪湖、青山湖和贤士湖；城区有东、西、南、北四个风景湖。主要河流有 赣江、抚河、锦江、潦河等。水利资源总量为7 2 7 万千瓦，可开发量为2 4 5 万 千瓦。 南昌市下辖南昌县、新建县、进贤县、安义县等四个县，东湖区、西湖区、 青云谱区、青山湖区、湾里区等5 个区，以及南昌经济技术开发区( 昌北区) 、南 昌高新技术产业开发区( 高新区) 和红谷滩新区。共有2 9 个街道、4 7 个镇、3 3 个 乡，4 9 9 个居委会、1 1 4 1 个行政村；其中市辖区共有2 9 个街道、1 0 个镇、2 个 乡，3 8 9 个居委会、1 6 7 个行政村。 据公安户籍统计，南昌市2 0 0 7 年末户籍总人口为4 9 1 3 1 万人，比上年末净 增7 3 5 万人，其中非农业人口2 3 2 7 6 万人，增长2 2 。据2 0 0 7 年全市变动抽 样调查结果显示，2 0 0 7 年全市年末常住人口为4 5 8 0 6 万人，市辖区人口1 9 6 7 万人，其中非农业1 6 6 8 万人。人口出生率为1 3 6 3 0 0 ，死亡率为5 7 9 o ，自然 l o 第一章引言 增长率为7 8 4 。 南昌市气候湿润温和、雨量充沛、日照充足，无霜期长、冰冻期短。一年中， 夏冬季长、春秋季短，冬冷夏热、秋爽春寒，春夏多雨、秋冬干燥。平均气温悬 殊，春季平均气温1 7 5 ，夏季平均气温2 8 2 c ，秋季平均气温2 0 9 ，冬季平 均气温6 3 。属中亚热带湿润季风型气候。 随着城市规模的扩大，社会经济的快速发展，我国城市的工业布局、能源 结构和交通状况发生了巨大变化。 南昌市交通非常拥挤，其交通状况昌南昌北两大城区道路各成体系，之问 通过赣江大桥、八一大桥、南昌大桥、生米大桥等大桥连接。昌北城大路稀， 小路窄，道路网络不健全，功能混杂。昌南城旧城中心区道路网络基本形成了 以南北向八一大道、井冈山大道、沿汀路、洪都大道为主干，向东西方向辐射 的树枝状布局，没有形成系统。中心城交通流向以南北向为主，东西向干道多 断头，与南北向主干路形成多处丁字交叉，难以组织起合理的交通运输。昌北 城与城东组团、瑶湖组团、城南组团、朝阳组团之问没有快速、便捷的干道网 络相联，各片区之间的交通流均要迂回经过旧城中心区的南北向主干道【37 。随 着英雄大桥的通车，城区过江交通有所缓解 根据0 7 年统计年鉴，南昌市区人口为1 9 6 7 万，市区土地为5 6 8 平方公里， 属于中等密集的城市。南昌市的人口密度分布基本形成以昌南旧城区为核心， 逐渐向外围递减态势，居民人口密度呈现内高外低、且由内向外沿主要交通干 线指状扩展的分布特点。一般来说划分城市高密度的标准是都市区核心城市人 口密度达到l 万人平方公里。南昌市昌南城人口密度超出这一数值，已经达到 了高密度水平。高密度的城市人口、居住与就业的不均衡分布带来的是昌南城 区大量且集中的交通出行。然而，昌南城高密度的城市人口并没有大运量快速 公交作支撑。居民出行依靠常规公交、自行车、小汽车、步行等多种交通方式， 造成交通高峰期交通秩序的混乱和大面积的交通拥圳弱j 。 1 4 2 南昌加油站概况 南昌市目前有类加油站近百个，其中，中石化加油站5 6 个。加油站主要由中 国石油、中国石化及其他个体经营，经营品种有9 0 ”、9 3 “、9 尹汽油以及0 4 柴油。 南昌市的汽油供应主要有两个途径，一是中国石化九江分公司生产，二是 从外省调运来的油。 第一章引言 各加油站的均位于主要交通道路旁，加油站的加油机置于钢结构棚罩下。 站内加油机数量多在4 - - - 8 台。加油机是直接为机动车加油的输油计量设备。加 油机的流量一般为5 0 6 0 l m i n 。目前均采用地上固定式i c 磁卡自动加油机， 固定式加油机的优点是可使汽车位置明确，加油作、i k 的程序不易发生混乱，工 作效率高，价格便宜，故障少，便于维修。缺点是占地面积大，加油范围小， 车辆必须在预定的范围内加油，受加油机自吸泵自吸能力的限制，加油机与地 下油罐的距离不得超过2 0 - - - 2 5 m ，吸引高度4 m ，否则将影响到加油机的加油。 加油机是能够安全地完成输油和计量功能的设备。它与油罐、管线、管件 阀门等构成了一个完整的供油系统。加油机是由油泵、油气分离器、计量器、 计数器四大总成以及电动机、油枪等其他一些部件构成。任何种类的加油机都 可看做是由这四大总成和其他一些简单的部件构成。 加油站的机器设备：为完成加油站生产服务任务所需要的一切动力机构和 设施、控制机构和设施，以及它们附属的仪器、仪表等，都是加油站的机器设 备。加油站使用的机器设备大致包括储存设备、传输设备、加油设备、动力设 备、运输设备、防火安全设备等6 类。加油站的汽油和柴油罐采用的都是卧式 钢罐，卧式钢罐的直径小，油罐采用蝶形或椭圆形封头，有较大的刚度，能承 受一定的内部和外部的压力，易于做到直接埋地，而儿能在工厂制作，批量生 产，易于运输。 汽车油罐车在加油站内卸油，采用密闭卸油方式。密闭卸油的主要优点是 可以减少油品挥发损耗，避免油气沿地面扩散，有利于安全。 1 2 第二章实验材料、仪器设备与方法 第二章实验材料、仪器设备与方法 2 1 试验样品及分析项目 本研究试验样品为采集的各加油站的路面沉积物和各加油站降雨时的地面 径流。 分析项目： ( 1 ) 加油站的路面沉积物的分析项目包括：p h 、有机质含量、粒径分布、重 金属、c o d c ，、石油类： ( 2 ) 加油站降雨地面径流水样的测定项目包括：p h 、c o d c r 、石油类 表2 1 各种分析项目的方法与来源 t a b 2 1m e t h o d so f d i f f e r e n ta n a l y z i n gi t e m s 2 2 样品采集与处理 2 2 1 采样地点 采样选取了市区不同主干道的五个加油站，采样点分布如表2 2 所示。 表2 2 采样点分布情况表 t a b 2 id i s t r i b u t i o no f t h