[发明专利]一种地表街尘及其负载的重金属降雨冲刷污染潜势的估算方法

摘要

本发明公开了属于城镇面源污染负荷估算技术领域的一种对地表街尘及其负载的重金属降雨冲刷污染潜势估算方法。该方法在对街尘单位面积质量、粒径组成、重金属的含量空间分布的动态平衡参数获取的基础上，利用分粒径的街尘冲刷方程模拟出基于降雨事件特征的径流中不同粒径街尘的冲刷比率，从而实现直接由街尘反演降雨冲刷径流污染，估算街尘及其负载的重金属降雨冲刷污染潜势。本发明解决了由于地表径流事件发生具有随机性和空间变异较大等造成的直接获取径流污染参数难度大的问题，同时又避免其他方法的繁琐操作，具有快速、简易的特征。

主权项

一种地表街尘及其负载的重金属降雨冲刷污染潜势的估算方法，其特征在于，其具体估算步骤如下：（1）街尘采样点布设：基于对影响街尘质量、粒径、及其负载的重金属的相关因素的分析，来划分不透水路面类型，确定街尘采样点分类布设，具体分为中心城区、郊区区县、乡镇、农村村庄、城中村五种类型不透水路面；（2）街尘样品采集：选用干式真空采样法采集街尘样品，同时测定采样面积；街尘样品风干后，拣出杂物并称重；利用干筛法进行街尘粒径分级并将其分别称重后，用封口袋装好用于重金属浓度分析及模拟降雨试验；街尘中重金属浓度测定分析采用EPA3052微波消解标准方法；（3）街尘及其负载的重金属的空间分布特征参数获取：根据步骤（2）的测量结果，计算街尘单位面积的质量、粒径及其负载的重金属浓度，获取街尘及其负载的重金属的空间分布特征参数；（4）街尘冲刷行为参数的获取：采用槽式摆喷头下喷式人工模拟降雨机模拟不同降雨特征下不同粒径街尘的冲刷行为，获取在不同的不透水路面类型下的不同粒径街尘的冲刷率参数Fw： Fw ( % ) = M Fw M initial × 100 % = ∫ 0 1 C ( t ) × Q ( t ) dt M initial × 100 % 式中，Fw表示街尘冲刷的质量百分比；MFw表示冲刷掉街尘的质量，质量单位为g；Minitial表示街尘的初始质量，质量单位为g；C(t)表示t时刻径流的颗粒物浓度，单位是mg/L；Q(t)表示t时刻径流的流量，单位是L/min；t时刻单位为分钟；（5）估算单位面积街尘及其负载的重金属降雨冲刷污染潜势：结合步骤（3）和（4）的结果，估算单位面积街尘的降雨冲刷污染潜势： Rw = Σ i = 1 n M i × Fw i 式中Rw表示单位面积内不同粒径街尘对径流总的潜在输出能力，单位是g/m2；Mi表示单位面积内某一粒径段的街尘质量，单位为g/m2；Fwi表示单位面积内某一粒径段街尘的冲刷率质量百分比；n表示街尘粒径段划分的个数；估算单位面积街尘负载的重金属降雨冲刷污染潜势： Pw = Σ i = 1 n M i × C i × Fw i 式中Pw表示单位面积内不同粒径街尘负载的某一重金属对径流总的潜在输出能力，单位是g/m2；Mi表示单位面积内某一粒径段的街尘质量，单位为g/m2；Ci表示单位面积内某一粒径段中某一重金属的浓度，单位是mg/kg；Fwi表示单位面积内某一粒径段街尘的冲刷率质量百分比；n表示街尘粒径段划分的个数；（6）估算某一区域内街尘及其负载的重金属降雨冲刷污染潜势：结合步骤（1）的分类和步骤（5）的结果，估算某一区域内街尘的降雨冲刷污染潜势： R = Σ j = 1 5 Rw j × A j 式中R表示某一区域内所有不透水路面类型上街尘降雨冲刷污染潜势，单位为g；Rwj表示某一区域某种不透水路面类型的单位面积街尘的降雨冲刷污染潜势，单位是g/m2；Aj表示某一区域某种不透水路面类型的面积，单位为m2；j为不透水路面类型，具体分为中心城区、郊区区县、乡镇、农村村庄、城中村五种类型；估算某一区域内街尘负载的重金属降雨冲刷污染潜势： P = Σ j = 1 5 Pw j × A j 式中P表示某一区域内所有不透水路面类型上街尘负载的重金属降雨冲刷污染潜势，单位为g；Pwj表示某一区域某种不透水路面类型的单位面积街尘负载的重金属降雨冲刷污染潜势，单位是g/m2；Aj表示某一区域某种不透水路面类型的面积，单位为m2；j为不透水路面类型，具体分为中心城区、郊区区县、乡镇、农村村庄、城中村五种类型。