低影响开发场地施工过程对街尘及其径流冲刷污染的影响

Currently, Low Impact Development (LID) construction is widespread in China. However, the intense LID construction will increase the pollutant load in road deposited sediments and stormwater runoff. This could induce urban receiving water pollution and bring about potential ecological and human health risk. Therefore, it is necessary to conduct suitable regulations to control LID construction site pollution. The existed regulations are mainly for controlling the pollution from urban building and road construction sites. It is unknown whether the existed regulations are applicable and effective for LID construction site pollution control. This study will focus on the build-up and wash-off process of pollutants depending on the relationship and differences of LID construction site pollution and normal urban diffuse pollution. This research is aimed at realising the influence of LID construction types, stages and areas on the spatial distribution of road deposited sediments at LID construction sites. This research is also aimed at analysing the increase of heavy metal load in road deposited sediments and stormwater runoff generated from LID construction sites. A risk assessment model will be developed to estimate the ecological and human health risk from heavy metals based on LID construction characteristics. The outcomes of this study could be helpful to have a better understanding of the road deposited sediments and stormwater pollution at LID construction sites and provide suggestions to control LID construction site pollution.

我国目前大面积推广低影响开发（Low Impact Development, LID）建设，然而高强度的LID场地施工过程会增加街尘及其径流污染负荷，这将造成城市水环境污染并带来潜在的生态和人类健康风险，因此迫切需要采取科学系统的防控措施来控制LID场地施工污染。目前较成熟的场地施工污染防控措施多针对城市建筑和道路施工，直接移植到LID施工场地防治污染的适用性和有效性尚不明确。据此，本研究拟根据LID场地施工过程引起的街尘及其径流冲刷污染与一般城市面源污染的联系与区别，以街尘累积-冲刷过程为核心，分析LID施工工艺、阶段、面积对街尘的分布影响，明晰LID施工场地街尘及其径流重金属的负荷增加量，建立以LID施工特征为表征的重金属生态和人类健康风险评估模型。本研究将为全面认识LID场地施工过程引起的街尘及其径流冲刷污染提供科学依据，并对制定污染防控措施具有指导性意义。

我国目前大面积推广低影响开发（Low Impact Development, LID）建设，然而高强度的LID场地施工过程会增加街尘及其径流和大气重金属污染负荷，这将造成城市水环境污染和大气污染并带来潜在的生态健康风险，因此迫切需要采取科学系统的防控措施来控制LID施工场地污染。本研究针对LID施工场地分析了LID施工特征对街尘及其负载重金属的累积、冲刷和迁移过程的影响，并对其引起的生态健康风险进行了评估。结果表明，雨水花园的开挖和碎石回填阶段以及透水铺装的开挖阶段产生的颗粒物最多，导致场地周围街尘单位面积质量最大。尽管LID施工场地街尘重金属浓度比未施工场地要低，但是由于施工场地中大量的街尘被降雨径流冲刷，LID施工场地降雨径流中的重金属负荷却远远高于未施工场地。同时，由于LID施工产生的大量颗粒物，导致LID施工场地大气重金属所造成的的生态风险也高于未施工场地。以上结果均说明颗粒物是LID施工所产生的最重要的污染物。因此，应该采取相应措施加强对LID施工初期地表街尘尤其是细粒径街尘的去除率。另外，研究通过分析LID施工场地周围道路的街尘分布及其重金属生态风险，发现LID施工污染辐射范围随着道路等级的降低而逐渐缩小，从大到小依次为：主干路>一级辅路>二级辅路>小区巷道。最后，本研究还推算了未来全国范围内由LID施工行为导致的径流和大气重金属污染负荷增加量。为了实现海绵城市建设目标，预计到2020年和2030年，全国范围内雨水径流悬浮颗粒增加量将分别达到36694 t和146777 t，大气重金属负荷将分别为当前的1.45–2.18 倍和 2.82–4.73倍。根据以上结果，研究为LID施工污染防控措施的制定提供了科学的建议。