Σύγκριση της ρύπανσης σε λεκάνες απορροής από χιονοπτώσεις-απορροές έναντι βροχοπτώσεων-απορροών

Η αστικοποίηση έχει επιταχυνθεί τα τελευταία χρόνια παγκοσμίως και οι καλλιεργήσιμες εκτάσεις και οι δασικές εκτάσεις έχουν μετατραπεί σε δρόμους, κτίρια και άλλες πλακόστρωτες περιοχές. Αυτή η εξέλιξη αύξησε τη στεγανότητα των αστικών επιφανειών και άλλαξε τις διαδικασίες συσσώρευσης και απομάκρυνσης ρύπων από μη σημειακή πηγή (NPS).

Ως γεγονός που οφείλεται στο κλίμα, η ρύπανση από NPS μπορεί να προκληθεί από διεργασίες βροχοπτώσεων ή τήξης χιονιού πάνω και μέσω του εδάφους, οι οποίες θα συγκεντρώνουν φυσικούς και ανθρωπογενώς εναποτιθέμενους ρύπους και τους μεταφέρουν σε υδάτινα σώματα υποδοχής, όπως ποτάμια, λίμνες, θάλασσες. ή υπόγεια ύδατα (Hu and Huang 2014). Συνήθως, οι διεργασίες NPS περιλαμβάνουν βροχοπτώσεις-απορροές και τήξη χιονιού-απορροές, ενώ η κινητήρια δύναμή τους είναι η υγρή εναπόθεση, η οποία περιλαμβάνει εισροές βροχοπτώσεων και χιονόπτωσης. Κατά τη διάρκεια της υγρής περιόδου, το NPS βροχοπτώσεων προέρχεται από διεργασίες άμεσης βροχόπτωσης-απορροής. Κατά τη χειμερινή περίοδο, το λιώσιμο του χιονιού NPS προκύπτει από τη φυσική τήξη του χιονιού στα επιφανειακά ύδατα.

Προηγούμενες μελέτες για το χιόνι και το λιώσιμο του χιονιού επικεντρώθηκαν κυρίως σε τρεις πτυχές:μηχανισμός εξαγωγής, προσομοίωση μοντέλων και μέτρα ελέγχου. Παρόλο που αυτές οι μελέτες έχουν συζητήσει τα χαρακτηριστικά του χιονιού και της τήξης του χιονιού από διαφορετικές οπτικές γωνίες, εξακολουθούσε να υπάρχει έλλειψη συστηματικών ερευνών σχετικά με τα NPS τήξης χιονιού από την πηγή έως την έξοδο σε αστικές περιοχές.

Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά και οι μηχανισμοί του NPS τήξης χιονιού και του NPS βροχοπτώσεων είναι διαφορετικοί. Συγκριτικά, το NPS βροχόπτωσης έχει προσελκύσει περισσότερη προσοχή και η διαχείριση της ποιότητας του νερού έχει επικεντρωθεί κυρίως στο NPS βροχοπτώσεων. Ωστόσο, οι διεργασίες πηγής και εξόδου του NPS τήξης χιονιού και του NPS βροχής είναι διαφορετικές και οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη διαχείριση του NPS βροχής δεν ισχύουν για το NPS τήξης χιονιού. Ως εκ τούτου, είναι επίσης απαραίτητο να διερευνηθεί η διαδικασία εξόδου του NPS τήξης χιονιού και του NPS βροχοπτώσεων.

Εξερεύνηση των χαρακτηριστικών του NPS τήξης χιονιού και του NPS βροχοπτώσεων σε μια τυπική αστική λεκάνη απορροής στο Πεκίνο, Κίνα

Σε αυτή τη μελέτη, τρεις παράγοντες που σχετίζονται με τα αστικά NPS, συμπεριλαμβανομένης της επιφανειακής σκόνης, της τήξης του χιονιού και των διεργασιών βροχοπτώσεων-απορροών, αναλύθηκαν διεξοδικά τόσο με δειγματοληψία πεδίου όσο και με εργαστηριακά πειράματα. Λαμβάνοντας υπόψη τον πυκνό πληθυσμό της πόλης, τη συχνή κυκλοφοριακή δραστηριότητα και τις τυπικές αδιαπέραστες επιφάνειες, επιλέξαμε την περιοχή μελέτης γύρω από το Beijing Normal University (BNU), Beijing, China (Εικ. 1), η οποία βρίσκεται μεταξύ της 2ης περιφερειακής οδού και της 3ης περιφερειακής οδού του Πεκίνου και ανήκει στο κέντρο της πόλης.

Μέσω ολοκληρωμένης εξέτασης του αντίκτυπου της χρήσης γης και της γεωγραφικής θέσης στη ρύπανση των επιφανειακών υδάτων, η έρευνά μας σκοπεύει να παρακολουθήσει τις επιφανειακές βροχοπτώσεις-απορροές και το λιώσιμο του χιονιού σε τρεις τοποθεσίες δειγματοληψίας, συμπεριλαμβανομένων δρόμων από μια περιοχή γραφείων και μια περιοχή με μεγάλη κίνηση και την οροφή ένα κτίριο. Επιπλέον, οι συγκεντρώσεις ρύπων στην επιφανειακή σκόνη ήταν στενά συνδεδεμένες με τη συγκέντρωση ρύπων στην απορροή. Η επιφανειακή σκόνη σε αδιαπέραστες επιφάνειες (δρόμοι και στέγες) ξεπλύθηκε πιο εύκολα από την απορροή, και έτσι, η επιφανειακή σκόνη συλλέχθηκε επίσης για την ανάλυση των αναλογιών ρύπανσης απόπλυσης.

Η μελέτη αποκάλυψε ότι η εναπόθεση σκόνης συνέβαλε περισσότερους ρύπους το χειμώνα και την άνοιξη και αυτοί οι συσσωρευμένοι ρύποι παρουσίασαν χαμηλές αναλογίες έκπλυσης, υποδεικνύοντας ότι οι περισσότεροι ρύποι NPS ήταν σωματιδιακές μορφές. Το υποκείμενο χιόνι έχει υψηλότερες συγκεντρώσεις COD, TSS, Cu, Fe, Mn και Pb από το επιφανειακό χιόνι, ενώ υψηλότερα EMCs των περισσότερων ρύπων παρατηρήθηκαν στο λιώσιμο του χιονιού στους δρόμους. Επιπλέον, το NPS τήξης χιονιού είχε υψηλότερη περιεκτικότητα σε COD, TSS και μέταλλα από τα NPS βροχοπτώσεων, υποδεικνύοντας τη σημασία του ελέγχου της ρύπανσης από το λιώσιμο του χιονιού για αποτελεσματική διαχείριση της ποιότητας του νερού.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Σύγκριση μεταξύ τήξης χιονιού-απορροής και βροχής-απορροής μη σημειακής ρύπανσης σε μια τυπική αστική λεκάνη απορροής στο Πεκίνο της Κίνας, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Environmental Science and Pollution Research. Επικεφαλής αυτής της εργασίας ήταν οι Lei Chen, Xiaosha Zhi, Zhenyao Shen, Ying Dai και Guzhanuer Aini από το Normal University του Πεκίνου.

Αναφορές

• Hu H, Huang G (2014) Παρακολούθηση ρύπανσης από μη σημειακή πηγή από μια λεκάνη απορροής γεωργίας στη Νότια Κίνα. Νερό 6(12):3828-3840