城市水资源短缺和水体污染的日趋严重使得雨水有效利用以及减少径流中污染物的排放成为城市可持续发展的重要议题，这使得探索污染物从城市表面迁移至雨水管网及其末端排放口最后到收纳水体的特征及过程变得非常重要。本课题基本按照预定目标研究了污染物从城市地表到雨水管网以及进一步到收纳水体城市湖泊中的污染特征，初步建立了污染物从城市地表到雨水管网的污染负荷估算模型。研究的主要结论包括以下几个方面：（1）北京市地表灰尘污染特征的研究表明，Cd、Cr 、Cu、Hg、Pb、Sb、Zn等元素远高于北京市背景值，其污染受城市人类活动影响较大。重金属分布状况与其周围的土地利用类型显著相关。Cu和Sb的浓度与交通活动相关性最为显著，Hg的污染受周边环境中医院和诊所的影响较大。地表灰尘中的重金属对周边人群造成一定的暴露风险，尤其Cr。对于非致癌风险，儿童所受到的风险显著高于成人，且对于儿童手口摄入是最主要的重金属摄入方式；对于成人，皮肤接触是Cd和Cr风险来源的最主要途径。（2）对雨水管网中水质水量随时间变化的研究表明，降雨发生后，非重金属污染物（SS、TN、NH3-N、COD、P）的浓度呈现随时间增长而降低的趋势，而重金属污染物（Cr6 、Cd、Cu、Mn、Pb）的浓度随时间变化的趋势并不明显；而SS与P两类污染物在降雨快要结束时浓度有突然增高的现象，说明降雨快结束时雨量减少导致流量的减小对污染物浓度影响较大。相同时间段内，管网中水流的污染情况劣于地表径流水质。（3）对雨水径流收纳水体城市湖泊的研究结果显示，总量超过一百毫米的情况下，降雨对河流污染物的最终效果表现为强烈的稀释效应。而断断续续的小雨造成的面源污染对受纳水体的影响要比大雨后严重约40%，不同地区的面源污染差异在断断续续的小雨后比大雨后的结果更加明显。相比之下，处在商业区的什刹海区域，径流汇流量更小，而北海公园和玉渊潭公园的汇流更多，不同城市社会经济特征、土地利用对非点源污染的影响是有差别的。人类活动对于城市湖泊的影响是不可避免的，降雨对湖泊水质的污染负荷影响显著，由于城市点源污染已得到良好的控制，城市水体的主要污染来源已经转变为人类活动在雨季通过降雨径流进入水体而形成的影响城市水体的质量的面源污染。（4）将对冲刷模型产生重要影响的因子包括前期干燥天数、颗粒物粒径、降雨量整合到污染物冲刷模型中，初步建立了城市地表污染物冲刷模型。 2100433B

城市水资源短缺和水体污染的日趋严重使得雨水有效利用以及减少径流中污染物的排放成为城市可持续发展的重要议题，这使得探索污染物从城市表面迁移至雨水管网及其末端排放口的过程变得非常重要。本课题首先全面监测污染物从地表迁移至雨水管网末端的整个过程：监测案例区域北京市某区域所有功能区地表颗粒物中污染物的浓度和负荷，选择其中三个代表性功能区监测不同时段进入雨水口的地表径流量和其中的污染物浓度，监测案例区域的雨水总排放口的流量和污染物浓度变化；然后利用监测数据针对不同的污染物选择、改进和率定污染物冲刷、输送模型，模型改进重点考虑不同污染物在不同粒径的地表颗粒物上的浓度不同，其在水中的溶解能力也不同，不同粒径的颗粒物受径流冲刷后被携带迁移的能力不同；最后探索不同降雨特征、土地利用布局和面积比例对污染物在雨水管网及末端排放口中浓度和总量的影响规律。本研究将为城市雨水利用以及非点源污染的控制提供科学参考依据。

本书结合气候条件不同的南北方典型城市污水管网运行与调研结果，系统论述城市污水管网中污染物转化特性、不同水力条件下污水的水质变化规律以及微生物分布特征。全书共两部分内容，第一部分为第1章和第2章，主要介绍城市污水管网的运行现状和现存问题；第二部分为第3章至第6章，主要介绍城市污水管网中污染物迁移转化规律及作用机理。

无机污染物通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程，最终以一种或多种形态长期存留于环境，形成永久性的潜在危害。下面以重金属为例来对无机污染物在水体中的迁移转化加以说明。

重金属在水体中迁移转化的过程是一个复杂的物理、化学及生物工程。所以，在研究其在河流中迁移化的规律时，必须正确综合考虑各过程及其影响因素。重金属迁移指的是重金属在自然环境中空间位置的移动和存在形态的转化，以及由此引起的富集与分散问题。

重金属在水环境中的迁移，按照物质运动的形式，可分为机械迁移、物理化学迁移和生物迁移三种基本类型。

机械迁移是指重金属离子以溶解态或颗粒态的形式被水流机械搬运。迁移过程服从水力学原理。

物理化学迁移是指重金属以简单离子、络离子或可溶性分子，在环境中通过一系列物理化学作用（水解、氧化、还原、沉淀、溶解、络合、吸附作用等）所实现的迁移与转化过程。这是重金属在水环境中的最重要迁移转化形式。这种迁移转化的结果决定了重金属在水环境中的存在形式、富集状况和潜在生态危害程度。

生物迁移是指重金属通过生物体的新陈代谢、生长、死亡等过程所进行的迁移。这种迁移过程比较复杂，它既是物理化学问题，也服从生物学规律。重金属能通过生物体迁移，并使重金属在某些有机体中富集起来，经食物链的放大作用，构成对人体危害。

新型污染物PPCPs（Pharmaceuticals and Personal Care Products）对饮用水安全影响问题日益受到关注。针对现有净水工艺对PPCPs去除有限的现状，本课题对给水管网系统中的PPCPs在复杂管网条件下的分布与迁移转化进行研究。通过建立和完善典型PPCPs的痕量检测方法，在不同季节、不同位置检测分析目标管网中的典型PPCPs，掌握其在给水管网系统中的分布特征；研究管网中颗粒物、余氯、细菌与典型PPCPs的相互作用与反应关系；深入分析其在给水管网中的迁移转化行为，确定迁移转化规律，构建典型PPCPs的反应动力学模型；最终融合管网水力方程，建立给水管网中典型PPCPs浓度分布机理模型。本课题的研究可为饮用水系统中PPCPs的控制提供数据支持和理论依据。