生物滞留系统用于径流污染控制的研究综述
生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究

生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究地表径流污染是在城市化进程中普遍存在的环境问题之一。
在城市过程中,大量的水泥、沥青道路以及建筑物等人造表面对地表径流的形成起到了明显的促进作用,使得地表水的径流量逐渐增大。
在这个过程中,大量的污染物也被带入到地表径流中,包括悬浮物、有机物、营养物等。
为了解决地表径流污染问题,我们进行了生物滞留设施的试验研究。
生物滞留设施是一种通过人工构造物来模拟自然湿地过滤和净化地表水的工程方法。
它包括了人工湿地、生态滤池等几种形式,通过利用湿地植物和微生物的生态功能来去除地表径流中的污染物。
本次试验研究选择了一处城市铺装路面作为实验对象。
我们对这片区域进行了现场调查,了解了地形、土壤类型和水质等基本情况。
然后,在这片区域内设置了一处生物滞留设施,设施由人工湿地和生态滤池两部分组成。
人工湿地采用了人工构造的湿地植物和底部过滤材料,用以去除悬浮物和有机物。
生态滤池则采用了人工构造的生态滤材,通过滤料中微生物的作用去除营养物。
在设施正式启用之前,我们对地表径流进行了初步分析,确定了主要的污染物类型和浓度。
然后,在设施启用后的一段时间内,我们对地表径流进行了定期的取样和测试。
通过对取样水样的物理性质、化学性质以及微生物含量等多个指标的分析,我们获得了地表径流污染物去除的效果。
试验结果表明,生物滞留设施对地表径流污染物有明显的去除效果。
在实验期间,设施可以去除大部分的悬浮物和有机物,同时也对营养物具有一定的去除效果。
与没有设施的地表径流相比,通过生物滞留设施处理后的地表径流水质有了明显的改善。
我们也发现了一些问题。
设施在长时间高强度降雨的条件下有一定的处理能力不足。
设施的运维和管理成本较高,需要定期清理和维护设施。
设施的占地面积较大,对城市用地的利用存在一定的限制。
生物滞留设施在处理地表径流污染物方面具有一定的应用潜力。
需要进一步提高其处理能力,减少运维成本,并探索更加智能化和高效化的设计方法。
生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究

生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究【摘要】本文通过对生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究,探讨了其工作原理、去除机制以及试验结果。
研究发现,生物滞留设施能有效去除地表径流中的常见污染物类型,具有较好的处理效果。
在试验结果分析中,发现生物滞留设施对不同类型的污染物有不同的去除效率。
文章指出生物滞留设施在处理地表径流污染物中具有广阔的应用前景,但也存在一些问题,如运行成本较高、维护难度大等。
建议在实际应用中应注重设施的维护管理,提高其长期稳定运行的能力。
研究的结果对于生物滞留设施在处理地表径流污染物中的应用具有一定的参考价值。
【关键词】生物滞留设施、地表径流、污染物、试验研究、工作原理、去除机制、污染物类型、试验方案、试验结果分析、应用前景、存在问题、改进建议。
1. 引言1.1 研究背景生物滞留设施是一种利用自然生物群落去除地表径流中的污染物的工程设施。
随着城市化进程的加快和土地利用方式的改变,地表径流污染已成为城市水环境的主要问题之一。
传统的污水处理工艺往往难以完全去除地表径流中的各种污染物,而生物滞留设施能够利用生物的吸附、降解和转化作用,有效净化地表径流。
随着人们对水环境保护的重视和对城市水体质量改善的需求,对生物滞留设施在处理地表径流污染物中的效果和机制进行深入研究,已成为当下的热点问题。
通过对生物滞留设施的建设、运行和优化进行系统的研究和实验,可以为城市水环境的改善提供科学依据和技术支持。
对生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究具有重要的理论和实践意义。
本研究旨在深入探究生物滞留设施的工作原理和污染物去除机制,为生物滞留设施在城市水环境治理中的应用提供可靠的技术支撑。
1.2 研究目的研究目的是为了验证生物滞留设施在处理地表径流污染物方面的有效性和可行性。
通过对生物滞留设施的工作原理和污染物去除机制加以深入研究和分析,探讨其在地表径流污染物处理中的优势和局限性。
通过试验方案的设计和试验结果的分析,评估生物滞留设施在不同环境条件下对各类污染物的去除效率,并为其进一步优化和应用提供科学依据。
生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究

生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究作者:张海江陈研杨天宇周峰来源:《森林工程》2020年第03期摘要:在镇江市室外配制3种不同质量比的种植介质,建设3个生物滞留设施,使用河水模拟地表径流进行中试试验,检验生物滞留设施处理地表径流污染物的效果。
结果表明:3个生物滞留设施对污染物的消减效果差异不大; 在每一次试验中,其出水中的总磷和氨氮浓度较为稳定,总氮浓度或稳定或较大幅度地波动,化学需氧量的浓度基本呈现先减小后增大的趋势,总固体悬浮物的浓度呈现先下降后持平的趋势;在总共12次试验中,每次试验出水中总磷的平均浓度符合地表水环境质量标准的Ⅱ类或Ⅲ类,氨氮符合Ⅱ类,总氮超出Ⅴ类,化学需氧量处于Ⅱ—Ⅳ类;对总磷、氨氮、总氮、化学需氧量和悬浮物的平均浓度消减率分别为81%~96%、78%~99%、-146%~98%、-27%~75%和14%~54%;氨氮的平均浓度消减率随进水浓度的增大而增大;总氮的平均浓度消减率基本呈现正负交替趋势,随进水浓度相对增大而增大。
本研究为在海绵城市建设中应用涉及以土、椰糠和砂为材料的生物滞留设施提供一定参考。
关键词:生物滞留设施;种植介质;椰糠;污染物指标;消减率Abstract:In order to test the performance of bioretention system in treating surface runoff pollutants, three bioretention systems with three kinds of mass ratios of planting medias were designed and constructed outdoors in Zhenjiang City, then mesocosms of bioretention system were implemented by river water to simulate surface runoff. The results showed that there was no significant difference among the three bioretention systems in terms of pollutant reduction. The concentrations of total phosphorus (TP) and ammonia nitrogen (NH+4-N) in the effluent of the bioretention systems were relatively stable in one test, and the concentration of total nitrogen (TN) was relatively stable or fluctuated greatly. The concentration of chemical oxygen demand (COD) basically decreased and then increased, while the concentration of total suspended solids (TSS) decreased and remained the same. In a total of 12 tests, environmental quality standards for surface water of TP, NH+4-N, TN, COD were respectivelyⅡor Ⅲ,Ⅱ,exceedsⅤandⅡ~Ⅳ. The average reduction rates of TP, NH+4-N, TN, COD and TSS were 81%-96%, 78%-99%, -146%-98%, -27%-75% and 14%-54%. The average reduction rate ofNH+4-N increased with the increased of the concentration of inflow. The average concentration reduction rate of TN basically showed a positive and negative alternating trend, which increased with the relative increase from the concentration of the inflow. This study provided a certain reference for the application of bioretention system composed of soil, coconut coir and sand in the construction of the sponge cities.Keywords:Bioretention system; planting media; coconut coir; pollutant indicator; reduction rate 0 引言生物滯留设施(以下简称“设施”)是指在地势较低的区域,利用植物、土壤和微生物系统通过入渗方式控制地表径流污染、消减径流总量和径流峰值的设施,被应用于我国海绵城市建设中[1]。
生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究

生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究【摘要】本研究旨在探讨生物滞留设施处理地表径流污染物的有效性。
通过分析生物滞留设施的原理和应用,地表径流污染物的种类及影响,以及处理机制,设计了相应的试验,并进行了试验结果分析。
研究发现,生物滞留设施在处理地表径流污染物方面具有一定的效果,可以有效降低污染物浓度。
未来的研究可以进一步优化生物滞留设施的设计,提高处理效率。
生物滞留设施在地表径流污染物治理中具有一定的潜力和发展前景。
【关键词】生物滞留设施、地表径流、污染物、试验研究、原理、应用、机制、试验设计、试验结果分析、有效性、未来研究、结论。
1. 引言1.1 研究背景地表径流污染是造成水体污染的主要原因之一,其中包含的各种有害物质对水质造成了严重的影响,进而影响到生态系统的健康。
目前,针对地表径流污染的治理方法主要包括生物滞留设施。
生物滞留设施是一种利用植物和微生物生物群落的结构和功能来去除污染物的技术,具有成本低、效果显著等优点。
1.2 研究目的本研究的目的是探索生物滞留设施在处理地表径流污染物方面的有效性,并分析其机制和试验设计。
通过对地表径流污染物的种类及影响进行研究,我们旨在揭示生物滞留设施对不同类型污染物的去除效果,为环境保护和水资源管理提供科学依据。
本研究旨在验证生物滞留设施在减少地表径流污染物排放方面的可行性和效果,为生物滞留设施在城市排水系统中的应用提供理论支持。
通过本研究,我们希望为改善城市地表径流水质、减少环境污染提供新的解决方案,促进可持续发展和生态保护。
1.3 研究意义生物滞留设施处理地表径流污染物可以有效降低城市水环境中的各类有害污染物,减少水环境对周围生态系统的负面影响,促进城市水环境的可持续发展。
对生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究具有重要的理论和实际意义,有助于完善城市水环境治理技术体系,提升城市水环境的整体质量和可持续性,为城市生态环境保护与水资源管理提供科学支撑。
生物滞留系统污染物去除机理及影响因素综述

交通科技与管理89技术与应用作为低影响开发技术之一的生物滞留技术,起源于1990年美国马里兰州乔治亚王子郡[1],主要通过植物-土壤-微生物的作用拦截吸附径流雨水中污染物,以此达到去除的目的。
典型的生物滞留系统从上至下依次是:蓄水层、植物层、种植土壤层、填料层和砾石层[2]。
根据其建设的复杂程度可将生物滞留设施分为简易型和复杂型两种。
1 生物滞留系统污染物去除机理1.1 悬浮物的去除悬浮物主要来源于屋面、大气干湿沉降、工地场地等,依靠沉淀和填料过滤去除。
一般而言,运行稳定且成熟的生物滞留系统对悬浮物的去除效果是较好的,且在填料表层基本就被去除,但长时间运行会引起填料的堵塞,所以生物滞留系统运行一两年后就需要检查填料是否堵塞。
1.2 氮、磷的去除氮、磷主要来自路面上的有机物、无机物以及降雨和有机质中含有的少量氮物质等。
填料拦截、植物吸收、微生物固定、完全反硝化产气以及不完全反硝化产气等途径可以达到去除氮的效果。
然而生物滞留系统对硝氮的去除率一直不稳定,主要是反硝化反应对环境要求较高,需要在缺氧的条件下进行,且需要充足的碳源。
此外,有机质中的少量氮素也会经过氨化、硝化,然后以硝酸盐的形式浸出。
磷按存在形态可分为颗粒态磷和溶解态磷。
过滤、沉淀和吸附作用可以去除颗粒态磷,溶解态磷则通过填料吸附、植物吸收以及微生物摄取等作用去除[3]。
如果填料中含有Fe、Al或Ca等金属离子,溶解态磷还可与其反应,生成颗粒态金属盐沉淀,然后过滤去除。
沉淀和过滤去除颗粒态磷的效果很好,去除溶解态磷效果却不太理想。
1.3 有机物的去除道路径流中有机物的成分较复杂,包括油脂、多环芳烃等[4]。
碳氢化合物在生物滞留系统中主要依靠沉淀、吸附和生物降解去除,也可能通过挥发、植物吸收而去除,而可溶性有机物也可以通过植物吸收或植物气孔蒸发去除。
1.4 重金属的去除雨水径流中Cd、Cu、Pb、Zn等重金属的来源于轮胎的磨损、汽车尾气和道路沥青等[5]。
生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究

生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究1. 引言1.1 研究背景生物滞留设施是一种通过生物修复方式处理地表径流污染物的设施,其在城市雨水管理中起着重要作用。
随着城市化的进程和雨水径流的不断增加,地表径流污染物也逐渐成为城市生态环境的一个主要问题。
研究表明,地表径流中包含大量的污染物,如重金属、有机物和营养物质,对自然水体造成严重污染。
为了解决地表径流污染物问题,生物滞留设施被提出并应用于城市雨水管理中。
通过引入适量植物和微生物等生物元素,生物滞留设施能够有效去除地表径流中的污染物,净化水体,保护生态环境。
目前对生物滞留设施处理地表径流污染物的研究还比较有限,尤其是在实验研究方面。
本研究旨在通过实验研究,探讨生物滞留设施在处理地表径流污染物中的效果,并分析影响其效果的因素,为生物滞留设施在城市雨水管理中的应用提供科学依据。
1.2 研究目的研究目的:通过对生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究,探讨其对污染物的去除效果及机制,为城市雨水管理和环境保护提供科学依据。
具体目的包括:1.评估生物滞留设施对不同类型污染物的去除效率;2.探究生物修复机制,揭示生物滞留设施对污染物的处理过程;3.分析生物滞留设施在不同环境条件下的适用性及稳定性,为其推广应用提供参考依据;4.为生态工程和可持续城市建设提供技术支撑,促进城市水环境的改善和生态系统的恢复。
通过本研究,旨在提高生物滞留设施对地表径流污染物的处理效率,减轻城市水环境负荷,促进生态环境的可持续发展。
1.3 研究意义通过对生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究,可以进一步验证其在城市水环境治理中的有效性和可行性。
通过研究不同影响因素对生物滞留设施处理效果的影响,可以为今后的工程设计和实际应用提供科学依据。
本研究的意义在于为城市水环境治理提供新的技术手段和理论支持,促进城市水环境质量的改善和生态环境的保护。
也可以为其他类似研究提供借鉴和参考,推动生物滞留设施在地表径流污染处理领域的进一步应用和推广。
《2024年基于北京降雨和径流特征的生物滞留设施削减径流污染效果研究》范文
《基于北京降雨和径流特征的生物滞留设施削减径流污染效果研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速,北京等大城市的降雨和径流问题日益突出,尤其伴随着径流污染的加剧,对城市水环境和生态环境构成了严重威胁。
生物滞留设施作为一种新型的雨水管理技术,其通过模拟自然水文过程,在减少径流污染方面发挥了重要作用。
本文旨在研究北京地区降雨和径流特征下,生物滞留设施对削减径流污染的效果。
二、北京降雨和径流特征北京地处暖温带半湿润气候区,其降雨分布不均,集中在夏季且多为短时强降雨。
这种特性导致地面迅速积水并形成径流,大量污染物随之被快速带至水体,尤其是雨水排放系统不畅或未达到生态标准的老旧城区。
因此,在理解生物滞留设施的作用前,首先要掌握北京地区的降雨和径流特征。
三、生物滞留设施及其原理生物滞留设施是运用工程学和生态学原理相结合的技术手段,通过模拟自然地形地貌和植被覆盖等自然过程来控制雨水径流。
其核心原理是利用土壤、植被等自然元素对雨水进行自然净化,通过渗透、过滤、吸附等过程去除径流中的污染物。
四、生物滞留设施削减径流污染效果研究(一)研究方法本研究选取了北京多个典型区域,通过实地调查和监测数据收集,分析生物滞留设施在不同降雨条件下的运行效果。
同时,结合实验室分析方法,对径流中各类污染物的浓度进行监测和分析。
(二)实验结果与分析实验数据显示,生物滞留设施对于控制降雨径流有着显著的效益。
首先,生物滞留设施能显著减缓洪峰流量峰值到达的时间和减小流量峰值本身。
此外,这些设施能够有效降低总径流量和截断氮磷等主要污染物的流失。
对于非点源污染的截断效率也较为显著,尤其在降水初期时尤为突出。
这种显著效果表明生物滞留设施对水质提升起到了积极的推动作用。
五、生物滞留设施与本地生态环境的协调发展本研究不仅关注生物滞留设施的削减效果,还探讨了其与本地生态环境的协调发展。
通过合理设计和管理生物滞留设施,可以增加城市绿量、改善城市热岛效应、提高城市生态系统的稳定性等。
生物滞留池研究综述
城市地表径流净化研究综述众所周知,水是人类生产、生活不可或缺的资源,在城市化进程中,由不透水地表所引起的降雨径流量增加,同时高密度的人口和产业对水环境的需求逐渐增加,对水环境的影响和改变也越来越强,使得水系不断萎缩,河流湖泊的富营养化逐渐加重,城市水环境质量日益恶化。
而中国又是一个缺水的国家,这就需要我们充分的利用雨水,个别地方由雨水排放不当所造成的环境污染已相当严重。
因此城市水环境质量的改善就成为了当今社会亟需解决的重要问题。
1 研究背景与意义在我国,随着点源污染得到有效的解决,面源污染成为了水体恶化的重要贡献者。
同时,随着城市化进程的加速,城市的面积迅速扩展,大量天然绿地被不透水下垫面取代,可渗透地表面积越来越少,城市面源将成为重要污染源,将严重威胁城市水体、海岸线、河口等水体环境[1]。
城市降雨径流不经预处理,直接排进受纳水体,极易造成水体富营养化,破坏水生生态系统。
而磷是水质评价的重要指标,磷酸盐被认为是水生植物大量繁殖的重要因素之一,能引起水体富营养化。
所以由暴雨径流产生的面源污染已成为城市水环境恶化的重要原因[2]。
不透水面积的增加使得很小的雨量就会形成地表径流,地表径流冲涮沥青路面上的工业废水、汽车尾气、生活垃圾和建筑材料等造成含有悬浮物、耗氧物质、营养物质、有毒物质、油脂类物质等多种污染物的城市地表径流污染,不经过净化处理的城市地表径流极易引起富营养化、水华等环境问题,对生态环境造成极大的破坏[2,3]。
城市地表径流污染已成为仅次于农业面源污染的第二大面源污染,其中氮、磷被认为是水体富营养化的最主要原因[4,5]。
据统计,我国主要湖泊处于因氮、磷污染而导致富营养化的占统计湖泊的56%,水体富营养化会造成水中藻类等水生生物大量地生长繁殖,水体中有机物积蓄,破坏水生生态平衡,造成水体感官性能变差、自净能力减弱、水质下降、供水成本提高和湖泊沼泽化,影响食物链,使人类、动物、家畜等中毒死亡等等[6]。
生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究
生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究摘要:生物滞留设施是一种重要的处理地表径流污染物的设施,本文通过实验研究探讨了生物滞留设施对不同污染物(包括悬浮物、营养物和重金属)的去除效果。
研究结果表明,生物滞留设施对悬浮物和营养物具有较好的去除效果,而对重金属的去除效果较差。
在设计和运行生物滞留设施时应考虑不同污染物的特性,以提高其处理效果。
1. 引言地表径流是指雨水流经地表流向低洼地区或水体的过程,其中携带着各种污染物,如悬浮物、营养物和重金属等。
这些污染物的排放对水环境造成了严重影响,因此需要采取有效措施进行处理和净化。
生物滞留设施是一种常用的处理地表径流污染物的设施,通过植物和微生物的作用,可以去除大部分污染物,从而减少对水环境的污染。
2. 实验方法选取一段地表径流流经的区域作为实验区,设计并建造了一座生物滞留设施。
在设施中设置了不同材料的过滤层,以模拟不同处理效果。
在实验过程中,收集并分析了不同时间点的地表径流样品,对其中的污染物进行测试,并计算出去除率。
3. 结果与分析实验结果显示,生物滞留设施对悬浮物的去除率达到了80%以上,说明其具有较好的过滤效果。
对于营养物如氮和磷的去除效果也较好,去除率达到了70%以上。
对于重金属污染物,由于其特殊性质,生物滞留设施的去除效果较差,仅在20%左右。
4. 影响因素分析通过进一步分析发现,生物滞留设施对不同污染物的去除效果受到多个因素的影响。
污染物的特性对其去除效果有重要影响。
悬浮物和营养物在生物滞留设施中容易被吸附和分解,因此去除效果较好。
而重金属污染物由于其稳定性较高,很难被去除。
生物滞留设施的设计和运行参数也会影响其处理效果。
如过滤层材料的选择、水深和流速的控制等都会对去除效果产生影响。
生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究
生物滞留设施处理地表径流污染物的试验研究生物滞留设施(BMP)是一种常见的处理地表径流污染物的技术手段,通过利用自然的生物和物理过程,将径流中的污染物去除或转化为无害物质。
本试验研究旨在探讨生物滞留设施对地表径流中污染物去除效果的影响,并考察不同处理方法对净化效果的差异。
试验在一个模拟的户外实验场地进行,实验场地采用人工设置的溪流模型,模拟地表径流汇集的情况。
将一定量的人工合成地表径流注入实验场地,含有一定浓度的污染物。
然后,在溪流上游设置生物滞留设施,如湿地、沟渠等,并根据需求进行处理。
通过在实验期间定期取样,分析水样中的污染物浓度变化,评估生物滞留设施对污染物的去除效果。
本试验中采用的污染物主要包括悬浮物、营养物质和有机物等。
研究人员在实验期间定期测量悬浮物的浓度,并通过颗粒沉降实验确定滞留设施对悬浮物的去除效果。
也测量并分析地表径流中的氮、磷等营养物质含量的变化,以评估滞留设施对营养物质的去除效果。
通过测量化学需氧量(COD)等指标来评估滞留设施对有机物的去除效果。
在试验过程中,设置了不同类型和配置的生物滞留设施,以考察它们对地表径流污染物去除效果的影响。
可以设置不同种类的湿地植被,以及不同面积和水流速度的滞留设施,研究它们对污染物去除效果的差异。
还可以通过控制滞留设施内的填料类型和厚度等参数,研究这些因素对净化效果的影响。
通过试验研究,可得到生物滞留设施处理地表径流污染物的相关数据,并对不同处理方法进行评价。
这些数据将为进一步优化和改进生物滞留设施的设计和运营提供科学依据,增强其在地表径流污染物处理中的应用效果,并为保护水环境提供参考。
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生物滞留系统用于径流污染控制的研究综述作者:刘蕴哲来源:《安徽农学通报》2016年第04期摘要:生物滞留系统是使用较为普遍的一种城市雨水低影响开发技术,其对城市径流中的悬浮物、重金属、油脂类、致病菌以及营养盐等物质均有较好的去除效果。
该文阐述了目前国内外生物滞留系统对不同径流污染物去除机理及效果的研究现状,总结并提出了生物滞留系统未来的研究和发展方向。
关键词:生物滞留系统;径流污染;研究现状;展望中图分类号 X522 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)03-04-80-02水不仅是生命之源,也是保障社会发展和人类进步的重要资源。
中国是一个水资源短缺的国家,与此同时,我国的淡水资源却普遍受到了污染甚至严重污染。
治理水环境污染,源头控制是关键。
水环境污染源主要可分为点源和面源,在国家大力整治环境的努力下,工业废水和城市生活污水等点源污染已得到了有效控制,面源污染取代点源成为了水环境污染的最重要的来源[1]。
作为典型面源污染的城市地表径流,由于地域范围广、随机性强、成因复杂等特点,成为了当今水环境污染研究的重点[2]。
用于控制地表径流污染的技术很多,如生物滞留系统、绿色屋顶和渗透路面等,其中生物滞留系统由于其高效的径流持留、水质净化和污染负荷消减等能力而逐渐得到广泛研究与应用[3]。
1 生物滞留系统简介生物滞留系统主要由表面植被、10~30cm的蓄水层、5~10cm的表面覆盖层、0.7~1m 砂、土、有机填料层和用于入流、出流及溢流控制的附属物构成[4-6]。
该系统一般设置在居民区和商业区,用来管理小范围已开发地区产生的暴雨径流[5-6]。
其主要通过拦截过滤、渗透、沉淀、蒸发蒸腾、挥发、吸附、植物同化、硝化反硝化、分解降解、热衰减等物理、化学和生物的综合作用实现径流污染物的去除,地下水的补给和径流的控制[4,7]。
自20世纪90年代首先由美国马里兰州乔治王子郡投入使用以来,经过数十年的研究和试验应用,生物滞留技术目前已快速成为世界上很多国家使用最广泛的暴雨最佳管理措施(BMPs)之一[4]。
如在美国低影响开发(LID)和澳大利亚水敏性城市设计(WSUD)中的大量使用。
2 生物滞留池径流污染去除研究2.1 TSS的去除生物滞留系统主要通过沉淀和过滤的作用去除总悬浮颗粒(Total suspended solids,简称TSS),去除效果很好,大都能到达95%以上,虽然有可能会出现淋洗现象,但那只是因为初期填料中细骨料被冲出的结果,会随着系统的逐步稳定而消失[4,8-11]。
2.2 重金属的去除生物滞留系统有很强的重金属去除能力,去除率几乎都在90%以上[6,8-9,12-13]。
2003年,Davis通过填料中金属聚集程度判断20a后生物滞留池的土壤将充满毒性,不能使用[12]。
2008年,Bratieres等发现Cu的去除波动性最大,这也在以往的研究中有过报道[8,12]。
Blecken等于2009年发现增设有碳源的厌氧区对重金属的去除有很大的影响,且碳源只对Cu的去除有很大帮助,因为有机质与Cu的作用最强,能够结合成复合物从而将Cu截留。
其还发现在滞留池中是土壤填料而不是植被占据着去除重金属的主导作用,重金属在经过填料上部150mm便能达到很高的去除(>82%),因此,要想有效去除重金属,500mm 的填料深度就足够了[13]。
2.3 油脂的去除 Hsieh和Davis于2005年发现使用混合填料的柱状滞留系统能够去除径流携带的96%以上的机油[11,14]。
其中烃类的去除主要发生在覆盖层,因为覆盖层中的本土微生物会将捕获的烃类在较短的时间内降解掉。
在New Hampshire的现场试验中,柴油中的石油烃类去除率达99%[10]。
2.4 致病菌的去除生物滞留系统之所以能够去除致病菌,是因为通过过滤、吸附等作用将致病菌截留后,在2场降雨之间的干期内,土壤水分流失让致病菌暴露在干旱和太阳照射的情况下,导致致病菌的死亡[4]。
Hunt等发现滞留池对粪大肠杆菌和大肠杆菌的去除率为70%左右[15],而Rusciano和Obropta则认为粪大肠杆菌的去除平均能达到91.6%[16]。
Bratieres等在2008年发现生物滞留池对大肠杆菌、产气荚膜杆菌和F-RNA噬菌体的去除效果分别能达到69%、99%和93%[8]。
2.5 营养盐(N、P)的去除生物滞留系统对营养盐的去除效果波动比较大。
滞留系统主要通过土壤/填料的静电力或离子交换实现对氨氮的去除[6],去除效果良好,大多在90%以上[6,8-9]。
总凯氏氮的去除效率一般在55%~75%[6,17]。
然而滞留系统对NO3-的去除效果却很差,Davis在2001年所做的实验中发现NO3-的平均去除率只有24%,甚至有时会出现NO3-的淋洗,Kim在2003年则发现NO3-淋洗的现象还很普遍,这最终导致总氮的去除不甚理想[6,18]。
除此之外,总磷的去除效果也不稳定,效果好时可达90%的去除率,差时只有40%,淋洗的情况时有发生[6,8]。
影响磷去除的唯一因素就是土壤和填料种类。
Bratieres分析了3种填料的除磷效果(一种含有机质,另外2种不含),发现采用含有机质填料的滞留系统对磷只有40%的去除率,而剩下2种则高达90%,因为有机质中的磷会析出,从而导致除磷效果的变差[8]。
因此fawb规定土壤和填料中磷含量必须少于100mg/kg[19]。
同时,可以适当增加Ca、Al和Fe的含量以提高其磷的能力。
NO3-的去除效果差是因为其作为阴离子,不能被土壤填料所吸附,在土壤/水的系统中通常是不固定的,加上被截留的氨氮和有机氮在间歇期会被氨化和硝化为NO3-,导致滞留系统中NO3-的含量进一步增加,从而出现在随后的降雨事件中NO3-过量排出的现象[4,18]。
为了提高NO3-的去除,有人将生物滞留系统的出水口抬高以使滞留系统底部出现一定高度的淹没区,形成厌氧区域,再于其中投入合适的碳源,人为创造反硝化环境。
Kim等于2003年对此方法首次进行了小试和中试,结果发现,有厌氧区的滞留系统对NO3-和NO2-的总去除率达到70%~80%,其中碎报纸是最好的碳源,其效果理论上能维持20a[18]。
Zinger和Blecken等人通过实验分别于2007和2009年发现去除NO3-、总氮和重金属的厌氧区最佳深度恰好吻合,都是450mm[13,20]。
植物种类不同对NO3-和总氮的去除影响巨大,根系越发达,对氮的摄取越有利,脱氮效果越好[8-9]。
3 思考与展望虽然生物滞留系统在控制地表径流污染上有着显著的作用,但是以下问题有作待进一步的研究与解决:(1)厌氧区的设置使得硝态氮的去除得到了提高,但效果并不像氨氮一样稳定,低去除率的情况有时也会出现[13,18,20]。
笔者认为,硝态氮不能像氨氮一样在进水时被厌氧区填料吸附,干旱期被反硝化是主要原因。
故应进行厌氧区填料的硝态氮吸附能力对硝态氮去除的影响方面的研究。
(2)脱氮和除磷之间的矛盾在生物滞留系统中也依旧存在,如何在设置厌氧区的情况下阻止除磷效果的恶化乃至进一步提高磷的去除值得进一步的研究。
(3)植物的地域性特征显著,不同的植被会导致生物滞留系统径流污染控制效果的显著差异,因此应加强不同地区本土适宜植物类型的筛选研究。
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