氮素在雨水生物滞留系统多介质中的归趋与迁移特性

摘要

cqvip:雨水生物滞留系统(bioretention system,BRS)因其具有径流削峰与污染控制双重功能已成为海绵城市建设的优选措施,但要阻隔雨水径流中氮素进入水体而诱发富营养化的发生,必须实现该雨水处理设施对氮的持续稳定去除。BRS对氮素的去除可通过植物吸收和微生物固持的临时途径,也可通过微生物作用转化为气态氮的永久途径实现。去除途径取决于植物、土壤和微生物等多介质对进水氮素的作用强度,但目前对BRS在除氮本质过程上尚不清晰。以风车草为功能植物,考察氮素在植物、土壤和水中的迁移量,确定功能植物的贡献大小,并基于物料守恒原理探明进水氮素在多介质中的归趋比例和迁移特性。结果表明,植物对BRS除氮的贡献较为显著,进水氮素首先在种植土壤层(0~20 cm)发生累积效应,其中,NH4^+-N主要通过植物吸收作用去除,并最终输送至植物茎部进行累积,而累积在土壤中的氮素在水流运移作用下迁移并在不同氧环境下发生硝化、反硝化作用而表现出NO3^--N的先升后降趋势。进水氮素的归趋主要以气态氮的排放为主,植物吸收和土壤吸附固持为辅。