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生物滞留池微生物种群的硝化反硝化功能研究——以深圳市为例

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深圳大学学报（理工版） 2021年第1期38卷 36-44页

作者：李笑玥秦华鹏王凡银翼翔北京大学深圳研究生院环境与能源学院城市人居环境科学与技术重点实验室广东深圳518055 中山大学大气科学学院广东珠海519082

生物滞留池是海绵城市建设中净化城市径流的重要设施,其中的微生物在径流氮处理中起到关键作用.为揭示生物滞留池氮去除机理,利用16S核糖体核糖核酸(ribosomal ribonucleic acid,rRNA)基因-Illumina MiSeq高通量测序技术和实时荧光定量... 详细信息

生物滞留池是海绵城市建设中净化城市径流的重要设施,其中的微生物在径流氮处理中起到关键作用.为揭示生物滞留池氮去除机理,利用16S核糖体核糖核酸(ribosomal ribonucleic acid,rRNA)基因-Illumina MiSeq高通量测序技术和实时荧光定量的方法,调查中国深圳市8个典型生物滞留池中总细菌的多样性与菌门水平分布,分析其中硝化与反硝化功能菌属的群落结构、功能基因丰度及其与环境因子的关系.结果表明:①生物滞留池的主要优势菌门为变形菌门、放线细菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门,这些优势菌门的相对丰度占群落的93.49%~94.80%.②微生物群落中相对丰度最高的硝化功能菌是亚硝化单胞菌科和硝化螺旋菌属;相对丰度最高的反硝化功能菌是芽孢杆菌属,其次是赖氨酸芽孢杆菌属和假单胞菌属.③在不同生物滞留池中硝化和反硝化功能基因拷贝数表现出较大差异,其中,市政道路旁的生物滞留池采样点的硝化和反硝化功能基因丰度均呈现较高值.④生物滞留池中氮转化微生物的多样性及功能基因的丰度受体系结构、植被类型与污染负荷的综合作用,反硝化菌更容易受到环境因子的影响.本研究的微生物调查结果可为生物滞留池的氮去除功能的评估和提高提供思路.

关键词：海绵城市环境科学生物滞留池高通量测序硝化反硝化微生物群落结构功能基因

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生物滞留池结构参数优选与试验研究

排灌机械工程学报 2022年第6期40卷 611-617页

作者：李鹏程苏永军贾悦郝放河北水利电力学院沧州市遥感与智慧水利技术创新中心河北沧州061001 山东大学土建与水利学院山东济南250012

为研究生物滞留池结构配置、参数选取对鲁中地区雨水蓄滞和净化效果,选取植物种类、土壤配置、过滤层、过滤层粒径4种代表性因素,对选定因素设置3个水平,通过室外正交试验设定9组试验方案,利用极差分析方法对蓄滞及净化效应对应的试验... 详细信息

为研究生物滞留池结构配置、参数选取对鲁中地区雨水蓄滞和净化效果,选取植物种类、土壤配置、过滤层、过滤层粒径4种代表性因素,对选定因素设置3个水平,通过室外正交试验设定9组试验方案,利用极差分析方法对蓄滞及净化效应对应的试验指标参数进行分析,利用TOPSIS多目标分析决策方法得到综合指标,确定显著因素,为结构配置提供方案.雨水蓄滞方面,平均雨水存蓄率达56.08%,平均产流起始时间及平均峰现时间分别为103.94,146.50 min,两者呈正相关关系;水体净化效应方面,对悬浮物(SS)、总磷削减整体效果明显,平均削减率分别达到62.89%和70.86%;对COD削减效果较明显,平均削减率为48.03%,对总氮的削减效果相对较弱,平均削减率为42.56%.构建生物滞留池分类方式,对于选定的弱蓄滞、强过滤型生物滞留池,影响因素中过滤层选择影响最显著,过滤层粒径影响次之,植物种类、土壤配置影响不显著,最佳的结构配置中植物种类为狼尾草;土壤配置为40%栽培土,30%草炭土,30%砂质土;填料为上层30 cm厚石英砂,下层20 cm厚沸石;过滤层粒径选择小粒径.

关键词：生物滞留池蓄滞净化正交试验 TOPSIS法

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生物滞留池对雨水径流中污染物的净化效果

武汉理工大学学报 2018年第7期40卷 84-90页

作者：姜应和律启慧邓海龙许天会殷逸虹吴雪姣张翔凌武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 中交城乡建设规划设计研究院有限公司武汉430056 国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心武汉430070

采用砂壤土作为生物滞留装置的填料,进行了模拟人工降雨试验,配制雨水中的污染物浓度分为低、中、高3种梯度,研究其对雨水径流的净化效果。结果表明,只有当雨水径流中特定污染物浓度达到一定的值,生物滞留池才会对该特定污染物有明显净... 详细信息

采用砂壤土作为生物滞留装置的填料,进行了模拟人工降雨试验,配制雨水中的污染物浓度分为低、中、高3种梯度,研究其对雨水径流的净化效果。结果表明,只有当雨水径流中特定污染物浓度达到一定的值,生物滞留池才会对该特定污染物有明显净化效果,否则出水中特定污染物浓度变化不大,甚至反而会有所增加。生物滞留池出水中的COD、TP、TN以SCOD、DTP和DTN为主。生物滞留池对污染物去除率的大小排序为COD>TP>TN。

关键词：生物滞留池雨水径流水质净化砂壤土

透水路面-生物滞留池组合道路的城市面源污染控制效果评估

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环境科学 2018年第9期39卷 4096-4104页

作者：宫曼莉左俊杰任心欣赵洪涛罗茜廖云杰李叙勇中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 江苏大学环境设计系镇江212000 深圳市城市规划设计研究院深圳518028

不同低影响开发（LID）技术组合对于控制城市面源污染具有重要应用价值,但是其对城市面源污染形成过程（污染物累积-冲刷-输送）的影响及污染负荷削减效果的评估鲜见报道.本研究以深圳市国际低碳城为例,分析了6场降雨事件下透水路面-生... 详细信息

不同低影响开发（LID）技术组合对于控制城市面源污染具有重要应用价值,但是其对城市面源污染形成过程（污染物累积-冲刷-输送）的影响及污染负荷削减效果的评估鲜见报道.本研究以深圳市国际低碳城为例,分析了6场降雨事件下透水路面-生物滞留池组合对城市面源晴天污染物累积量、降雨径流冲刷量、不同LID设施的削减量、溢流的负荷量的影响.结果表明,研究区地表颗粒物平均累积量为（15.80±3.79）g·m^-2,粒径〉250μm的颗粒物质量占比约为65.14%;6场不同强度降雨对地表颗粒物的平均冲刷率为17.15%,粒径〈105μm的颗粒物冲刷率为62.71%-74.94%;降雨冲刷地表径流污染物SS、TN、TP的平均污染负荷分别为2.02、0.025、0.001 3 g·m^-2;透水路面下渗、过滤作用对污染物SS、TN、TP的去除率分别为70.26%、46.29%、19.27%;生物滞留池对径流二次净化去除率分别为85.25%、20.22%、70.27%;入河径流污染物SS、TN、TP的平均污染负荷分别为0.08、0.011、0.000 3 g·m^-2,是地表冲刷污染负荷的4.05%、43.47%、24.39%.透水路面-生物滞留池组合应用对道路径流中污染物的净化效果显著.通过定量化表征透水路面-生物滞留池组合应用道路的城市面源污染形成过程,以期为城市面源污染形成过程的污染负荷估算及LID工程绩效评估提供科学依据,为LID在国内的推广应用和海绵城市设计提供参考.

关键词：透水路面生物滞留池污染负荷累积冲刷净化效果

生物炭对去除生物滞留池氨氮及雨水持留的影响

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西南交通大学学报 2017年第6期52卷 1201-1207页

作者：田婧刘丹西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都610031 Department of Civil and Environmental Engineering University of Delaware

为了加强对城市雨水的处理,提出了将生物炭添加于生物滞留池填料土,以黄松木为原料,在550℃条件下制备生物炭,分析生物炭对生物滞留池填料土的理化性质和雨水中氨氮吸附能力的影响;测量了对照填料土和添加了4%生物炭的改良填料土在-15 3... 详细信息

为了加强对城市雨水的处理,提出了将生物炭添加于生物滞留池填料土,以黄松木为原料,在550℃条件下制备生物炭,分析生物炭对生物滞留池填料土的理化性质和雨水中氨氮吸附能力的影响;测量了对照填料土和添加了4%生物炭的改良填料土在-15 300~0 cm H2O土壤水吸力范围的水分特征曲线;采用圆盘入渗仪和DISC软件测算了田间生物滞留池对照和改良填料土的导水率.研究结果表明,生物炭的施用提高了酸性填料土的p H值,降低填料土容重达7%,增加总孔隙率约28%,增大阳离子交换量达33%;施用生物炭后,填料土对氨氮的去除率从-26%~28%提高到50%~90%;生物炭的施用使填料土有效水含量从0.016 cm3/m-3提高到0.063 cm3/m-3,饱和导水率增大了1.5倍;生物炭可从水质和水量两方面提高生物滞留池对城市雨水中氨氮的去除,并有助于城市雨洪控制.

关键词：生物炭城市雨水处理生物滞留池氨氮吸附水分特征曲线导水率

无植物生物滞留池去除生活污水中典型抗生素及其效能强化

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东南大学学报（自然科学版） 2020年第4期50卷 748-759页

作者：许妍席慕华耿冲冲徐磊刘哲铭傅大放王亚军东南大学土木工程学院南京210096 兰州理工大学土木工程学院兰州730050

传统生物滞留池氮磷去除效果差,对抗生素等新兴污染物的去除效能尚不清晰,通过添加活性炭层、铁粒构建微生物燃料电池改进生物滞留池,考察了其对化学需氧量(COD)、氨氮(NH4^+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、磺胺甲恶唑(SMX)、四环素(TC)的去... 详细信息

传统生物滞留池氮磷去除效果差,对抗生素等新兴污染物的去除效能尚不清晰,通过添加活性炭层、铁粒构建微生物燃料电池改进生物滞留池,考察了其对化学需氧量(COD)、氨氮(NH4^+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、磺胺甲恶唑(SMX)、四环素(TC)的去除效能.结果表明,较常规生物滞留池,强化型生物滞留池对TP的去除率提高了20%,稳定运行105 d且无释磷现象;在进水投加0.8 mg/L抗生素(SMX/TC)的条件下,强化型生物滞留池对SMX和TC的去除率分别为99.62%和99.67%,较常规生物滞留池分别提高了67.66%和35.24%;投加SMX/TC并未对强化型生物滞留池COD、TP的去除产生抗生素胁迫,且对TN和NH4^+-N的去除产生显著性促进作用,去除率分别提高了29.47%和26.09%.

关键词：生物滞留池磺胺甲恶唑四环素

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生态沟渠-生物滞留池组合控制农村径流污染

环境科学 2022年第6期43卷 3160-3167页

作者：石雷杨小丽吴青宇王亦铭徐佳莹东南大学土木工程学院南京211189

生态沟渠和生物滞留池因其良好的径流污染控制能力和生态效益,日益受到广泛关注和应用,但单一的生态沟渠或生物滞留池在农村径流污染控制中常存在氮磷去除效果不稳定和基质易堵塞等问题.将两者串联构建组合系统,利用生态沟渠预处理去除... 详细信息

生态沟渠和生物滞留池因其良好的径流污染控制能力和生态效益,日益受到广泛关注和应用,但单一的生态沟渠或生物滞留池在农村径流污染控制中常存在氮磷去除效果不稳定和基质易堵塞等问题.将两者串联构建组合系统,利用生态沟渠预处理去除部分污染物,可降低生物滞留池污染负荷和减轻基质堵塞;同时在生物滞留池中设置淹没区并添加天然载体碳源提升系统脱氮效果.研究了载体碳源、降雨强度和干湿交替等条件对生态沟渠-生物滞留池组合系统控制农村径流污染的影响.结果表明,投加稻草和木屑两种天然载体碳源分别将生物滞留池段的TN去除率提升19.9%和20.4%.模拟降雨强度从小雨增至大雨时,外加碳源组合系统COD、NH_(4)^(+)-N、TN和TP去除率平均下降17.0%、16.8%、20.4%和17.2%,其中生态沟渠段对4种污染物的去除贡献平均降低16.3%、13.0%、24.2%和22.1%.干湿交替运行可提高系统的污染物去除效果,相较连续进水,干旱3周后木屑组TN平均去除率提升12.3%.微生物群落分析结果显示,木屑组和稻草组生物滞留池样品的α多样性高于对照组;投加载体碳源的生物滞留池淹没区中硫杆菌属(Thiobacillus)丰度显著高于对照组.研究结果有望为组合系统在实际工程中的应用提供技术支撑.

关键词：生态沟渠生物滞留池农村径流污染载体碳源干湿交替

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生物滞留池的水文效应分析

灌溉排水学报 2011年第2期30卷 98-103页

作者：孙艳伟魏晓妹西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

在分析生物滞留池的结构和功能的基础上,利用生物滞留池模拟设计软件RECARGA对生物滞留池在径流消减、地下水入渗补给、积水时间、总处理水量等方面的水文效应进行了模拟,证实了其显著的水文调控功能;对根区深度、根区土壤、降水类型、... 详细信息

在分析生物滞留池的结构和功能的基础上,利用生物滞留池模拟设计软件RECARGA对生物滞留池在径流消减、地下水入渗补给、积水时间、总处理水量等方面的水文效应进行了模拟,证实了其显著的水文调控功能;对根区深度、根区土壤、降水类型、天然土壤等影响生物滞留池设计的因素进行了讨论,以期为生物滞留池的合理设计提供理论依据。

关键词：低影响发展生物滞留池 RECARGA 水文效应

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生物滞留池对屋面径流基本污染物的控制

环境污染与防治 2020年第1期42卷 29-34页

作者：毛月鹏汪志荣史怡然杨巧潘声远天津理工大学环境科学与安全工程学院

快速的城市化导致不透水性下垫面急剧增加,进而加剧了径流污染,尤其是屋面径流污染。生物滞留池作为低影响开发理念的核心措施之一,对径流的净化效果显著。以屋面径流为控制对象,设计了3个生物滞留池用于探究不同土壤层厚度和不同进水... 详细信息

快速的城市化导致不透水性下垫面急剧增加,进而加剧了径流污染,尤其是屋面径流污染。生物滞留池作为低影响开发理念的核心措施之一,对径流的净化效果显著。以屋面径流为控制对象,设计了3个生物滞留池用于探究不同土壤层厚度和不同进水方式对生物滞留池出水的影响。结果表明,实验收集的屋面径流污染严重,COD和TN为《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)劣Ⅴ类。经生物滞留池处理后发现,3个生物滞留池对悬浮物(SS)的去除效果较好,去除率为92.2%~98.7%,装填20cm土壤的表层进水生物滞留池较装填15cm土壤的生物滞留池出水污染物浓度低。装填20cm土壤的表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD、TN和TP的去除能力总体相当,表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD的去除率分别为91.7%、90.4%,对TN的去除率分别为93.8%、86.5%,对TP的去除率分别为70.1%和72.7%。

关键词：生物滞留池屋面径流污染低影响开发