何 強(qiáng)，彭述娟，王書(shū)敏，2，王振濤

（1.重慶大學(xué) 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶400045；2.重慶文理學(xué)院 水環(huán)境生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶402160）

隨著城市化的快速推進(jìn)，大量的天然綠地被不透水下墊面取代，給流域的正常水循環(huán)帶來(lái)了巨大沖擊。一方面，不透水用地類型的增加導(dǎo)致了城市區(qū)域暴雨產(chǎn)流系數(shù)的增加，使得較小的降雨也能產(chǎn)生較大的暴雨徑流；另一方面，不透水覆蓋率的提高和植被減少等因素大大降低了暴雨期間城市區(qū)域的氮滯留能力，與自然環(huán)境相比，城市暴雨徑流中的氮濃度處于較高水平。隨著點(diǎn)源污染控制率的不斷提高，城市暴雨徑流產(chǎn)生的氮污染逐漸成為受納水體的主要污染源。氮是植物、藻類和微生物生長(zhǎng)的首要營(yíng)養(yǎng)性限制因素，水體中氮的過(guò)量輸入和富集往往導(dǎo)致水生生態(tài)環(huán)境的改變［1］。華盛頓政府大都市委員會(huì)把城市河流接納的大部分氮?dú)w于不透水下墊面含氮暴雨徑流［2］；在澳大利亞昆士蘭州摩頓灣，氮被認(rèn)為是影響生態(tài)可持續(xù)性的關(guān)鍵污染物質(zhì)［3］；另外，美國(guó)2／3河口水環(huán)境功能退化的原因被歸結(jié)為暴雨徑流中的氮污染［4］。河流中氮濃度和形式與流域特性緊密相關(guān)，如人類活動(dòng)、氣候、地質(zhì)、土地利用、土壤類型等；河水中氮的賦存形態(tài)不同，其生態(tài)功能、對(duì)水生生物的毒理作用以及管理方式也不同，相對(duì)于固態(tài)氮來(lái)說(shuō)，溶解性無(wú)機(jī)氮更容易被簡(jiǎn)單生物體吸收利用，從而引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題［1，5］。受污染物累積規(guī)律和環(huán)境背景的影響，城市區(qū)域用地類型不同暴雨徑流氮污染的特性也不同［6］。因此，了解城市地區(qū)不同下墊面暴雨徑流中氮污染物的賦存形態(tài)對(duì)于暴雨徑流氮污染的高效控制具有重要導(dǎo)向作用。

Taylor等［7］研究了澳大利亞墨爾本不同匯水區(qū)雨天暴雨徑流中氮類污染物的結(jié)構(gòu)組成，結(jié)果表明，墨爾本地區(qū)雨天暴雨徑流中的氮以TDN（Total Dissolved Nitrogen）為主（占TN的80%左右），與其他研究相比，墨爾本地區(qū)DIN比例較高（約占TN50%）。Jin等［8］研究了中國(guó)浙江省 Cao－E河流域氮類污染物時(shí)空分布情況，研究表明，源頭水中硝酸根濃度高于氨氮濃度，而在城市區(qū)域TON（Total Organic Nitrogen）和氨氮是氮的主要存在形態(tài)，分別占總氮的54.7%和32.1%，從整個(gè)河流系統(tǒng)看，氨氮濃度隨距離城市區(qū)域的增加而降低，而硝酸根濃度隨匯水區(qū)中農(nóng)業(yè)用地的增加而增加。Pitt等［6］從國(guó)家污染物排放控制系統(tǒng)中收集和評(píng)估了美國(guó)暴雨徑流代表性數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)用地類型不同，總氮中各種形態(tài)氮的比重不同，總體來(lái)說(shuō)，DIN約占TN的50%左右。然而，以上研究多針對(duì)綜合性流域，研究結(jié)果并不一致，而針對(duì)用地類型組成簡(jiǎn)單、位置設(shè)置相對(duì)分散的不透水下墊面暴雨徑流中氮類污染物組分構(gòu)成的研究相對(duì)較少。在未來(lái)的城市雨洪管理模式中，LID（Low Impact Development）、BMPs（Best Management Practices）、SUDS（Sustainable Urban Drainage Systems）等理念被譽(yù)為解決城市雨洪問(wèn)題的根本出路，其核心思想是通過(guò)一系列分散式、小型化的控制措施實(shí)現(xiàn)對(duì)不透水下墊面暴雨產(chǎn)流的原位消減［9］，因此，了解分散化的各種不透水下墊面暴雨徑流的氮類污染物構(gòu)成規(guī)律，對(duì)于城市暴雨徑流氮污染的更好控制很有必要。重慶地處三峽庫(kù)區(qū)環(huán)境敏感區(qū)域，其暴雨徑流氮污染對(duì)于水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化以及影響水庫(kù)水質(zhì)安全有直接影響，所以，研究該地區(qū)城市暴雨徑流氮賦存形態(tài)的分布特性對(duì)于庫(kù)區(qū)水質(zhì)保障意義重大。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域介紹

重慶位于中國(guó)內(nèi)陸西南部、長(zhǎng)江上游，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，年平均氣候在18℃左右，冬季最低氣溫平均在6～8℃，夏日最高氣溫均在35℃以上。極端氣溫最高43℃，最低－2℃。日照總時(shí)數(shù)1 000～1 200h，常年平均降水量1 100mm左右，夏季占年降水量40%～50%，冬季只占4%～5%。

在重慶市沙坪壩區(qū)和江北區(qū)選取交通干道、水泥屋面、商業(yè)區(qū)廣場(chǎng)、瓦屋面和大學(xué)校園綜合性匯水區(qū)作為研究對(duì)象，監(jiān)測(cè)地點(diǎn)空間分布圖如圖1所示。所選取城市交通干道位于重慶市沙坪壩區(qū)沙楊路和江北區(qū)龍脊路，取樣點(diǎn)分別為交通干道的雨水口，路面匯水區(qū)用地類型均為商住混合區(qū)，道路覆蓋材料為瀝青，坡度約2.0%～2.5%，清掃頻率為1次／d；所選取不透水屋面為重慶大學(xué)校園內(nèi)樓頂，該樓頂為混凝土結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了防水處理，匯水面積200m2，取樣點(diǎn)為雨水排水立管底部出水口；所選取商業(yè)區(qū)廣場(chǎng)位于重慶市三峽廣場(chǎng)中的一塊較封閉匯水區(qū)，匯水面積約500m2，坡度2.5%，取樣點(diǎn)位于匯水區(qū)雨水口；校園綜合性匯水區(qū)位于重慶大學(xué)虎溪校區(qū)，匯水區(qū)內(nèi)融合了瓦屋面（1.5hm2）、道路（1.7hm2）、草地（1.5hm2）、廣場(chǎng)（1.0hm2）4種城市區(qū)域的典型下墊面，分別占匯水區(qū)總面積的25%、30%、26%、19%，匯水區(qū)總面積約5.7hm2，取樣點(diǎn)設(shè)在匯水區(qū)總出水口雨水管道檢查井內(nèi)。

圖1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間分布圖

1.2 監(jiān)測(cè)方法

降雨期間的取樣方法為自產(chǎn)流起30min內(nèi)，每隔5min采1個(gè)樣，30～60min時(shí)段內(nèi)，每隔10min采1個(gè)樣；之后每隔30min采1個(gè)樣，直至徑流結(jié)束或趨于穩(wěn)定為止。降雨量由監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近的雨量計(jì)（JDZ－1，中國(guó)）自動(dòng)記錄。校園綜合性匯水區(qū)流量測(cè)試采用超聲波流量計(jì)（MH－PM，中國(guó)）進(jìn)行，首先將檢查井底部的斷面形狀改造成直角三角堰，將超聲波傳感器固定在直角三角堰底部正上方2.5m處，流量監(jiān)測(cè)過(guò)程中，水位波動(dòng)信號(hào)由傳感器反饋給主機(jī)，由流量計(jì)主機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)算模型計(jì)算出流量并存儲(chǔ)，測(cè)試完畢后下載即可，流量輸出時(shí)間間隔為5min。

取樣瓶為1.5L聚氯乙烯瓶，采樣前先用自來(lái)水沖洗，再用1＋3硝酸蕩洗一次，然后用自來(lái)水和去離子水洗滌后備用［10］。水樣采集后，立即帶回實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。水樣測(cè)試按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》的要求進(jìn)行?；旌纤畼又苯酉鉁y(cè)試總氮，混合液用0.45μm醋酸纖維濾膜抽濾后的濾液用來(lái)測(cè)試NH3－N、NO3－N和TDN，如圖2所示。顆粒態(tài)有機(jī)氮（Particulate Organic Nitrogen，簡(jiǎn)稱PON）、溶解性有機(jī)氮（Dissolved Organic Nitrogen，簡(jiǎn)稱DON）、凱氏氮（Total Kjeldahl Nitrogen，簡(jiǎn)稱TKN）、DIN按照?qǐng)D3所示的構(gòu)成關(guān)系計(jì)算得到。

1.3 數(shù)據(jù)分析

圖2 水樣測(cè)試過(guò)程示意圖

圖3 TN構(gòu)成圖示［7］

在2010年7月至2011年9月期間，共監(jiān)測(cè)了14場(chǎng)降雨，各場(chǎng)降雨的雨情如表1所示。EMCS是場(chǎng)次降雨徑流中污染物濃度的加權(quán)平均值，被廣泛用來(lái)估算各個(gè)下墊面暴雨徑流產(chǎn)污負(fù)荷［11］。PEMCs是指場(chǎng)次降雨中部分暴雨徑流污染物濃度的加權(quán)平均值，其計(jì)算方法與EMCS相同，區(qū)別在于所統(tǒng)計(jì)的暴雨徑流時(shí)間段。在多場(chǎng)次的降雨徑流觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)，單一下墊面前10～15min的徑流水質(zhì)明顯高于后期徑流，在文中統(tǒng)一以暴雨產(chǎn)流后前10min的暴雨徑流作為PEMCS的計(jì)算對(duì)象，記為PEMC10。具體計(jì)算方法如式（1）、（2）所示。

式中：EMC為場(chǎng)次降雨徑流污染物平均濃度，mg／L；V為徑流總體積，m3；M為產(chǎn)物量，g；Δt為間隔時(shí)間，min；Qt為間隔時(shí)間內(nèi)徑流量，m3／min；Ct為間隔時(shí)間內(nèi)污染物濃度，mg／L。

不透水屋面、商業(yè)區(qū)和交通干道由于匯水面積較小，且不透水下墊面的下滲量與蒸發(fā)量很小，在采樣時(shí)記錄了降雨開(kāi)始和徑流形成時(shí)間，以消除徑流產(chǎn)生和降雨時(shí)間的滯后性，確保兩者的同時(shí)性，不透水單一下墊面的場(chǎng)次降雨徑流量是通過(guò)用累積降雨量權(quán)重代替徑流量權(quán)重來(lái)計(jì)算［11－12］。EMCS按式（2）計(jì)算。

表1 所監(jiān)測(cè)降雨統(tǒng)計(jì)

式中：Ft為間隔時(shí)間內(nèi)降雨量，mm／min；A為匯水區(qū)面積，m2；φ為徑流系數(shù)，取0.9。其余符號(hào)意義同式（1）。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同下墊面暴雨徑流氮濃度分析

統(tǒng)計(jì)了各種下墊面暴雨徑流的TN、TDN、NH3－N和NO3－N的EMCs（圖4所示）。所監(jiān)測(cè)5種城市用地類型，暴雨徑流總氮EMCs由高到低依次是城市交通干道（10.6mg／L）＞商業(yè)區(qū)（9.3mg／L）＞水泥屋面（5.6mg／L）＞瓦屋面（4.0mg／L）＞校園綜合匯水區(qū)（2.4mg／L），分別是地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值［13］的10.6、9.3、5.6、4.0和2.4倍；NH3－N的EMCs由高到低依次是城市交通干道（4.6mg／L）＞商業(yè)區(qū)（3.4mg／L）＞水泥屋面（1.6mg／L）＞瓦屋面（1.2mg／L）＞校園綜合匯水區(qū)（0.5mg／L），分別是地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值［13］的4.6、3.4、1.6、1.2和0.5倍。商業(yè)區(qū)、水泥屋面、瓦屋面和校園綜合匯水區(qū)暴雨徑流中NO3－N的EMCs均大于NH3－N的EMCs，這與城市交通干道恰好相反，這可能與匯水區(qū)污染物的累積和傳輸特性有關(guān)。在校園綜合匯水區(qū)，由于在線流量計(jì)直角三角堰的修建，導(dǎo)致下水道內(nèi)長(zhǎng)期積水，這種情況有利于自養(yǎng)硝化菌的生長(zhǎng)，可能對(duì)暴雨徑流中的氨氮起到了稀釋和硝化作用，從而導(dǎo)致氨氮濃度最低。瓦屋面和水泥屋面的主要污染來(lái)源是大氣干濕沉降，由于夏季的高溫，氨氮很容易轉(zhuǎn)化，這可能是導(dǎo)致屋面徑流中硝酸根濃度較高的原因。商業(yè)區(qū)的硝酸根濃度（3.7mg／L）略大于氨氮濃度（3.4mg／L），其污染來(lái)源除大氣干濕沉降外，還有行人的日?；顒?dòng)，行人活動(dòng)的遺落物也是暴雨徑流污染的重要來(lái)源，可能是行人活動(dòng)污染強(qiáng)度較弱的緣故，導(dǎo)致硝酸根濃度略大于氨氮。交通干道的主要污染來(lái)源是交通車輛、行人活動(dòng)、路邊店鋪等，其污染強(qiáng)度、污染復(fù)雜性遠(yuǎn)高于其他4種用地類型，這可能導(dǎo)致其氮形態(tài)濃度分布不同的重要原因。

圖4 不同下墊面暴雨徑流中氮賦存形態(tài)EMCs

2.2 不同下墊面暴雨徑流中氮賦存形態(tài)濃度構(gòu)成分析

為進(jìn)一步分析不同下墊面暴雨徑流的氮賦存形態(tài)構(gòu)成特點(diǎn)，對(duì)所監(jiān)測(cè)的5種城市用地類型的暴雨徑流進(jìn)行了詳細(xì)解析（圖5），同時(shí)，統(tǒng)計(jì)了其他學(xué)者對(duì)城市不同用地類型暴雨徑流中氮類污染物的研究結(jié)果（表2）。在表2中，Taylor等［7］研究了墨爾本綜合性排水區(qū)的暴雨徑流情況，該匯水區(qū)用地類型包括居民區(qū)、商業(yè)區(qū)和公園等主要用地類型；Gan等［14］分析了廣州天河區(qū)交通道路暴雨徑流的總氮和硝態(tài)氮濃度。Lee等［15］研究了韓國(guó)大田和清州居住區(qū)、工業(yè)區(qū)的徑流水質(zhì)特性，根據(jù)作者的研究數(shù)據(jù)，將各類用地類型雨天徑流的氮類污染物濃度值平均化處理后列于表2。

圖5 不同下墊面暴雨徑流中氮賦存形態(tài)EMCs構(gòu)成

表2 不同學(xué)者的研究結(jié)果總結(jié)

盡管PEMC10與EMCs有明顯不同（校園匯水區(qū)除外），但兩者氮賦存形態(tài)構(gòu)成比例并無(wú)明顯區(qū)別（混凝土屋面和校園匯水區(qū)除外）。在校園匯水區(qū)中，PEMC10中NH3－N比重小于EMCs，可能是由于初始徑流中受下水道原有水流的混合稀釋作用，導(dǎo)致PEMC10中NH3－N比重低而NO3－N比重高。水泥屋面PEMC10的PON比重低于EMCs，可是受到暴雨沖刷作用的影響。

PON是指以顆粒態(tài)形式存在的氮，該部分氮可通過(guò)過(guò)濾、沉淀等手段較容易的去除。交通干道EMCs的PON比例最高，但僅有26%。對(duì)于PON來(lái)說(shuō)，所占比重由高到低依次為交通干道（26%）、水泥屋頂（21%）、校園匯水區(qū)（16%）、商業(yè)區(qū)（12%），這可能與各種用地布局的污染物來(lái)源有關(guān)。交通車輛所排放的污染物是交通干道污染物的主要來(lái)源，包括輪胎磨損、顆粒物散落等，這使得交通干道地表徑流的TSS濃度較高，相應(yīng)的PON的比重也得到了提高；大氣干濕沉降是瀝青屋面污染物累積的主要來(lái)源，由于水泥屋面基本呈水平布置，容易造成污染物在屋頂?shù)睦鄯e，加之清掃不及時(shí)，使得水泥屋頂暴雨徑流中的PON含量處于相對(duì)較高的水平；校園匯水區(qū)的污染物累積主要來(lái)自交通工具、行人活動(dòng)等，但相對(duì)于交通干道來(lái)說(shuō)，校園內(nèi)的交通負(fù)荷明顯下降，這可能是造成校園綜合性匯水區(qū)暴雨徑流中的PON比重低于交通干道的原因之一；商業(yè)區(qū)行人密度高，輕型車輛通過(guò)的頻率較低，污染物主要來(lái)源為行人活動(dòng)、汽車行過(guò)時(shí)產(chǎn)生的污染物，這使得商業(yè)區(qū)暴雨徑流中雖然總氮濃度比較高，但PON比例較低。總體來(lái)看，商業(yè)區(qū)和校園匯水區(qū)PON比重（12%～16%）接近，而交通干道和水泥屋頂（21%～26%）接近。

教師深入介紹赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。之后，學(xué)生代表匯報(bào)問(wèn)題答案，教師對(duì)其進(jìn)行修正，并提出新的問(wèn)題：為什么35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中在沉淀物也能檢測(cè)到較低的放射性？教師引導(dǎo)學(xué)生提出兩個(gè)解決問(wèn)題的假說(shuō)：①物理因素，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的攪拌和離心不夠充分；②也有可能是0.02%的蛋白質(zhì)進(jìn)入大腸桿菌并起了主要的作用。教師進(jìn)一步向?qū)W生說(shuō)明：為了驗(yàn)證假說(shuō)的正確性，赫爾希進(jìn)一步檢測(cè)了子代噬菌體的放射性，不能檢測(cè)到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)。由此證明了DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。

TDN包括DIN和DON，DIN又包括NH3－N、NO2－N和NO3－N。通常情況下，地表水體中的NO2－N含量常被忽略［8］。不同用地類型暴雨徑流的氮賦存形態(tài)構(gòu)成并不完全一致，總體看來(lái)，重慶地區(qū)暴雨徑流中氮賦存形態(tài)中以TDN占多數(shù)（73%～82%），這與墨爾本地區(qū)［7］和 Francey等［12］總結(jié)的澳大利亞?wèn)|南部地區(qū)農(nóng)村居住區(qū)、鋁面屋頂和商業(yè)住宅混合區(qū)3種用地類型的研究結(jié)果十分接近，而澳大利亞?wèn)|南部的商業(yè)區(qū)、中密度住宅區(qū)和高密度住宅區(qū)3種用地類型的TDN比重則稍低于本研究結(jié)果，但仍達(dá)到了50%以上。

DIN（NH3－N和NO3－N）可直接被水藻吸收利用，常被認(rèn)為是水體富營(yíng)養(yǎng)化的最重要驅(qū)動(dòng)因素［16］。盡管交通干道暴雨徑流TN濃度高于商業(yè)區(qū)，但對(duì)DIN來(lái)說(shuō)，商業(yè)區(qū)暴雨徑流的EMCs反而大于交通干道。重慶地區(qū)暴雨徑流中DIN占到TN的63%～82%，其中瓦屋面和商業(yè)區(qū)暴雨徑流的DIN比重可分別達(dá)到82%和76%，與其他研究結(jié)果相比［6－8，12］，本研究中 DIN／TN 處于相對(duì)較高水平。整體上看，Pitt等［6］總結(jié)的美國(guó)暴雨徑流中DIN／TN值（平均46.9%）低于澳大利亞?wèn)|南部地區(qū)（平均53.5%）；美國(guó)DIN／TN最高的為混合工業(yè)區(qū)（68.8%），在澳大利亞?wèn)|南部DIN／TN最高的為農(nóng)村居住區(qū)（62%）（表2），與本研究結(jié)果存在相似之處。

商業(yè)區(qū)、水泥屋面、校園綜合匯水區(qū)、瓦屋面暴雨徑流中氮賦存形態(tài)所占比例最高的均為硝酸根（NO3－N），分別占各自 TN濃度的39%、39%、44%和52%，而城市交通干道的TN濃度中比重最大的組分為NH3－N，占TN的43%。受大氣沉降、降雨質(zhì)量、降雨強(qiáng)度、匯水區(qū)下墊面特性、以及下墊面污染物來(lái)源的影響，降雨徑流中氮類污染物濃度變化很大［7］，此外，氮類污染物在水力輸送過(guò)程中其賦存形態(tài)有一定程度的遷移轉(zhuǎn)化，受匯水區(qū)地形地貌、用地景觀布局、降雨特征、徑流來(lái)源等因素的影響，即使相同的匯水面積，暴雨徑流的傳輸時(shí)間也不同，這也導(dǎo)致了氮類污染物轉(zhuǎn)化程度的不同，因此，應(yīng)當(dāng)針對(duì)具體的環(huán)境特性進(jìn)行深入研究，以為暴雨徑流污染的控制提供切實(shí)的參考資料。

3 控制技術(shù)

城市暴雨徑流中的氮主要以TDN為主，而且可生物利用的DIN為TDN中的主要組分，傳統(tǒng)的城市暴雨管理方式已不能滿足氮的去除要求，如路邊溝坑［17］、快速過(guò)濾系統(tǒng)、以傳統(tǒng)方式構(gòu)建的雨水滯留系統(tǒng)［18］等。因此，尋求城市暴雨的高效脫氮技術(shù)勢(shì)在必行。Taylor等［7］指出，暴雨徑流脫氮系統(tǒng)必須有好氧條件促使硝化反應(yīng)發(fā)生，并兼有足夠的厭氧停留時(shí)間以促進(jìn)反硝化反應(yīng)的發(fā)生，由于硝酸根在總氮中的比例較高，反硝化反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)氮高效去除的關(guān)鍵步驟；Tamara等［9］也指出通過(guò)反硝化作用將氮轉(zhuǎn)化成氣體釋放出去是降低水體中氮含量的最終出路。根據(jù)5種城市用地類型暴雨徑流氮形態(tài)的研究結(jié)果以及“源－過(guò)程－匯”控制城市面源污染的思路［19］，提出城市暴雨徑流脫氮對(duì)策。

3.1 暴雨徑流氮源頭控制

1）綠色屋頂

通過(guò)城市不透水屋面的生態(tài)化改造，構(gòu)建綠色屋頂是常用的暴雨徑流源頭控制技術(shù)之一。大量研究表明，水力停留時(shí)間是影響反硝化脫氮的關(guān)鍵因素［20］。但由于屋頂承重限制，增加暴雨徑流在綠色屋頂中的停留時(shí)間以實(shí)現(xiàn)反硝化往往顯得不可行［9］，綠色屋頂主要是完成了氮賦存形態(tài)的轉(zhuǎn)化而未從水體中脫除氮，因此，綠色屋頂出水可收集回用于城市綠化，這對(duì)于緩解城市用水壓力有重要意義，尤其在北方地區(qū)。綠色屋頂?shù)臉?gòu)建應(yīng)選擇低營(yíng)養(yǎng)鹽含量的介質(zhì)以及耐干旱脅迫能力強(qiáng)的植物，以避免綠色屋頂成為溶解性污染物的釋放源［21］。

滲透路面可廣泛用于廣場(chǎng)、人行道等地點(diǎn)，以促進(jìn)暴雨徑流的下滲，通過(guò)改進(jìn)滲透路面的設(shè)計(jì)也可以起到源頭除氮的作用。如滲透磚下面可鋪設(shè)一層石英砂、粉煤灰等物質(zhì)，以提供微生物附著場(chǎng)所，促進(jìn)硝化反應(yīng)和NH3－N的吸附；在滲透系統(tǒng)底部設(shè)置水流升降設(shè)施，已形成反硝化脫氮的條件等［22］。

3.2 傳輸過(guò)程控制

在暴雨徑流產(chǎn)生源和排水管道之間設(shè)置傳輸系統(tǒng)，避免暴雨徑流直接經(jīng)由排水管道排入受納水體，可有效降低氮濃度［23］。生物滯留系統(tǒng)是常用的傳輸過(guò)程控制技術(shù)之一。該系統(tǒng)是由植物、微生物、回填介質(zhì)、排水系統(tǒng)等組成的陸生生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)植物吸收、微生物作用以及土壤細(xì)小顆粒的表面物化性質(zhì)等的共同作用去除氮。一般說(shuō)來(lái)，增加生物滯留系統(tǒng)深度，或者采取其他措施延長(zhǎng)暴雨徑流在系統(tǒng)內(nèi)的輸移途徑，從而延長(zhǎng)排水時(shí)間，脫氮效果較好，但脫氮效果同時(shí)還受回填介質(zhì)中氮的背景含量、反硝化脫氮電子供體的影響［24］。

3.3 暴雨徑流匯控制

當(dāng)含氮暴雨徑流進(jìn)入受納水體后仍可以采取措施脫除氮。常用的方式有人工濕地、生態(tài)浮島等技術(shù)。人工濕地主要通過(guò)植物吸收和反硝化作用脫除氮，而生態(tài)浮島則主要依賴植物吸收。人工濕地對(duì)氮的脫除效果具有一定的波動(dòng)性，欲維持人工濕地良好的脫氮效果，應(yīng)減少所用填料的氮含量，設(shè)置反硝化反應(yīng)條件，并確保有充足的碳源［9］。

4 結(jié) 論

1）氮濃度研究表明，交通干道暴雨徑流TN的EMCs最高（10.6mg／L），校園匯水區(qū)最低（2.4mg／L）；交通干道和商業(yè)區(qū)暴雨徑流NH3－N的EMCs（3.4～4.6mg／L）明顯大于水泥屋面和瓦屋面（1.2～1.6mg／L），而校園匯水區(qū)NH3－N的EMCs則滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

2）盡管城市不透水下墊面暴雨徑流TN的PEMCs大于EMCs，但氮賦存形態(tài)構(gòu)成并未發(fā)現(xiàn)有明顯區(qū)別。暴雨徑流中的氮以TDN為主（占TN的73%～82%），而TDN中又以DIN為主（占TN的63%～82%）。

3）改良暴雨管理措施可有效提高暴雨徑流中TN的去除率，改良措施的關(guān)鍵為人工創(chuàng)造反硝化所需要的條件，延長(zhǎng)暴雨徑流在控制系統(tǒng)內(nèi)的水力停留時(shí)間，同時(shí)，選擇低氮含量的填料作為控制系統(tǒng)的使用材料。

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