生物滞留系统中径流雨水磷的迁移转化规律

doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2016.04.019

生态与农村环境学报 ›› 2016, Vol. 32 ›› Issue (4): 639-644.doi: 10.11934/j.issn.1673-4831.2016.04.019

生物滞留系统中径流雨水磷的迁移转化规律

冯萃敏¹, 蔡志文¹, 米楠², 张雅君¹, 钱宏亮³

1. 北京建筑大学城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室, 北京 100044;
2. 中国移动通信集团设计院有限公司, 北京 100080;
3. 北京市市政工程设计研究总院有限公司, 北京 100082

收稿日期:2016-02-25 出版日期:2016-07-25 发布日期:2016-07-26
作者简介:冯萃敏(1968-),女,河北承德人,教授,硕士,从事水资源再利用理论与技术方面的研究。E-mail:feng-cuimin@sohu.com
基金资助:
国家水体污染控制与治理科技重大专项（2011ZX07301-004）

Translocation and Transformation of Phosphorus in Rainwater Runoff in the Bio-Retention System

FENG Cui-min¹, CAI Zhi-wen¹, MI Nan², ZHANG Ya-jun¹, QIAN Hong-liang³

1. Key Laboratory of Urban Stormwater System & Water Environment, Ministry of Education, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China;
2. China Mobile Group Design Institute Co. Ltd., Beijing 100080, China;
3. Beijing General Municipal Engineering Design & Research Institute Co. Ltd., Beijing 100082, China

Received:2016-02-25 Online:2016-07-25 Published:2016-07-26

摘要/Abstract

摘要：

基于生物滞留系统对雨水的处理效果，对其进行模拟径流雨水进水试验，通过连续提取法检测生物滞留系统土壤渗滤介质不同深度（0、5、15、35 cm）处交换态无机磷（Ex-P）、铝磷（Al-P）、铁磷（Fe-P）含量，并监测系统出水TP。结果表明，土壤渗滤介质对Ex-P、Al-P、Fe-P的吸附是从上至下逐层进行、逐层减弱的，Ex-P转化为Al-P、Fe-P，同时Al-P转化为Fe-P，因此Ex-P含量逐层减少，而Al-P、Fe-P逐层累积。系统对径流雨水中TP的去除率在90%以上，其中未被植物利用的TP体现为水-土壤-根系-生物系统内磷的动态平衡。

关键词: 生物滞留, 土壤渗滤介质, 径流雨水, 磷, 迁移, 转化

Abstract:

Based on effects of a bio-retention system on rainwater, a simulation test on rainwater runoff was carried out. With the sequential extraction method, contents of exchangeable inorganic phosphorus(Ex-P), aluminum phosphate(Al-P) and iron phosphorus(Fe-P) in the filtration medium or soil of the bioretention system at different depth (0, 5, 15 and 35 cm) were determined and TP in the effluent of bio-retention system was also monitored. Results show that the adsorption of Ex-P, Al-P and Fe-P by the soil medium decreased with the depth, layer by layer from the top to the bottom. During the process of adsorption, Ex-P gradually transformed into Al-P and Fe-P, while, Al-P did into Fe-P. As a result, Ex-P decreased in concentration while Al-P and Fe-P increased with the depth. About 90% of the TP in the runoff rainwater was intercepted and removed by the system. The phosphorus, not absorbed by plants, remained in the system, being a part of the dynamic TP balance of the water-soil-root-biome system.

Key words: bio-retention, soil filtration medium, runoff rainwater, phosphorus, translocation, transformation

中图分类号:

冯萃敏, 蔡志文, 米楠, 张雅君, 钱宏亮. 生物滞留系统中径流雨水磷的迁移转化规律[J]. 生态与农村环境学报, 2016, 32(4): 639-644.

FENG Cui-min, CAI Zhi-wen, MI Nan, ZHANG Ya-jun, QIAN Hong-liang. Translocation and Transformation of Phosphorus in Rainwater Runoff in the Bio-Retention System[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2016, 32(4): 639-644.

参考文献

[1] 仇保兴.我国城市水安全现状与对策[J].给水排水,2014,40(1):1-7.
[2] 芦晓峰,孙毅,李波,等.城市化进程中雨水资源利用研究[J].水土保持研究,2011,18(3):267-271.
[3] YOHANNES Z N,MAGDALENA U,SEBASTIAN S.Efficiency Analysis of Two Sequential Biofiltration Systems in Poland and Ethiopia:The Pilot Study[J].Eco-Hydrology Hydrobiology,2012,12(4):271-285.
[4] KANG J H,KAYHANIAN M,STENSTROM M K.Implications of a Kinematic Wave Model for First Flush Treatment Design[J].Water Research,2006,20(20):3820-3830.
[5] KIM H,PAUS J,MORGAN J S.Effects of Bioretention Media Compost Volume Fraction on Toxic Metals Removal,Hydraulic Conductivity,and Phosphorous Release[J].International Journal of Environmental Engineering and Management,2004,140(10):1-8.
[6] 袁宏林,魏颖,谢纯德.土壤对城市雨水径流中污染物的削减作用[J].水土保持通报,2015,35(3):112-116.
[7] 张千千,李向全,王效科,等.城市路面降雨径流污染特征及源解析的研究进展[J].生态环境学报,2014,23(2):352-358.
[8] 何卫华,车伍,杨正,等.生物滞留技术在道路雨洪控制利用中的应用研究[J].给水排水,2012,38(增刊2):132-135.
[9] DAVIS A P,HUNT W F,TRAVER R G,et al.Bioretention Technology:Overview of Current Practice and Future Needs[J].Journal of Environmental Engineering,2009,135(3):109-117.
[10] LE COUSTUMER S,FLETCHER T D,DeELETIC A,et al.Hydraulic Performance of Biofilters for Stormwater Management:First Lessons From Both Laboratory and Field Studies[J].Water Science and Technology,2007,56(10):93-100.
[11] HATT B E,FLETCHER T D,DELETIC A.Hydrologic and Pollutant Removal Performance of Stormwater Biofiltration Systems at the Field Scale[J].Journal of Hydrology,2009,365(3):310-321.
[12] 张翔凌,DELETIC A.雨水生物过滤处理技术在澳大利亚的研究与应用[J].武汉理工大学学报,2011,33(11):116-119.
[13] 孟莹莹,陈建刚,张书函.生物滞留技术研究现状及应用的重要问题[J].中国给水排水,2010,26(24):20-24.
[14] 刘芳,侯立柱.土壤渗滤介质系统去除雨水径流污染物[J].环境工程学报,2012,6(12):4294-4298.
[15] 郑爱榕,沈海维,李文权.沉积物中磷的存在形态及其生物可利用性研究[J].海洋学报,2004,26(4):49-57.
[16] 郑刘根,刘响响,程桦,等,非稳沉采煤沉陷区沉积物-水体界面的氮、磷分布及迁移转化特征[J].湖泊科学,2016,28(1):86-93.
[17] 陈永川,汤利.沉积物-水体界面氮磷的迁移转化规律研究进展[J].云南农业大学学报,2005,20(4):527-533.
[18] 周志强,王晓昌,郑于聪,等.复合人工湿地对高污染性河流营养物的去除[J].环境工程学报,2013,7(11):4161-4166.
[19] 李屹,沈剑,林燕,等.土壤渗滤系统中污染物去除效果分析[J].生态与农村环境学报,2013,29(6):738-742.
[20] 颜奕华,李金星,郑子成,等.磷和硅对土壤-烟草系统中铅迁移的影响[J].生态与农村环境学报,2014,30(5):640-645.
[21] 李海燕,罗艳红,马玲.生物滞留设施对地表径流中磷去除效果的研究述评[J].中国水土保持,2014(6):26-32.
[22] 李平,王晟.生物滞留技术控制城市面源污染的作用与机理[J].环境工程,2014(3):75-79.
[23] 向衡,韩芸,刘琳,等.低浓度含磷水体除磷填料的选择研究[J].环境科学学报,2013,33(12):3227-3233.
[24] BORGARD O K,JORGENSEN S S,MOBERG J P,et al.Influence of Organic Matter on Phosphate Adsorption by Aluminum and Iron Oxides in Sandy Soils[J].Journal of Soil Science,1990,41:443-449.
[25] 熊俊芬,石孝均,毛知耘.定位施磷对土壤无机磷形态土层分布的影响[J].西南农业大学学报,2000,22(4):123-125.
[26] 冯萃敏,米楠,王晓彤,等.基于雨型的南方城市道路雨水径流污染物分析[J].生态环境学报,2015,24(3):418-426.
[27] 刘峰,高云芳,王立欣,等.水域沉积物氮磷赋存形态和分布的研究进展[J].水生态杂志,2011,32(4):137-144.
[28] 孙桂芳,金继运,石元亮.土壤磷素形态及其生物有效性研究进展[J].中国土壤与肥料,2011(2):1-9.
[29] 李北罡,郭博书.黄河中游表层沉积物中无机磷的化学形态研究[J].农业环境科学学报,2006,25(6):1607-1610.
[30] 刘素美,张经.沉积物中磷的化学提取分析方法[J].海洋科学,2001,25(1):22-25.
[31] 杨利宁,敖特根·白银,李秋凤,等.苜蓿根系分泌物对土壤中难溶性磷的影响[J].草业科学,2015,32(8):1216-1221.

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Translocation and Transformation of Phosphorus in Rainwater Runoff in the Bio-Retention System

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[1]	常会庆, 朱晓辉, 郑彩杰, 焦常锋, 王启震, 吴杰. 颗粒无烟煤活性炭去除水体中低浓度磷酸盐研究[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(8): 1058-1063.
[2]	吴国平, 高孟宁, 唐骏, 陆海鹰, 吴永红. 自然生物膜对面源污水中氮磷去除的研究进展[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(7): 817-825.
[3]	干方群, 徐子昊, 杨一帆, 秦品珠, 唐荣, 杭小帅. 高岭土对畜禽废水中磷的净化效果及其费效分析[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(6): 795-800.
[4]	刘福兴, 陈桂发, 付子轼, 杨林章, 王俊力. 不同构造生态沟渠的农田面源污染物处理能力及实际应用效果[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(6): 787-794.
[5]	任东, 陈芳, 蒲红玉, 张杨, 李友平. 溶解有机质的光化学行为及其环境效应[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(5): 563-572.
[6]	时宇, 黄黄, 冉珊珊, 刘金娥, 苏海蓉, 余培培. 氮磷添加对互花米草-土壤系统碳分配的影响[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(5): 627-633.
[7]	王一楷, 李振国, 陈志彪. 太湖西部沉积物磷形态剖面分布和成因分析[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(4): 426-432.
[8]	王春雪, 李敏, 陈建军, 舒正文, 李元, 祖艳群, 王昭. 不同牛粪化肥配施比例下水稻田-沟-塘系统的水质及植物特征[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(4): 506-514.
[9]	庞荣丽, 王书言, 王瑞萍, 党琪, 郭琳琳, 谢汉忠, 方金豹. 重金属在土壤-葡萄体系中的富集和迁移规律[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(4): 515-521.
[10]	唐荣, 丁任丽, 郑诗瑶. 磷掺杂石墨相氮化碳的制备及对磺胺噻唑的可见光催化性能研究[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(3): 377-384.
[11]	杨欣妍, 魏儒平, 杨柳燕. 污染底泥制备陶粒及除磷潜力研究[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(3): 368-376.
[12]	姚凯, 敖家林, 徐僡. 花江峡谷岩生草本植物群落及其氮磷计量特征[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(2): 197-204.
[13]	陈三雄, 周春坚, 谢江松, 舒若杰, 廖建文, 常进, 朱世海, 李海东. 广东大宝山矿区堆积土水土流失对重金属迁移量的影响[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(1): 16-21.
[14]	黄莉, 武慧君, 卫凯平, 王晓旭, 陈晓芳. 居民农产品消费系统氮磷流动环境影响分析[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(1): 46-54.
[15]	胡冰涛, 张龙江, 杨士红, 陈玉东, 周慧平. 稻田氮、磷损失与过程监测方法研究进展[J]. 生态与农村环境学报, 2018, 34(9): 788-796.