生物滯留池是隨著近年來城市洪澇災害頻繁發生而衍生出的比較有效的LID措施之一。隨著城市化進程的推進，城市中下墊面的不透水系數增加，城市中管道的排洪防澇能力不足。因此，人們期望利用城市中的綠化區域設置生物滯留設施來調節雨水對管網的壓力。通過生物滯留設施底部填料對雨水的吸收、過濾功能以達到凈化雨水水質的目的。近幾年對生物滯留設施的研究主要包括三個方面:填料、結構以及植被，其中填料是對水質影響較大的因素。隨著城市化進程的推進，導致城市的下墊面不透水性迅速上升。與此同時，由于城市下墊面透水性下降使得洪澇災害、水資源緊缺以及城市湖泊河流的面源污染等一系列生態環境問題凸現[1]。為了緩解這些城市化進程帶來的負面影響，城市中的生物滯留設施應運而生。通過對不同材質填料的選擇、組合，生物滯留設施對雨水中各種污染物的去除效果也不相同。近年來，通過不斷地篩選填料、優化填料配比，生物滯留設施凈化水質的功能也在不斷強化。

　　1生物滯留池的組成及功能

　　生物滯留設施(也稱生物滯留池)是LID措施(低影響發展的雨洪調控措施)其中的一種。其主要是為了充分發揮城市綠地、道路、水系等對雨水的吸納、蓄滲、緩釋作用，在城市綠化區域種植特定植被的一種生物設施。由于其在延緩降雨徑流、降低污染物負荷方面的良好效果，且造價低、相對較易實施，因此，近年來不斷探索和發展，生物滯留設施已經成為了建設海綿城市的重要保障。生物滯留設施一般包括緩沖帶、蓄水層、有機覆蓋層、植物生長層、植被、排泄層和砂礫卵石層[1]。生物滯留設施最主要的功能就是從水量和水質兩個方面對雨水進行調節。它相當于一個能夠截留一定量雨水的收集器，能夠減少一部分暴雨洪澇期的地面徑流量，同時，生物滯留池內的各組成部分相當于一個過濾器，能夠在雨水下滲的過程中通過過濾、吸附等作用去除一些氮、磷等污染物，從而達到凈化水質的目的。并且，生物滯留池內生長的有一定量的植物，在植物生長過程中會吸收一些水中的有機物、氮磷等作為養分以滿足自身生長需求，這也是對水質的一種凈化。

　　2生物滯留池去除雨水中污染物的原理

　　2.1生物滯留池對污染物的去除原理

　　生物滯留池主要通過滲透、過濾吸附、離子交換、植物吸收以及微生物攝取等協同作用進行脫氮除磷。同時，植物生長需要分解吸收土壤中的有機質，如果在填料中增加處理過后的有機質可以促進植物生長以促進植物對污染物質吸收。

　　2.2生物滯留設施脫氮除磷的機理

　　一般雨水中的磷都以顆粒態磷(PP)和溶解態磷(DP)這兩種形式存在，雨水中的氮主要以氨氮和有機氮兩種形式存在。兩種形態的磷經礦化作用轉成沉積物，然后經填料的過濾、吸附和沉淀作用去除。雨水中的有機氮經過氨化作用轉化成氨氮，氨氮經過好氧硝化作用轉化成硝態氮，也可被土壤顆粒和有機質吸附，最終通過反硝化作用以N2O或N2的形式被去除。當然，生物滯留設施對水質的凈化不僅限于氮和磷，有機污染和重金屬污染也是非常重要的指標。

　　3結果與討論

　　3.1生物滯留設施填料現存的問題

　　海綿城市建設中，存在最大的問題就是填料，一方面是填料的吸附效果是否能達到預期，一方面是經過一段時間的使用后填料層的更換問題。填料層的吸附效果我們可以通過不同填料的結合、配比，或是研制新型高性能材料等方法解決。

　　3.2常見填料類型和幾種新型填料

　　6江西化工2020年第6期DOI:10.14127/j.cnki.jiangxihuagong.2020.06.003一般來說，生物滯留設施的填料有以下幾種:活性炭、沸石、海綿鐵、珍珠巖、陶粒等。除了這幾種常規材料之外，也有一些新型材料已經應用到海綿城市的建設之中。比如，江西省萍鄉市海綿城市建設中采用了透水混凝土作為新型濾層材料。透水混凝土是一種新型多孔透氣性材料，經特定級配的骨料碎石、膠結料、添加劑、水泥、水和摻合料等，按一定比例以特定工藝制成。采用特殊工藝制成的新型混凝土相較于傳統填料具有滲透性強、透氣性好等優點[2]。同濟大學萬哲希，劉雨童，李田的研究表明采用發酵木屑作為植物的有機填料可以顯著降低出水中的有機物含量[3]。該課題組通過兩年的現場實驗對上海市內環高架某路段下方的生物滯留設施進行持續監測，結果顯示基質中木屑降解淋出量在下降，出水中的氮磷均能夠得到有效控制。發酵木屑是指在木屑里加入植物性或動物性蛋白，發酵以后變成小分子，更適宜植物吸收的木屑。在種植花草時加入一定量的發酵木屑作為有機肥料可以促進植物生長。通過以上兩個例子中使用的新型填料和傳統填料的對比，可以發現在生物滯留設施中主要還是利用多孔性填料的吸附特性去截留水中的污染物。同時，填料的改進可以考慮添加一些有機物以促進植物的生長，以提高生物對氮磷的吸收。

　　3.3填料研究方向

　　如果想使用吸附效果較好的填料，比如多孔活性炭，那么相應的成本會迅速上升。何珊，王慧峰，張永祥等的研究中表明:活性炭和蛭石可以作為反應介質，對于復合污染地下水中硝酸鹽和重金屬有較好的去除作用[5]。目前，海綿城市建設中填料的發展，一方面在研究更加疏松多孔、吸附性強的方向前進，另一方面各類研究在不斷嘗試各種新型配比，添加一些相對價廉質優常見的物質以提高材料的綜合性能。在施工中根據工程材料選用原則，要考慮材料的使用性能、工藝性能和經濟性能。填料的選擇在填料效果相同或是效果差別不大的情況下需要優先考慮價格低廉更加常見的的材質。為更長遠的發展考慮，填料層的更換和優化問題更加迫切。生物滯留設施建成后的五到十年之間填料會達到一個吸附飽和的狀態，此時生物滯留設施可能會從一個凈化水質的手段變成城市內水質劣化的污染源。生物滯留池中填料層的更換是一個難題，吸附飽和的填料必須經過統一處理，也必須有一套完整的處理流程以應對生物滯留設施有可能面臨的一系列問題。如果由于吸附飽和問題使生物滯留設施失去了對水質水量的調節能力，那么之前投入的基建費用最終也都付之東流，生物滯留設施也失去了最初的建設意義。

　　4結論

　　綜上所述，生物滯留設施作為一種調控措施，對于城市內水質水量的調節有著很重要的作用，但它的發展過程中仍然存在各種問題需要我們不斷完善。同時，生物滯留池現存的研究結果也僅有實驗室研究和室外研究兩種，尚不足以作為大面積推廣生物滯留設施的依據。想要真正完善這項調控技術，仍需要我們繼續努力。總之，生物滯留設施的研究可以主要從以下幾個方向來考慮:各種新型填料和不同配比之間的影響，高效低成本的填料研發，新的生物滯留設施工藝的研發，從實驗室規模研究逐漸發展到實際綠化工程的運行，理論與實踐相結合，解決徑流雨水在生物滯留設施中凈化的問題，擴大相關研究的實踐意義。

　　《試述不同填料對生物滯留設施效果的影響》來源：《江西化工》，作者：陳會杰