雨水生物滞留系统,是一种基于渗透原理的城市雨水径流原位控制措施,有着高效的径流削减能力、水质净化能力和污染负荷削减能力,目前在国内外得到广泛认同和应用。本文以生物滞留系统为研究对象,通过柱状模拟实验,研究了生物滞留系统对路面雨水径流中TN、TDN、NH₄⁺-N和NO₃^--N的去除效果,以及生物滞留系统在降雨后温室气体N₂O和CO₂的排放特征,分别对影响氮素去除效果和温室气体排放的因素进行了探讨。生物滞留系统模拟路面降雨径流实验结果表明,生物质炭添加于传统生物滞留系统中,明显提高了系统对氮素的去除效果和径流量削减能力,且去除效果随生物质炭用量的增加而增加。系统在中、高污染负荷下的氮污染物质量削减率高于低污染负荷,9天左右的落干期可使相同降雨污染负荷条件下的下场降雨氮素削减率达最高值。种植植物对生物滞留系统氮素污染物的去除效果有促进作用。整个降雨过程中,氮素主要以NO₃^--N的形式淋出,NH₄⁺-N的去除效果最好。淹没区的设置明显提高了系统对TN和NO₃^-的去除率,其中NO₃^-的去除率提升较大,NH₄⁺的去除率有小幅度降低。综合比较,生物质炭的适宜添加量为2%。雨后生物滞留系统气体排放实验结果表明,降雨后各装置N₂O与CO₂排放通量的总体变化趋势相反,N₂O峰值出现在雨后初期,之后排放通量随时间逐渐降低直至稳定。CO₂峰值出现在雨后落干期,雨后初期排放通量最低,之后随时间逐渐升高直至稳定。峰值期内,N₂O和CO₂排放通量均随生物质炭用量的增加而升高,生物质炭的添加对N₂O的排放有抑制作用,但会明显促进CO₂的排放,¹⁵N示踪法确定降雨初期N₂O排放通量较高时,N₂O排放的主要来源为反硝化过程。装置BC0在进水主要污染物为NO₃^--N&NH₄⁺-N的条件下N₂O与CO₂的排放量最高,生物质炭改良装置在进水主要污染物为NO₃^--N的条件下N₂O排放量最高。淹没区的设置显著提高了系统N₂O的排放量,抑制了生物质炭改良系统CO₂的排放。落干期对系统N₂O排放的影响明显高于对系统CO₂排放的影响。本次实验的两种温室气体中CO₂是综合温室效应的主要贡献者,N₂O的贡献率不足1%,各处理装置综合温室效应均随生物质炭用量的增加而升高。生物质炭的添加在短期内会促进生物滞留系统温室气体排放的综合温室效应,但2%的生物质炭添加与淹没区的设置,能减小系统N₂O与CO₂的综合温室效应。