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随着城镇化、工业化的快速推进，城镇不透水区域面积急剧增加，径流产、汇流时间缩短、雨水冲刷能力增强，携带大量污染物的降雨径流已成为城镇受纳水体水环境污染的主要来源之一。为了最大限度降低降雨径流危害水体水质的风险，保护水环境健康，除了制度层面的管理外，一定量的工程措施也必不可少。人工湿地技术，作为植物净化系统的代表，因其成本低廉，运行维护简单，在降雨径流污染控制方面有着举足轻重的地位。本研究采用水平潜流人工湿地对城镇降雨径流面源污染进行模拟净化研究，以期为人工湿地在此领域的应用推广提供可行性依据。人工湿地对降雨径流的模拟净化研究表明：COD、 NH4+-N与DO，TN与DO分别存在显著、极显著正相关关系（p<0.05, p<0.01），NH4+-N与pH相关性达显著性水平（p<0.01）。COD、TP及PAHs-菲（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs）的吸附去除在床体前1/4段已基本完成；床体前1/2段，TN及上层NH4+-N去除效率均达81%。纵向上，上层COD、TP、TN、NH4+-N及PAHs-菲去除率分别为底层的1.17~1.36、2.04~2.11、1.40~1.92、1.37~2.30、1.07~1.36倍，纵向上净化效能的差异大于横向。湿地基质酶活性监测表明：沿床体横、纵向上，DHA(Dehydrogenase)、CAT(Catalase)酶活的变化趋势在4个季度内均相似。PPO(Polyphenol Oxidase)活性因菲的存在和降解而增强，其酶活在床体前1/4段较高，后3/4段沿程差异不明显。NR(Nitrate Reductase)活性与NO3--N浓度显著正相关（p<0.01）。相比于DHA，CAT与COD、TP去除负荷的相关性更为显著，更适宜作为湿地系统COD、TP去除效能高低的评价指标。湿地基质微生物群落结构时空分布及种群多样性研究显示：人工湿地微生物群落结构复杂，存在时空差异和动态变化。春夏季的优势菌群多于秋冬季节，冬季最低。同一季度内，微生物种群结构存在空间差异，在夏冬季节表现得尤为明显。微生物多样性指数的空间差异性与污染物去除效能的空间分布规律相吻合，污染物去除效能与微生物多样性存在正相关关系。切胶测序发现，34条优势条带中有30条与数据库中的非培养菌相似，相似度大都在97%以上，部分达到100%，仅小部分在91%~92%左右。优势条带主要集中在变形菌门Proteobacteria sp.(35%)和拟杆菌门Bacteroidetes sp.(21%)中。同时发现有3条条带所对应的菌群可能与菲的降解有关。