嵌草铺装系统是一种典型的通过降低城市不透水面积来缓解城市雨水径流问题的LID措施,越来越多地得到应用。由于嵌草铺装系统是由植物、土壤和填料结构组成的复杂系统,雨水径流污染物在进入系统时,会发生一系列的物理和生物化学作用,污染物也会在三个系统中相互转化,因此研究嵌草铺装系统污染物去除机理就变得比较困难。本课题试验研究了嵌草铺装系统对雨水径流污染物去除效果,利用¹⁵N同位素示踪技术探究并且量化了嵌草铺装系统氮的迁移转化规律。1)试验研究植物种类、温度、土壤pH、碳源和降雨间隔对嵌草铺装系统去除雨水径流中的氮磷以及COD污染物的影响。结果表明种植沟叶结缕草、牛筋草和丹麦草三种植物的系统脱氮效果都较好,种植丹麦草的系统除磷效果最好,沟叶结缕草次之,牛筋草最差,系统对COD的去除和种植植物种类没有显著相关性。种植丹麦草的系统在27℃环境下脱氮和去除COD效果较22℃环境下好,而TP的去除与温度没有显著相关性。当土壤pH为6.40⁸.24时,随着土壤pH的增加,种植丹麦草的系统对NO₃^--N和TN去除效果越差,对COD去除效果越好,对磷酸根的吸附效果越差。随着C/N的增加,种植丹麦草的系统对TP和COD的去除效果越好,但是总氮的去除没有显著变化。种植丹麦草的嵌草铺装系统在5d的降雨间隔条件下对径流中雨水TN、TP和COD去除率要分别达到70%、80%和80%以上需要雨水径流在系统中停留17d。2)试验以模拟嵌草铺装系统为研究对象,运用¹⁵N同位素示踪技术研究不同进水C/N比条件下土壤吸附、植物吸收、微生物固定、硝化、反硝化和硝酸盐异化还原为氨（DNRA）作用对氮的去除效果,量化分析氮的迁移转化规律。结果表明:嵌草铺装系统可有效去除雨水中的NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN和COD,去除率分别可达85%、96.3%、85.8%、77.5%;0⁵d时以土壤无机颗粒吸附、植物吸收、微生物同化和硝化反应为主,5¹2d时以反硝化反应为主,12²0d时以硝化和反硝化反应为主;低C/N比条件下,DNRA和反硝化作用较弱,硝化反应较强;随着C/N比增加,硝化反应削弱,DNRA和反硝化作用增强。C/N比对土壤无机颗粒吸附、植物吸收、微生物同化无显著影响。3)试验以模拟嵌草铺装系统为研究对象,运用¹⁵N同位素示踪技术研究不同土壤pH、植物种类和降雨间隔对嵌草铺装系统氮迁移转化过程影响,并将其量化。结果表明分别种植沟叶结缕草、牛筋草和丹麦草的系统对于来自雨水径流中的NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN和COD去除效果都很好。然而,TN的去除与这三种植物种类和一定的土壤pH没有显著相关性。试验表明在5d的降雨间隔条件下,雨水在嵌草铺装系统中停留17天时,雨水径流中TN的出去率可以达到65.8%⁷6.8%。雨水径流进入嵌草铺装系统0⁵d时,氮的转化主要以土壤非生物固定、植物吸收、微生物同化和硝化反应为主,5¹4d主要以反硝化反应和DNRA反应为主。4)试验使用高通量测序技术,研究在嵌草铺装系统去除雨水径流中NH₄⁺-N、TN、TP和COD过程中,微生物的群落结构和多样性变化。结果表明在实验阶段,含量显著增加的五种优势菌属均具有脱氮除磷功能,微生物优势菌属的更替和含量变化与NH₄⁺-N、TN、TP和COD的浓度变化表现出正相关性;随着反应的进行,不同植物的嵌草铺装系统中的微生物物种差异性变大,植物对微生物多样性的影响也更加明显。