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路面径流污染是我国城市面源污染的主要来源之一,路面径流中有机污染物和重金属等污染物浓度较高。然而部分路面径流只是通过简单的人工河道堤岸后直接进入城市河道中,由于先前的人工堤岸是针对防止水土流失和加固堤岸的目的而设计的,对水质净化的能力较差,导致部分路面径流污染河道或是自然水体。针对目前人工生态堤岸水质净化能力较差的问题,本文在传统型生态混凝土的基础上研制一种以吸附材料为骨料的新型多介质生态混凝土,使其在具有传统型生态混凝土功能的前提下,强化其水质净化功能和植物亲和性,加强人工堤岸的生态性能,加强其景观性。在路面径流中,有机污染物的主要组成部分是溶解性有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)。众所周知,由于DOM结构复杂且存在大量的活性官能团(如羧基、羰基、羟基、酯类等),致使其与水体中共存的金属离子(如铜、镉和铅等)有很强的络合能力,从而影响金属离子在水中的形态结构、分布和迁移转化、以及金属离子的生物有效性。本文以新型多介质生态混凝土作为实验介质,在研究其基本的物理化学性质基础上,着重研究其水质净化能力(对COD、TN、TP和金属离子的去除效果),并分析DOM在介质中的形态结构变化,还深入研究了DOM与重金属离子在生态混凝土介质中的作用机理。对全面了解新型多介质生态混凝土提供参考,并为科学的评价DOM对水环境的作用提供科学依据。本研究首先通过正交实验确定新型多介质生态混凝土的最佳配合比为火山岩:陶粒:活性炭:微米铁=8:2:2:1。同时在借鉴传统型生态混凝土的成型工艺的基础上研制出一种4步搅拌的“预包裹”技术,成功制备出符合实际需要的新型多介质生态混凝土。其孔隙率为19.7%,在28天后的抗压强度达到7.9MPa,20次冻融循环后骨料损失率达到3.2%,各项理化指标与20-40 mm粒径的传统型生态混凝土接近。此外还在相同条件下对比了不同生态混凝土的植生性能,实验结果表明新型多介质生态混凝土的植物亲和性明显强于其它类型的生态混凝土。通过对比不同类型生态混凝土的水质净化能力发现:新型多介质生态混凝土较传统型生态混凝土对COD、TN、TP、Cu2+、Cd2+、Zn2+和Pb2+的去除率分别提升了24.60%、16.91%、26.68%、40.16%、28.75%、23.41%和15.60%。本研究还利用多种光谱技术对水中DOM进行分析,结果 发现新型多介质生态混凝土对水体中类蛋白物质的去除效果明显好于传统型生态混凝土的去除效果。最后本文通过荧光淬灭滴定(Fluorescence Quenching Titration,FQT)实验配合平行因子(Parallel Factor,PARAFAC)分析研究了DOM与重金属离子(Cu2+、Cd2+和Pb2+)的相互络合机理。研究结果显示所有样品均被成功分离为3个组分,其中Cu2+与类蛋白组分的络合能力较强,Cd2+和Pb2+与类腐殖酸类物质的络合效果较好。通过二维同步光谱可以发现经生态混凝土处理过的水样比原水样更容易受到金属离子浓度变化的干扰;通过二维异步光谱可以发现较大峰值处代表的波长区间段优先与重金属离子发生络合。同时计算出不同络合点位对应的络合常数(LogK)发现,DOM分子中与重金属离子络合能力强弱与络合顺序成正相关性。