生物滞留技术通过控制径流污染、削减径流体积和洪峰流量对面源污染有很好的径流控制效果。与此同时,人们在过度追求自然积蓄和雨水径流总量控制的同时,改变了雨水径流的下垫面及污染特征。径流污染物由传统模式上在某一面上消纳,逐渐转化为集中入渗,大多数污染物被上层填料吸附,逐渐达到饱和状态。这些污染物就会转移至填料内部并不断积累,不仅影响系统的正常运行,甚至给附近土壤、地下水带来安全隐患问题。本研究结合现场监测与试验研究,以传统和改良填料的生物滞留设施为研究对象,采用重金属污染指数法评价生物滞留设施运行所存在的污染风险,同时定性分析径流污染物在设施内短期积聚特点以及对酶活性、微生物群落结构的影响。主要研究成果如下:(1)生物滞留设施在短期运行期间,受到的重金属污染较轻微,其中镉带来的污染程度最严重;从不同设施来看,处理路面雨水的植生滞留槽受到污染较其他设施严重。(2)填料的理化性质在监测设施和实验装置中变化特点如下:实际运行的生物滞留设施内填料理化性质的变化情况受外部因素影响较大,尤其是含水率和重金属;总氮的变化也因位点的差异而存在不同;总有机碳在非汛期减少;总磷含量在原位点呈减少趋势,在生物滞留设施内非汛期增加,汛期后又减少;氨氮和硝氮的变化趋势和生物滞留设施内的总磷一致。配水实验后,含水率呈种植土>BSM+5%WTR>BSM的趋势;氮素、总有机碳、总磷含量均增加;镉、铜整体是增加的趋势,而锌的含量在#5和#6减少。(3)配水试验后,酸性磷酸酶的量均减少,脲酶活性增强,蔗糖酶表现出不同的变化规律,但总体达到相似水平,脱氢酶的变化可能受进水水质的影响,在#1～#3和#4～#6滤柱内变化趋势相反。土壤酶与填料理化性质以及重金属含量相关性结果显示,脲酶受绝大多数指标影响,pH对酶活性影响较小,总有机碳、总氮和总磷对酶影响较大。三种重金属中,铜对酶活性基本没有负相关影响,锌和镉对土壤酶活性有抑制作用。(4)从现场监测和小型试验两部分来看,短期的径流雨水进入设施后微生物优势菌门的种类没有发生变化,变形菌门(Proteobacteria)是生物滞留设施的优势菌门,酸杆菌门(Acidobacteria)则是原位点的优势菌门。属水平上,现场监测设施三次采集的样品中属水平相对丰度>1%菌属数由21种减少到17、16种;试验前鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)相对丰度最大,试验后节杆菌属(Arthrobacter)取代它成为丰度最高的菌群,铜绿假单胞菌(Pseudomonas)、马赛菌属(Massilia)、芽孢杆菌属(Bacillus)和Reyranella的变化受进水水质影响。(5)微生物门水平相对丰度与环境因子的冗余分析结合填料理化性质以及重金属与微生物属水平相对丰度的皮尔逊相关性分析结果表明,pH影响微生物群落结构程度不明确,总有机碳、总磷和含水率是影响较大的三个因素,重金属对微生物群落结构有影响,不同重金属影响程度不同,同一种重金属对不同微生物影响不同。