随着城市化和工业化的快速发展,城市内涝和城市径流污染成为普遍问题。生物滞留设施能有效削减雨水径流水量并净化雨水径流污染物。本研究基于青岛市地表径流水质特征,选取滨海城市常见废弃物牡蛎壳和海螺壳作为主填料,构建了新型生物滞留设施,研究了该设施对雨水径流常见污染物的去除效果,并利用高通量测序和三维荧光技术进一步探究了污染物的去除机理,主要研究成果如下:（1）通过15次模拟降雨探究五组生物滞留装置对污染物去除效率,发现海螺壳-牡蛎壳生物滞留装置可有效降低径流中总磷（TP）的浓度,装置的出水浓度在0.02～0.06 mg/L之间,低于0.1 mg/L,满足《地表水环境质量标准》Ⅱ类要求。与对照组（BK）相比,添加海螺壳对去除径流中的氮素有积极作用。在提高氨氮（NH4+-N）污染负荷后,CM、CB组（海螺壳分别位于牡蛎壳中间、底部）仍有较高的处理效率。此外,四组含有海螺壳的装置在底部出水中均检测不出硝态氮（NO3--N）。在不同进水浓度下,COD的去除率在装置运行后期也趋于稳定。（2）设置六个前期干旱工况（干旱1天、3天、6天、9天、15天和30天）探究前期干旱天数（Antecedent Dry Days,ADD）对海螺壳-牡蛎壳生物滞留装置去除污染物的影响。结果表明,ADD的变化对TP的去除效率没有显著影响,NH4+-N的去除效率随ADD的增加呈现先下降后上升的趋势。对于添加海螺壳的生物滞留系统,NO3--N的去除效率几乎不受干旱时间的影响,但当ADD达到30天时,生物滞留系统对于NO3--N的处理效率均有下降,但CM、CB组相比其它组相对稳定。由此可见添加海螺壳可以有效降低长期干旱对于生物滞留设施运行效果的影响。（3）利用三维荧光技术并结合荧光参数分析,探究生物滞留设施运行期间出水可溶性有机物（DOM）的来源、组成和变化,并将沿程水质与DOM各荧光区域体积积分、荧光参数进行相关性分析,结果表明生物滞留装置出水DOM主要为内源,NO3--N去除过程中会使30-50 cm填料层出现微生物代谢产物累积,在50-75 cm反硝化过程可利用上层代谢产物,进而降低DOM荧光峰强度。（4）采用高通量测序分析不同装置和同一装置沿程微生物群落的多样性、差异性和物种组成,分析污染物去除机理。结果表明添加海螺壳的装置不动杆菌属（Acinetobacter）、假单胞菌属（Pseudomonas）、黄杆菌属（Flavobacterium）均为优势菌属,上述菌属均被证明为反硝化功能性菌,可高效去除系统中NO3--N。不同层次生物滞留系统中微生物种群差异性显著,在门和属水平上,每层的优势菌种不同,土壤层（CM-S）的优势菌属可降解水体中的有机物和摄取磷,贝壳填料层（CM-O）有利于反硝化反应的进行,砂砾层（CM-B）可有效降解有机物。（5）实际工程中建议将海螺壳层放置在牡蛎壳填料的中间位置,在形成有效淹没区（反硝化区域）的同时,增强牡蛎壳生物滞留系统抗冲击负荷的能力,延长生物滞留装置的服务期限。