我们在实验室范围内报告了城市综合径流(SUR)与多层柱状过滤器所用材料(土壤、砂、砾石和粘土)中的矿物之间的地球化学相互作用,该过滤器模拟了一个无植被的低影响开发(LID)系统。在使用城市综合径流进行了五次8 h渗透循环后,柱状过滤器出口处的铅和锰的平均浓度略有下降,HCO3、SO42-和Na+也略有下降,而Mg增加,Cl、Ca2+和K+仅在出口处可检测到。过滤材料的矿物组成有硅酸盐、含锰氧化物(黑锰矿和水锰矿)、碳酸盐(方解石)、氯化物(钾盐)和硫酸盐(铅矾、黄铅矾、重晶石和七水镁矾)等。PHREEQC模型可用来识别过滤器中发生的地球化学过程。结果表明,过滤材料通过形成次生矿物如菱锰矿(MnCO3)和使铅矾(PbSO4)过饱和来去除城市综合径流中的有害物质,并且它们还可以将离子从上层带进内层(如七水镁矾(MgSO4·7H2O)中的Mg2+和重晶石(BaSO4)中的Ba2+)。我们强调,了解LID系统中的过滤材料的地球化学性质十分重要,因为如果使用不当可能导致有毒污染物向环境中迁移。