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底泥释放氮磷及重金属是水源水库面临的突出问题。本文以大水深水源水库为主要研究对象，采用实验室模拟的研究方法，模拟水源水库底泥上覆水界面处低溶解氧、低氧化还原条件、贫营养等条件下，探明多相界面环境因子及微生物对磷释放的影响，研究铁、铝、锰等重金属的迁移释放规律，并在此基础上研究磷及重金属之间的相关关系。主要结论如下：（1）水源水库上覆水界面处底泥磷释放转化的影响研究：上覆水处的DO、ORP的降低及微生物的耗氧是导致上覆水环境转变为厌氧还原条件的决定性因素，氧化还原电位（ORP）<0mV的强还原性条件促进了底泥中的磷大量释放，上覆水处的TP、PO43-浓度增大，同时伴随着大量的Fe2+进入上覆水中。底泥释放的磷以Fe/Al-P和IP为主，大部分的PO43-迁移进入上覆水中，占据超过水体中TP的50%以上。底泥中微生物的活动促进了OP的分解和转化，同时微生物吸收上覆水中磷（除PO43-），并在底泥中储存。（2）水源水库底泥磷释放对底泥铁、铝、锰转化的影响研究：厌氧、还原条件下，底泥中Fe/Al-P、IP及铁铝结合态磷会大量释放进入水覆水中，同时伴随着底泥中铁、锰、铝的释放及吸附，总磷（TP）和总铁（TFe）的释放量、释放速率分别达到2.038mg、0.649mg·m-2·L-1和0.806mg、0.257mg·m-2·L-1。对上覆水的磷、铁、锰、铝以及DO、ORP、pH的冗余分析（RDA）显示DO与上覆水P显著负相关，pH与上覆水Al显著负相关，Fe、Mn显著正相关，且Fe、Mn与ORP显著负相关，上覆水Al、P显著负相关。（3）水源水库底泥-上覆水界面处重金属的迁移转化研究：厌氧条件下底泥中Cu、Pb、Cd、Zn、As、Hg等重金属会大量释放到上覆水中，分别以碳酸盐结合态Cu、残渣结合态Pb、碳酸盐结合态及残渣结合态的Zn、有机质结合态和金属可交换态的As、金属可交换态、铁（锰）氧化物结合态、残渣态的Hg为主。Cu、As两种重金属的形态可能会同时发生物理化学的转化，而Cd、Pb、Zn、Hg四种重金属之间存在形态转化。其中DO越低，底泥中结合态的Cu、Zn易于向离子态转化，导致上覆水Cu、Zn离子的浓度升高；ORP越低，底泥中结合态Pb、Cd、As、Hg易于向离子态转化，致使上覆水Pb、Cd、As、Hg离子的浓度升高。