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城市河流作为内陆主要的水域类型,其污染情况对城市环境有着重要影响。近几年,社会经济飞速发展导致城市化水平日益升高,同时水环境污染问题也随之突显,河流水体的污染更加明显。河流沉积物中存在大量来自城市的氮污染物,能发展成河流污染的潜在污染源。当沉积物中的氮释放到河流水体中时,就会造成城市河流的水体污染。而反硝化作用能够永久性的将沉积物中的氮素去除,是减少河流硝氮(NO3-)的最有效途径。河流沉积物所处的特殊环境,使得发生的反硝化作用有别于其他质地的土壤或者沉积物,河流沉积物的反硝化作用也有着其特点。上海市水域面积大,且存在着各种不同污染特征的河流,河流污染情况直接关系到整个城市的生态安全。所以对其河流沉积物反硝化作用及其主要影响因子的探究有着重要的意义。本研究历时一年,主要结论包括以下几点：(1)上海市河流水体(N03)、铵氮(NH4+)和总有机碳(TOC)含量都表现出一定的空间分布特征,范围分别分布在1.00～1.70mg/L、0～10.54±0.10mg/L和0～112.12 mg/L之间,季节变化上,N03-和NH4+表现为夏季含量低,其余季节较高,TOC季节变化表现为冬季最高,夏秋季其次,春季最低。采样点沉积物含水率和容重都具有一定时空分布差异,范围分别在49%～189%和0.84-2.11g/cm3之间。pH值范围在5.86～7.14之间,整体水平表现为弱酸性。Eh变化范围在-36.50～-190.23mv之间。沉积物有机碳(SOC)变化范围在42.74-208.19mg/g之间,春夏季含量较低,秋冬季高。硫化物变化范围在0.40-117.59ng/g之间。N03--N和NH4+-N变化范围分别在ND-17.46mg/kg和67.65-1642.42mg/kg之间,NO3--N含量较低多次未检出,垂直分布NO3--N表现为随着深度增加逐渐降低,NH4+-N无明显规律。(2)上海市河流沉积物反硝化速率总体水平在1.33±0.29～3.59±1.16mgN·m-2·h-1之间,时空分布和垂直分布上都有明显的规律。季节上,夏秋季节较高,冬春季节较低。夏秋季节反硝化速率分别为2.62±0.36mgN·m-2·h-1和3.03±0.29mgN·m-2·h-1；冬春季节相对较低,分别为2.40±0.13mgN·m-2h-1和2.41±0.37mgN·m-2·h-1。空间上,不同污染特征河流样点沉积物反硝化速率存在明显的区域差异性,主要表现为FX、JS、PT、SJ、PD五个点高,JD、CM、QP三个点较低。垂直0-5cm反硝化速率范围在2.72±0.57-18.78±2.47ngN·g-1·h-1之间,表层0-2cm沉积物反硝化速率较大,深度到达2-5cm以后反硝化速率出现明显的降低。相关性分析发现,上海市河流沉积物反硝化速率与沉积物pH值、SOC含量、含水率和N03-均表现为显著正相关关系(P<0.01),与沉积物Eh值、硫化物表现为显著负相关关系(P<0.01),与容重无相关关系。(3)河流沉积物的反硝化潜力在时间和空间上都表现出一定的规律性,深度变化上也存在着明显的差异,PT反硝化潜力高于污染程度较低的QP河流沉积物；春季两者反硝化潜力最大,PT为800.21±75.42mgN·m-2·h-1约是QP潜力162.89±28.11mgN·m-2·h-1的 5倍；夏秋季节逐渐降低,到冬季达到最低且PT和QP反硝化潜力差距达到最小。垂直深度上潜力范围在5.34±1.74ngN·g-1·h-1～1964.32±176.36ngN·g-1·h-1之间,分布范围很大,最大值出现在春季表层,最小值出现在夏季底层。PT反硝化潜力和沉积物硫化物存在正相关关系(P<0.05)；QP反硝化潜力和Eh值、SOC含量表现为负相关关系(P<0.05)。(4)上海市河流沉积物N20自然产生速率变化于0.66±0.10～2.68±0.58mgN·m-2·h-1之间,季节变化春夏季高、秋冬季节低,其中夏季一般高于春季,秋季均要高于冬季。夏季N2O自然产生速率均值为1.87±0.30mgN·m2·h-1,春季为1.69±0.31mgN·m-2·h-1,秋季为1.28±0.17mgN·m-2·h-1,冬季为0.99±0.12mgN·m-2·h-1。空间上PD沉积物N20自然产生速率最高,均值为1.88±0.35mgN·m-2·h-1,QP和JD两地沉积物较低,其余样点介于中间。N20自然产生速率与沉积物pH值、SOC、含水率和N03-均表现为显著正相关关系(P<0.01),与沉积物Eh值表现为显著负相关关系(P<0.01),容重、硫化物含量无相关关系。(5)上海市河流沉积物脱氮能力强,不同区县年度脱氮量各异,这主要受到河流沉积物脱氮速率以及水域面积的影响。夏秋季脱氮能力高,其脱氮量占年度总量的54.01%,春季和冬季脱氮量稍低,约占年总量的45.99%。上海市河流沉积物反硝化潜力巨大,春季潜力最大占全年的69.22%,夏季和秋季占26.21%,冬季只占4.58%。沉积物表层0-2cm沉积物潜力远大于底层。上海市河流沉积物年度总脱氮量达到近100Gg,基本符合相关研究得出的上海市河网氮输入负荷约70Gg,可见河流沉积物是一个巨大的氮汇以及N20排放源。结合研究结果,合理的治理能够最大限度的缓解上海市河流氮污染。