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黑臭水体目前已成为中国重要水体污染类型之一，其通常发生在湖湾、河口以及一些入湖河道。大量的研究表明黑臭水体的发生与底泥（底质）环境密切相关，其是在有机质分解、水动力扰动等复杂的水环境条件下形成。黑臭水体区域底泥还原性硫含量高、内源氮磷污染严重，对水生系统的健康起到严重的威胁，因此必须采取相应的措施进行治理。基于环境功能材料的原位修复已经成为国际上的研究热点，且成为水体底泥原位修复的主要技术之一。 本文以巢湖南淝河水体黑臭易发区黑臭底泥为研究对象，拟采用专属的环境功能材料对底泥硫以及内源营养盐进行原位治理，并评估其效果。针对黑臭底泥中还原性硫(AVS)含量过高的问题，本文基于氮硫厌氧反应的原理，详细研究了外投加电子受体（硝酸根）对底泥AVS的氧化机理，并确认了最佳反应剂量。基于此，以聚丙烯酸酯为包膜材料，采用高温塔式包膜设备，制备了颗粒态底泥硫氧化剂，并对材料进行组分以及微观表征，通过室内培养实验研究制备的缓释型硫治理剂对底泥中还原性硫的治理效果。针对底泥内氮磷污染的问题，以铝负载凹凸棒颗粒（ATP）和改性沸石为原料，研究长周期条件下的底泥氮磷释放控制效果，并与传统的底泥疏浚、原位曝气进行比较。主要结论如下: (1)底泥还原性硫AVS的去除效果与电子受体硝酸根的投加基本成线性关系，当硝酸根投加量为1.6a以上（a为理论投加量）时，对底泥中AVS的氧化效率可达到90％以上，因此硝酸盐最佳投加量为1.6a;温度升高会加快底泥内NO3--S反应速率，但缩短了硝酸盐的持效性，温度低时由于底泥内硝酸盐残留量多，会引起氨氮释放增加。二价铁会降低AVS的去除率，并促进氨氮的大量释放。有机质含量对NO3--S反应速率无明显影响，但有机质含量高时会引起AVS的迅速反弹。微生物在硝酸盐修复黑臭底泥过程中起主要作用，硫自养反硝化菌大量繁殖利用AVS生成硫酸盐，物理化学反应可以消除一部分AVS，但反应速率慢且未将AVS转化成硫酸盐。 (2)室内试验表明，聚丙烯酸酯包膜后的硝酸盐颗粒，在24天内累计释放80％的硝酸盐，达到了缓速释放的效果。底泥培养修复试验表明，缓效型硝酸盐颗粒可逐步氧化底泥中的还原性硫AVS，且伴随着底泥中氧化还原电位的逐步上升，在修复过程中未出现AVS含量反弹的现象。研究表明，在相同投加量下，缓释材料修复底泥硫效果好于未缓释材料，投加量为1.3a时即可满足底泥修复需求。 (3)长周期底泥氮磷控制实验表明，各处理措施对底泥内源氮磷控制均有一定效果。整体而言，对上覆水体中磷酸盐的削减效果从大到小依次为:铝负载凹凸棒＞疏浚＞phoslock＞曝气，而对总氮和氨氮的削减效果排序为:铝负载凹凸棒+改性沸石＞phoslock+改性沸石＞曝气＞疏浚。对于底泥氮磷形态控制效果而言，底泥疏浚可降低表层底泥中可移动磷的含量（弱吸附态磷、铁磷、有机磷之和），但对其他磷形态基本无影响，新生表层底泥内弱结合态氮含量较高，易向上覆水中释放。原位曝气法可削减表层底泥中可提取态氨氮的含量，但对底泥磷形态组成无影响。材料修复组中，铝负载凹凸棒+改性沸石、phoslock+改性沸石均可以有效削减表层底泥中的可移动磷含量，削减比例分别达30％和18％。材料添加组中底泥可提取态氨氮含量明显增加，是对照组的2.16、2.69倍。此外，研究还发现底泥中材料活性层会随着时间逐步下移，其中120天可下潜4cm左右，这主要是由于高强度的底栖生物扰动所致。 (4)短期的生物扰动实验表明（35天），底泥内源磷的控制受生物扰动影响较大。在无生物扰动作用下，铝负载凹凸棒和phoslock均可有效控制上覆水体中总磷以及磷酸根的浓度，削减比例分别达85％、88％和83％、87％，对于0-1cm底泥内可移动磷的削减比例分别可达61％和79％。生物不断扰动掩埋修复材料，致使材料对上覆水中磷的去除效果减弱。在生物扰动作用下，铝负载凹凸棒和phoslock对0-1cm处底泥中可移动磷的削减效果未有显著变化，但1-2cm处削减效果分别增加了17％、22％。 总体而言，用缓释型硫治理剂可有效削减底泥中还原性硫的含量，并能提高底泥氧化还原电位等指标，形成良性生境。基于环境功能材料的底泥内源原位修复，可减少上覆水体中氮磷的浓度、界面释放通量，削减底泥可移动磷的含量，增强底泥对氨氮的固持作用，然而高强度的扰动会造成活性材料的下潜，因此底泥原位修复过程中，应关注底栖生物扰动的作用，采取合理的材料播撒频次至关重要。