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古运河（镇江段）作为流经镇江市区的一条重要河流，水质受到不同程度的污染。但目前对其的治理效果还不是很明显。本文为积累水环境酶学指标基础数据，为解决城市河流污染问题提供参考，并揭示古运河的表层沉积物微生物群落分布特征及规律。可对古运河沉积物的生物修复和开发新型河水污染生物治理技术提供理论依据。本研究以古运河（镇江段）表层沉积物为研究对象，测定表层沉积物中碱性磷酸酶活性、硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性的时空变化，研究了三种酶活性与河流表层沉积物中氮磷阴离子浓度及上覆水水质的相关性。结果表明镇江古运河表层沉积物中碱性磷酸酶活性、硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性具有显著的时间和区域性差异，枯水期（12月）各酶活性较高，分别介于0.29-0.32mg/(g24h)、0.13-0.19mg/(g24h)、3.05-5.21mg/(g24h)；丰水期（5月）各酶活性较低，变化范围分别为0.18-0.29mg/(g24h)、0.08-0.14mg/(g24h)、2.95-3.64mg/(g24h)。冗余分析显示，古运河表层沉积物酶活性在枯水期差异较大，丰水期差异较小；各酶活性与其相关离子浓度呈显著正相关（p＜0.05），且硝酸还原酶和亚硝酸还原酶对上覆水的水质有显著性影响。采用4-氨基安替比林直接光度法测定了其不同位点沉积物中的挥发酚含量，就整体而言，挥发酚浓度枯水期＞丰水期，就区域而言，A＞B＞C。并运用磷脂脂肪酸(PLFA)技术分析了表层沉积物微生物群落结构多样性，共检测出16种PLFAs，检测到的PLFAs从C13到C20。PLFA分析结果表明，A位点中微生物PLFA总量最高，主要为细菌和真菌；冗余分析表明挥发酚污染度对沉积物微生物群落结构有一定的影响。变性梯度凝胶电泳（DGGE）图谱及重金属含量分析表明，表层沉积物中重金属元素Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量存在时空差异，且污染严重。冗余分析表明表层沉积物中微生物群落遗传多样性的时空差异性较大；重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Zn及Ni对所有沉积物微生物结构的影响都各不相同。从古运河沉积物中筛选出一株以苯酚作为唯一碳源和能源，且生长良好的强降酚菌株，经16S rRNA基因测序比对，发现该菌株为Pseudomonas sp.。进一步探讨了pH、培养时间及营养液稀释倍数对该降解菌降酚性能的影响。结果表明，该降解菌降酚率最高达98.87%，低于国家一级排放标准。