供水管道在长期的使用过程中,由于化学以及微生物的作用,发生腐蚀与结垢。而当供水条件发生变化时,水体与管垢间的稳态平衡被破坏,从而导致管垢中的铁释放进入水体,造成“黄水”、“黑水”等现象。本文以供水铸铁管和钢管为研究对象,研究了硝酸盐对管道管垢的物理化学特性、细菌群落多样性、铁释放及氮转化的影响,并结合好氧反硝化菌研究了微生物对管道铁释放的影响。主要内容包括以下几个方面:（1）利用扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱分析（XPS）、X射线衍射分析（XRD）、和X射线荧光光谱（XPF）,分析了提高硝酸盐浓度对供水管道管垢物理化学特性的影响。铸铁管和钢管管垢总体看具有相似的分层结构。实验前,铸铁管和钢管管垢的都空隙相对较大,质地较为疏松。实验后,钢管内层呈小球状结构为主,且有针状结构、网状结构保护;铸铁管内层呈紧密的圆球状,有丝状结构保护。铸铁管和钢管外层的结构变得十分致密,并且铸铁管的外层较钢管外层结构更致密。管垢主要由多种物质所组成,主要组成元素为Fe元素和O元素。原始的铸铁管和钢管管垢中存在α-Fe OOH、Fe2O3、Fe3O4、γ-Fe OOH和Fe SO4。提高硝酸盐浓度后钢管内层没有了γ-Fe OOH,以α-Fe OOH和Fe3O4为主,铸铁管内层以Fe SO4和Fe3O4为主。这说明水中硝酸盐浓度突然增加,会促进管垢重组,使管垢结构发生变化,由于稳定的α-Fe OOH和Fe3O4结构增加,抑制了铁的释放。同时,两种管材管垢中Fe3+oxide states与metal oxides的占比升高。（2）利用生物高通量测序,分析了提高硝酸盐浓度对供水管道管垢细菌群落多样性和物种组成的影响。提高硝酸盐浓度会改变钢管和铸铁管中细菌物种丰富度,钢管中变形菌的平均丰富度上升了6%,铸铁管中变形菌的平均丰富度下降了4.20%,并且钢管中硝化螺旋菌（Nitrospirae）含量明显下降,下降了10.80%。同时,铸铁管和钢管管垢上的细菌群落多样性均有所减少。（3）通过静态模拟实验,研究了硝酸盐对供水管道铁释放的影响。提高硝酸盐浓度能够抑制供水管道的铁释放,但是随着硝酸盐浓度的上升,钢管的铁释放抑制效果逐渐减弱。当硝酸盐浓度为30 mg/L时,铸铁管的出水总铁含量最低,为0.11 mg/L,比自来水条件下降低了90.27%;当硝酸盐浓度为10 mg/L时,钢管的出水总铁含量最低,为0.64 mg/L,比自来水条件下降低了85.84%。主要原因是在铸铁管与钢管中都发生了反硝化反应,但由于不同管材中反硝化菌的差异,使得铸铁管中亚硝氮含量较高,钢管中氨氮含量较高。（4）利用好氧反硝化培养基筛选出实际供水管道管垢的好氧反硝化菌,并建立了动态模拟反应器,分析了好氧反硝化菌对管道铁释放的影响。结果表明,好氧反硝化菌对钢管和铸铁管管垢的铁释放都呈现抑制效果。在“20 mg/L硝酸盐+好氧反硝化菌”的进水条件下,铸铁管中的铁释放抑制效果最好,出水总铁浓度为0.14 mg/L,比无菌水条件下降低了99.44%。随着硝酸盐浓度升高,钢管中铁释放的抑制效果有所减弱,其在“10 mg/L硝酸盐+好氧反硝化菌”的进水条件下抑制效果最好,出水总铁浓度为0.19 mg/L,比无菌水条件下降低了91.56%。（5）好氧反硝化菌在不同管材管道中的反硝化产物有所不同。铸铁管中会同时生产氨氮与亚硝氮,氨氮含量最高为0.99 mg/L,亚硝氮含量最高为0.05 mg/L;而钢管中反硝化的主要产物是氨氮,其含量最高为1.28 mg/L。