本研究以齐齐哈尔市氧化塘底泥为主要研究对象,检测底泥中重金属Cr、Pb、Cd、Hg、Cu、Zn、Ni和As的浓度,考察这些重金属在底泥中的分布特征及污染程度,结合各处理单元的运行功能以及8种重金属的浓度分布特点对研究区域进行区块划分(高、中、低浓度区块);采用底泥理化性质、底泥呼吸、底泥酶活、底泥微生物数量及微生物多样性考察重金属对底泥环境质量的影响,运用多元统计分析法,以各主成分特征值贡献率为权重,加权计算各土壤评价指标值,综合判断评价不同浓度区块底泥的质量状况,建立氧化塘底泥污染环境评估体系,为齐齐哈尔氧化塘底泥以及水体水质的生态治理和修复提供科学依据,为该区域的环境恢复提供参考。本研究主要取得如下结果:(1)氧化塘内底泥中重金属Cr、Pb、Cd、Hg、Cu、Zn、Ni、As浓度检测结果显示,所有采样点中重金属含量由高到低顺序排列依次是Zn>Cu>Cr>Pb>Ni>Cd>As>Cr>Hg,Cd浓度显著超过控制标准《农用污泥污染物控制标准》,是研究区域主要重金属污染物。结合各处理单元的运行功能以及8种重金属的浓度分布特点将研究区域划分为高浓度区块、中浓度区块和低浓度区块。相关性分析结果显示,重金属Cd和Pb、Cr呈极显著正相关,说明Cd、Pb和Cr可能有相似的污染来源和污染水平。采用地累积指数法对不同区块重金属污染程度进行评估,结果表明,重金属Cd和Hg污染程度高,重金属Pb、Cr、Cu和Zn也有较高的污染程度,这些重金属可能是造成氧化塘底泥污染和潜在生态风险的主要原因。(2)研究区域底泥pH呈弱酸性;各浓度区块电导率和含水量差异显著(p<0.05),随着重金属浓度的升高而降低;研究区域不同浓度区块有机质含量随着重金属浓度的增加而降低,高、中浓度区块与低浓度区块差异显著(p<0.05);研究区底泥中营养元素如总氮、碱解氮、总磷、有效磷、总钾和速效钾含量均随着重金属含量的增加而减小;研究区底泥呼吸作用随重金属含量的增加而减小,高、中浓度区块与低浓度区块呼吸强度变化差异显著(P﹤0.05);脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、蔗糖酶以及过氧化氢酶在不同浓度区块中的活性不同,在高浓度区活性最低,中浓度区其次,低浓度区酶活性最高。脲酶、脱氢酶和过氧化氢酶在不同浓度区块差异具显著(P﹤0.05)。由此可见,在氧化塘区域特殊的生态环境及复杂污染物影响下,随着重金属浓度的升高底泥环境质量愈发恶化。(3)氧化塘内高、中、低浓度区块底泥中微生物数量细菌>放线菌>真菌,微生物总量随着重金属污染的增加而减少;高浓度区块底泥中共检测到2个菌门,分别是变形菌门和拟杆菌门;与此类似,中浓度区块主要菌群也是变形菌门和拟杆菌门;低浓度区块底泥主要以变形菌门为主。三个浓度区块底泥中变形菌门均为绝对优势菌群;研究区高、中、低浓度区块底泥样品微生物多样性指数平均值分别为3.40、3.58、3.63,均匀性指数平均值分别为0.994、0.993、0.994,丰富度指数平均值分别为30.8、37.4、39.4。(4)低浓度区块底泥中物种α多样性指数显著高于高浓度区块,与此相反,低浓度区块底泥中物种β多样性指数低于高浓度区块;在所有底泥样本中,变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌是主要的门类,拟杆菌门和厚壁菌门能够在高浓度区块中生长良好;在属水平上,未定义的梭菌属、Paludibacter、明串珠菌属和Petrimonas对重金属污染适应性较强,而聚糖菌、脱氯单胞菌属和未定义的变形菌属广泛存在于低浓度区块;高浓度区块中的生物标志物主要有拟杆菌门、厚壁菌门、梭菌目和梭状芽胞杆菌,表明这几类菌属能够在高浓度区块生长良好,具有修复重金属污染的潜力。(5)对各指标综合评价排序后,结果为低浓度区块>中浓度区块>高浓度区块,表明重金属浓度对底泥质量的影响十分显著,变化明显,随着重金属浓度的升高,高浓度区块底泥质量急剧恶化。