湿地净化功能强大，是自然界自净能力最强的生态系统之一，在全球变化过程中发挥着重要的作用。近年来，农业生产活动导致的非点源污染问题已成为全球关注的热点问题。大量氮磷等营养物质流失进入湿地，增加了湿地负荷，严重威胁湿地生态系统的平衡。如何从水化学的角度研究湿地对水质的净化机理、掌握其净化功能的强度，以维护湿地生态系统安全，是当今社会急需解决的重要问题。本论文以扎龙湿地为研究对象，通过野外监测和室内模拟分析湿地对氮磷的去除效率与规律，运用化学热力学和化学迁移动力学理论探讨了环境要素变化和污染物浓度的改变条件下湿地的净化过程以及对湿地去除氮磷效果的影响，利用水量-WASP水质耦合模型对湿地水质净化进行预测分析并探求湿地的净化功能。　　 本文在充分掌握扎龙湿地区域水化学规律和污染特征的基础上，深入探讨湿地氮、磷组分的输移规律及其与湿地水环境净化功能的关系。根据湿地水环境要素及外界因素变化对氮、磷净化影响的关系试验，分别研究了水深梯度、pH值、Eh值、不同进水浓度以及不同底质对净化过程的影响机理。研究表明：水深梯度、pH值、污染物初始浓度、湿地底质均为控制污染组分衰减和净化的基本因素。①揭示了水深梯度的影响机理，确定了氮、磷组分的净化率随不同水深梯度的变化规律，阐明水深梯度是控制水化学环境条件和组分迁移形式的积极因素，分析了水深梯度变化与水化学环境、组分的迁移形式及转化特征的关系。水深梯度为5-10cm对NO3--N、NH4+-N、TN的净化效果较好，而磷组分的净化率与水深梯度的相关性不明显。②揭示了pH值与氮磷组分净化的关系及对组分输移形式和转化速率的影响。TN、NO3--N、NH4+-N在6.5＜pH＜9的条件下，整体趋势是随着pH的升高而增大。TP在pH为8.5～9.0时去除效果最好。组分易迁移的强度不同，被去除的效果也不同。③进水浓度通过对组分形式转化的阻滞作用和净化能力的限制作用影响湿地水质净化过程。在试验浓度范围内，磷组分的净化率均随浓度增加而增大，当进水浓度较低时不仅不利于除磷，反而出现磷释放现象。COD的衰减率也随浓度降低而降低。具体分析了阻滞因素和机理。④确定了底质因素对氮组分净化的影响程度。底质因素和浓度因素的组合，对NH4+-N、NO3--N、TN去除效率有显著影响。粘土底质对TN、NO3--N去除效果最好，最稳定。高浓度进水时，不同底质对NH4+-N、NO3--N和TN去除效果均较好。而底质因素对磷的净化影响不大。进水浓度因素和底质因素对COD的去除效率都有显著影响。粉砂土去除效果最好，粘土去除效果最差。⑤阐明了不同Eh对组分迁移形式及转化的影响程度和机理。Eh因素和底质因素一起，对NO3--N、TN净化效率都有显著影响。当Eh在-190mV～210mV之间时，Eh较低时三种底质对NO3--N和TN净化效果较好；Eh较高时，更有利于NH4+-N的净化，也有利于对磷的净化，以粘土净化率最高。Eh因素和底质因素对COD的净化效率都有显著影响。Eh较高时，粉砂土净化效果最好，水质的氧化环境有利于有机物的的去除。　　 湿地植被因素是控制湿地水质净化过程中组分形式转化的生物控制因素。湿地水-土壤-植被对氮、磷降解的影响试验研究表明：①芦苇植被加强了水中氮磷组分向土壤耕植层中的转移；②控制了氮磷组分在湿地表层土壤中的空间分布；③促进了水中氮磷组分的生物吸收作用：随着进水TN、TP浓度的增加，芦苇中氮磷的增加量总体上呈现上升的趋势，且TN浓度升高对芦苇含氮量的增加的相关性明显好于TP。　　 通过根据能量降低原理和水溶液中组分的化学热力学平衡关系，对氮各组份之间的热力学反应平衡进行平衡特征值计算，并依据平衡特征值可以对已知环境条件下的氮组分形式演化方向和输移关系进行判断，试验过程与扎龙湿地水实际运行结果相同，氮组分的水化学迁移转化方向由湿地边缘的底泥吸附作用为主向湿地中心的总体转化趋势为：NH4+-N→NO3--N→NO2--N→植物吸收。磷组分迁移的动力学特征表明，有机磷渗组分随水分渗流迁移通过湿地的迁移性能随着土层pH值的升高而降低，有机磷矿化过程遵循一级动力学模式，在粘土层中的矿化率随着粘土pH值的升高而升高。在湿地中滞留时间为16d时，有机磷的矿化率可达到74％以上(pH≥7)，pH=9.0有机磷的矿化率超过90%。有机磷矿化的直接产物PO43-离子浓度随进水pH值的升高微有降低，随时间延长而降低。　　 结合扎龙湿地实际情况，应用水量-水质耦合模型构建湿地水质净化功能预测-评估体系。通过水质模拟值与实测值的对比，证明该模型用在湿地水质模拟方面是可行有效的。模拟并预测了不同TN、TP进水浓度条件下湿地对水质的净化情况，并对扎龙湿地的最大承载能力进行了初步分析。