过去几十年，中国由于经济的持续增长和快速的城市化，被称为“城市化的实验室”。同许多发展中国家一样，由于环境设施的不完善和分配不均，中国城市化造成了严重的水体富营养化和水质退化。在中国，存在不同城市化水平的城镇/城市，使得采用“空间换时间”的方法来研究水环境质量的城市化效应成为可能。我国城市化造成的水环境退化的案例研究可为具有类似环境问题的其他发展中国家提供参照。　　 本研究选取京杭大运河江南段不同城市化水平的城镇/城市段为对象（包括1个农田、3个城镇、2个小型城市、3个中型城市和1个大型城市），在调查地表水和表层沉积物环境质量特征的基础上，引入城市人口和经济发展指标初步探讨了水环境质量的城市化效应。同时，选取四个不同城市化水平（规模）的代表性城镇/城市和农田段为研究对象，探讨城市化梯度下沉积物吸附特性及城市化效应。此外，采用地累积指数（Igea）、潜在生态危害指数(PERI)、风险评估编码(RAC)、沉积物质量基准(SQGs)，并引入基于“地表水一沉积物”连续体的环境容量评价法，对京杭大运河江南段表层沉积物重金属污染进行了生态风险评价。主要的结论如下：　　 (1)京杭大运河沿岸城镇/城市段地表水质量因营养盐而严重退化，重金属存在一定风险。依据国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)，以总N为参照地表水属于V类水(2mgL-1)；以总P为参照地表水则属于Ⅳ类水(0.3mgL-1)，因此地表水处于富营养化状态。虽然地表水溶解态的重金属均优于国家地表水标准，但均高于美国EPA的CCC(Criterion continuous concentration)限值。城镇/城市段表层沉积物养分元素、重金属含量略低于或相当于同类研究。表层沉积物C:N比大于10，具有显著的城市源特征，而沉积物重金属高比例的可交换态和铁锰氧化物结合态也表明重金属的外源输入特征。地表水和表层沉积物的污染物与当地的工业活动密切相关，例如制革、铜回收、发电与货船航运等行业活动。　　 (2)水环境质量随着城市化水平的提高而得到显著改善，城市环境管理效能随着城市化水平提高。城镇/城市指标主成分l与地表水环境参数(DOC、Cl-、盐度、NH4+、全N、p043-、溶解态Cu、溶解态Mn、溶解态Cr)和表层沉积物环境参数(C、N、S、Fe、Mn、Cu、Zn、Cd和Cr)呈显著的负相关(P<0.05)。　　 (3)城市源的沉积物具有良好的吸附特性。城镇/城市段的表层沉积物吸附能力显著高于农田段。吸附铜的能力表现为：中型城市(7.51mgg-1)>小型城市(6.86mg g-1)>大型城市(6.24mg g-1)>城镇(4.83mg g-1)>农田(4.24mg g-1)；吸附铅的能力表现为：中型城市（11.59mg g-1）=城镇(11.59mg g-1)>小型城市(11.20mg g-1)>大型城市(10.92mgg-1)>农田(8.68mg g-1)．吸附平衡液中Fe、Mn等离子浓度随着初始Cu/Pb浓度的变化而变化，提供了铁锰氧化物在吸附过程中扮演着重要角色的直接证据。　　 (4)现有常规生态风险评价与基于“地表水—沉积物”连续体的环境安全容量评价法结果完全相反。地累积指数（Igeo）显示：所有采样段表层沉积物Cd、Pb、Zn污染较严重，5种重金属Igeo顺序大致为：Cd>Pb>Zn>Cu>Cr:其潜在生态风险因子(Eri)大小顺序为：Cd>Pb>Cu=Zn=Cr，其中Cd为最主要的贡献因子；而风险评估编码(RAC)显示所有采样段重金属污染非常严重，存在极高的生态环境风险：沉积物质量基准商(mSQG)则认为所有采样段均在低-中优控等级以上，其中崇福段属于高优控等级。常规的生态风险评价已表明研究区域沉积物重金属存在较高的风险。但基于“地表水-沉积物”连续体的环境安全容量评价法则认为研究区域沉积物重金属不存在风险，这说明生态风险评价应将地表水纳入评价体系；同时，我国地表水环境质量标准需要重新审视，应制定更加严格的标准。但这仍需要以自然水体为吸附介质进行验证，从而得出水环境“二次污染”的风险阈值。