海河流域水资源匮乏,水环境质量持续恶化。海河干流水体和沉积物中污染物的累积给区域生态环境带来很大压力,海河治理刻不容缓。 本研究采用现场调查、布点监测、实验室分析和室内模拟实验等方式,应用环境学、生态学等多学科知识,对海河干流及沿岸沟渠水体中氮、磷营养盐含量,干流不同深度沉积物粒径分布、总磷、有机质、总氮和各形态磷进行分析,了解以上物质在水体和沉积物中污染状况,并以此为基础,设计清淤模拟实验,以期为治理海河找出最佳清淤方案。主要结论如下： (1)海河干流被二道闸分为两段,水质呈现分段特征。二道闸以上干流河段磷含量高于以下河段,可能与早期含磷较多的城市生活生产污水进入海河有关,氮和氨氮含量与之相反,与二道闸以下河段流经农村地区,两岸大量施放的含氮肥料随雨水进入海河干流有关。 (2)海河干流和沿岸沟渠表层水体污染严重,多数采样点氮、磷和化学需氧量含量超出《地面水环境质量标准》V类标准。干流采样点和沿岸沟渠采样点水质相比,除个别采样点外,各指标浓度干流要小于沟渠,个别沟渠污染严重,污染物含量高。 (3)干流八个断面表层沉积物粒径以较粗颗粒砂粒为主(＞52.4％),各断面粘粒含量最少。柱状样底泥粒径随深度增加有增大趋势。 (4)八个断面表层底泥颜色皆为深黑色,散发出恶臭气味,总磷、总氮和有机质含量较高,污染较为严重。柱状样呈明显分层现象,自上而下,颜色由深黑色逐渐变为黑色,最后呈土黄色。 (5)除刑家圈采样点以外,其余三个柱状样30厘米以上底泥中有机质、总氮、可交换态磷、铁铝结合态磷等明显高于以下底泥。不同形态磷含量由高到低依次为钙磷、残渣态磷、铁铝结合态磷和可交换态磷,其中以钙磷为主。 (6)在底泥氮、磷污染严重情况下,通过清除沉积物中污染底泥和置换上覆水能够使水体水质得到很大改善。盐度越高,越有利于氮、磷等物质从底泥中释放出来。模拟实验中,在充分光照条件下的反应器内,氨氮和总磷及溶解态总磷含量明显低于非光照条件,与光照组反应器中藻类植物大量繁殖,吸收氮、磷等营养元素有关。