东江是广东省及香港特别行政区重要的饮用水源,其水质的好坏直接关系到广州、深圳、香港等城市的人民生活和经济发展。近年来,随着经济的快速发展和城市化进程的加快,大量富含氮的生活和工农业污水排放进入东江,已影响到东江干流的水质。氮的超标排放会造成水环境质量的下降,导致水体发生富营养化。同时,大量进入河流的氮蓄积在沉积物中,引发的内源性污染问题也日益突出,引起了国内外学者的广泛关注。因此了解流域内氮各形态的含量及分布状况,探讨沉积物中氮的释放特征及迁移转化规律,研究了沉积物-水界面氮的交换通量和影响因素,对控制东江干流的污染状况,合理保护东江优质水源具有重要意义。以东江干流(惠州段)为研究对象,在自然环境调查的基础上,于2013年6月~2014年3月在东江干流(惠州段)选取6个采样点进行采样,研究了东江干流(惠州段)水体氮的含量,进行水质评价,测定沉积物-水界面氮的交换通量,并进行了不同影响因素下的实验室模拟试验,分析了沉积物-水界面氮迁移转化的影响因素,主要得出以下结论:(1)东江干流(惠州段)水质大部分时间状况良好,其中TN水质较差,基本满足Ⅳ~Ⅴ类(湖、库,以N计),有些点位为劣Ⅴ类;氨氮浓度普遍不高,大部分时间采样点的值均小于0.5mg/L,水质基本满足Ⅱ类要求;硝氮浓度的变化范围为1.28~2.22 mg/L,水体中亚硝氮含量较低,浓度变化范围为0.001~0.071mg/L。采用内梅罗综合指数法对水体氮进行评价,结果表明:硝氮是水体的主要污染物,属于轻度污染;氨氮和亚硝氮属于清洁状态,其中亚硝氮清洁度较高。(2)东江干流(惠州段)沉积物-水界面氨氮全年交换通量均为正值,表明东江干流(惠州段)沉积物作为氨氮的源。硝氮、亚硝氮表现为各点位交换通量均较小。在交换通量模拟试验中,初始阶段沉积物中的氨氮迅速向上覆水释放。随着实验时间的延长,氨氮在沉积物与上覆水之间的交换减慢,氨氮的交换通量逐渐减小。硝氮在沉积物与水界面的交换通量与氨氮变化不同,硝氮的交换通量较小,且沉积物并不是一直作为硝氮的源或汇,而是多次出现汇源转换。(3)沉积物-水系统交换通量模拟试验表明:随着温度的升高,水体矿化产生的氨氮增多,同时消耗了溶解氧,阻止了硝化反应的进行。厌氧条件氨氮的释放速率高于有氧条件下的速率,有利于沉积物中氨氮的释放。硝化和反硝化作用作为沉积物-水系统氮素迁移和交换的主要过程,其发生同时受到溶解氧的限制。pH值越低,水体中氢离子的浓度越大,交换作用增强,沉积物中释放的氨氮就越多,加重上覆水中的氮素负荷,相反氨氮交换量减少;在碱性条件下,水体中氨氮减少,氨氮在沉积物和水体之间的浓度梯度增大,加速了氨氮从沉积物中的释放速率。综上结果表明,硝氮是上覆水主要的污染物,沉积物是氨氮重要的内在污染源。在沉积物中溶解氧不足条件下,硝氮被还原造成沉积物中氨氮浓度升高,沉积物成为氨氮的源。温度升高、溶解氧降低以及过酸、过碱条件均有利于沉积物中氨氮的释放。