水体富营养化是指水体中氮、磷含量超标而引起蓝藻等大量滋生的一种污染现象。底泥中氮、磷的释放是引起水体富营养化的主要因素,且底泥中有机氮的分解被认为是上覆水中氮来源的主要途径。因此,控制内源氮、磷的释放,修复受污染底泥近在几年越来越引起人们的关注。曝气修复技术因其投入成本较低,见效快等特点,在污染河道的治理过程中被得到广泛的应用。但目前应用曝气技术治理污染河道的过程中主要侧重于氨氮的去除,导致总氮的去除率较低。本文以合肥市受污染河道二十埠河的沉积物和上覆水为研究对象,通过室内模拟的实验方法,分析在不同溶解氧(0.3 mg/L、2.5 mg/L、3.5 mg/L、4.5、mg/L、5.5 mg/L和6.5 mg/L)不同曝气方式(持续曝气、间断曝气)的条件下,上覆水中氨氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N、NO2--N)等氮素形态的变化过程,分析比较不同曝气方式下总氮去除效果的差异性,并利用三维荧光光谱技术检测上覆水溶解性有机物(DOM)的荧光光谱变化规律,分析上覆水中各类DOM的荧光强度与氨氮之间的关系,以期找到一种可以快速表征河流上覆水氨氮浓度变化的方法,从而解决常规化学方法测量要大量化学试剂、易产生二次污染、操作繁琐检、测时间长且反应滞后等缺点;另外也对曝气条件下上覆水总磷的去除效果做了初步的对比研究,以期为城市污染河道的水体修复提供一些可借鉴的资料。在不同溶解氧持续曝气条件下得到结论主要有:(1)在溶解氧分别为2.5 mg/L、3.5 mg/L、4.5 mg/L、5.5 mg/L和6.5 mg/L条件下,随着溶解氧浓度的增加,类蛋白物质的荧光强度均逐渐下降,类富里酸物质的荧光强度均逐渐增加,说明类蛋白物质更易被微生物降解,而类富里酸物质化学性质比较稳定,难以被微生物降解。(2)在曝气情况下,上覆水中亚硝酸盐氮浓度均会出现积累现象,主要是由于水体中游离氨对硝酸菌的抑制作用所产生的,随着游离氨浓度的降低,游离氨对硝酸菌的抑制作用减弱,亚硝酸盐氮在硝酸菌的作用下转化为硝酸盐氮。(3)对上覆水进行持续曝气供氧能够有效的削减水体的氨氮负荷,也可以有效抑制内源氨氮的释放。但是整体对总氮去除率并不是很高,当溶解氧分别为2.5 mg/L、3.5 mg/L、4.5 mg/L、5.5 mg/L和6.5 mg/L时,至实验结束其总氮的去除率分别为50%、41.6%、31%、51.9%和32.5%。在对富营养化水体进行曝气供氧时,持续的低溶解氧曝气更有利于氮的去除。并且曝气供氧也能够有效抑制内源磷的释放,不同溶解氧持续曝气条件下,至实验结束总磷的去除率分别为76.6%、81.4%、82.7%、85.8%和90.3%。在不同溶解氧间断曝气条件下得到结论主要有:(1)间断曝气能够促进受污染河流中氮的释放及氮的有效去除。在曝气阶段DO为4.5 mg/L和5.5 mg/L时,经过间断曝气氨氮和总氮的浓度整体可以达到Ⅳ类水质标准要求;在曝气阶段DO为6.5 mg/L时,氨氮和总氮的浓度整体达到Ⅲ类水的要求。(2)间断曝气对底泥中内源磷的释放也有着有效的抑制作用。间断曝气实验后,溶解氧为2.5 mg/L和3.5 mg/L的实验组总磷的浓度可以达到Ⅴ类水的标准,溶解氧4.5 mg/L和5.5 mg/L的实验组总磷的浓度可以达到Ⅳ类水的标准,溶解氧6.5 mg/L的实验组总磷的浓度可以达到Ⅲ类水的标准。(3)间断曝气条件下,低激发波长类酪氨酸和类色氨酸的荧光强度之和与氨氮的浓度有着良好的相关性。在曝气阶段DO分别为2.5 mg/L、3.5 mg/L、4.5mg/L、5.5 mg/L和6.5 mg/L的情况下,其相关系数分别为r~2=0.980、r~2=0.974、r~2=0.972、r~2=0.966和r~2=0.984。说明利用低激发波长的类酪氨酸和类色氨酸荧光强度之和可以作为间接检测氨氮浓度的一种可行性方法。研究表明,间断曝气相对于持续曝气对上覆水中氮的去除有较好的效果,且利用低激发波长的类酪氨酸和类色氨酸荧光强度之和可以作为间接检测氨氮浓度变化的一种便捷的方法。