河流污染状态一般采用化学水质或生物等指标单独描述,目前尚缺少简便易行且可同时从化学与生物角度进行定量描述的指标。河流自净能力是一种笼统的说法,目前尚无定量描述方法,在执行一级A排放标准的条件下,污水处理厂排放水存在污染物浓度低,残留物可生化性差等特点,光谱法虽可获得良好的效果,但难以与生物学过程建立联系,从河流微生物的生理状态的角度分析河流的自净能力鲜有研究,采用呼吸图谱技术有望解决这一难题,但同样需要克服寡营养条件下微生物相关互相呼吸过程测试的稳定性、重现性等难点问题。本研究对渭河流域内自然水体、纳污河及污水处理厂3类水体中有机污染物和微生物呼吸特征进行分析,建立强化污水处理厂与河流自净功能协同作用的河流水质改善的综合评判方法与强化技术措施。主要研究成果如下:（1）根据三维荧光光谱的区域划分法,采用寻峰法对样品的各峰的荧光强度、峰位置及峰面积分析,即可得到河段的水质污染现状。有机污染较轻的水样荧光强度和峰面积均较小,污染程度高对污染程度低的河段的影响分析可以从光谱图的荧光强度和峰面积中捕捉到。（2）UV254、DOC、COD及T峰值均可以用来判定河流有机污染程度的大小,三者之间有较强的正相关性,但所包含的物质种类有差别。渭河干流的T峰值沿程呈现先升后降的趋势,受西安市的影响最为严重。西安市各个河流有机污染程度从高到低排序为:ZH>TP>BH>WH>JH,与周边人类活动程度有关。汛期及污水处理厂出水对河流起到稀释污染物浓度的作用。（3）河流水样的类蛋白荧光强度（T峰、D峰）普遍在节假日高于工作日,这说明西安未来的污水处理需要分散式的污水处理方式。而河流难降解有机物（A峰、C峰）在工作日高于节假日,这说明工业企业废水处理的深度不够或工业废水进入污水处理厂的系统管道不完善。（4）污水处理厂出水COD值24h变化与居民活动强度趋势基本一致,说明居民区进入污水厂的排污管道较为完善。节假日COD值均大于工作日,说明污水处理厂在节假日期间污水处理能力不足,或存在污水厂工艺运行不完善,维护不到位的问题。（5）通过对比分析皂河与灞河在暴雨前后的水温、浊度与光谱数据的差异,明确了皂河长期污染的原因,一是水温较低,二是流速过快,三是流量过小。皂河应采取生态护坡和引入外来水源等生态措施恢复皂河生态系统的功能。（6）以微生物的现场呼吸比例Rs/t=0.3和内源呼吸比例Re/t=0.16为临界值,与荧光T峰值联用,为自然水体、纳污河与污水处理厂3类水体断面的有机污染程度及自净能力的判定提供划分依据,同时为河流水质改善提出强化技术措施。