本研究是在潮白河再生水水质变化分析基础上做的补充研究。前期研究已证明潮白河水质变化的主要因素是光合作用和反硝化作用,同时研究表明底泥是碳循环中重要组成部分,为进一步揭示底泥在碳循环中的作用。本研究采用实验室模拟方法,通过常规指标检测、气体通量测定以及底泥主要指标测定等方法,探讨了水质变化过程中底泥作用和影响因素。论文取得主要成果如下:1.模拟实验结果表明,密闭系统中底泥和水体中的有机质均可作为碳源参与碳循环,两者物质的量比例约为8:1,底泥降解过程中存在好氧降解和厌氧降解两种方式,两者比例约为5:3,底泥降解速率为26.72mmol m-2d-1。碳循环过程中产物主要以二氧化碳为主,占总产物的71%,甲烷气体释放量占总产物比例22%,碱度升高量占总产物比例7%。反应系统气水界面的二氧化碳溶解平衡状态为不平衡状态,水体释放CO2到空气中,使得反应器中二氧化碳通量升高。2.开放系统中底泥中有机质为唯一碳源,其有机质降解速率为68.06 mmol m-2d-1。底泥降解主要以好氧降解为主,降解主要产物为二氧化碳占总产物的97.5%,次要产物为甲烷气体,水体中的有机质和重碳酸根,分别占开放系统中总产物量的1%、1%和0.5%。开放系统气水界面二氧化碳溶解平衡状态为不平衡状态,水体释放CO2到气体中,使得环境中二氧化碳通量升高。3.模拟实验数据分析表明,pH变化的决定性因素为底泥中的营养物质,营养物质在反硝化过程中消耗[H+],使得水体pH值升高。在模拟实验过程中,反硝化反应消耗的[H+],99%以上来源于碳循环过程碳酸水解生成的[H+],不足1%来源于水分子水解过程中产生的[H+]。密闭系统中,营养物质反硝化大约消耗2*10-3mol/L浓度的[H+],水体pH从8.05升高到8.3;开放系统中,营养物质反硝化大约消耗1*10-3mol/L浓度的[H+],水体pH值实验前后基本维持在8.3左右。