南方城市河道水体黑臭现象是目前亟须解决的问题,主要原因是底泥中的硫化物、亚铁和氨氮等致黑臭物质使水体呈现黑臭现象。通过在底泥中投加硝酸钙原位氧化黑臭污染物已经成为一种有效的底泥原位修复技术。然而现有的研究主要集中在硝酸钙的投加剂量和氧化效果上,对工程应用上硝酸钙在底泥中的具体投加方式和迁移扩散规律还缺乏系统的研究。因此,本研究选择南方城市河道黑臭底泥作为研究对象,在前期确定硝酸钙最佳投加量的基础上,探究了底泥中不同频率的混合投加方式、管式给药投加方式及该过程中硝态氮的迁移转化规律、铁硫氧化特征和微生物群落结构变化,进一步明确新型硝酸钙投加方式的可行性,为后续硝酸钙治理底泥黑臭提供新的参考依据。本研究结果表明:（1）采用不同频率的硝酸钙投加方式模拟硝酸钙在底泥中缓慢释放的氧化效果,结果表明不同的释放浓度会对底泥的氧化过程产生不同的影响。当释放的硝酸钙浓度较高时（800 mg/L以上）,对硫化物和亚铁的氧化效果最好,可以在20天内将全部硫化物和亚铁氧化至最低水平,使底泥颜色由黑色变成黄褐色,且在两个月内不发生再生现象。证明采用缓慢投加硝酸钙的方式需要控制硝酸钙浓度在合理的范围之内才能起较好的效果。（2）采用新型管式给药投加装置投加硝酸钙修复底泥可以在氧化硫化物和亚铁的同时克服传统注射方式的硝酸钙利用率不高和无机氮容易污染上覆水体的缺点,具有较好的可行性。主要体现在,底泥采用管式给药投加硝酸钙后,底泥中的硫化物和亚铁在10天内分别被氧化了83.77%和39.64%,底泥的ORP从-250.00 m V上升至-41.67 m V。同时在一个月后,泥底上覆水均无氨氮、硝态氮和亚硝态氮大量累积的现象发生。通过观察该修复过程中底泥微生物群落结构的变化发现,Thiobacillus和Sulfurimonas的数量变化与铁硫含量的变化有极高的相关性,证明了底泥中铁和硫的的氧化与该功能细菌有紧密的关系。（3）进一步探究采用新型管式给药投加装置投加硝酸钙修复底泥过程中硝态氮在底泥中的垂直及水平迁移转化规律,结果表明:在底泥垂直端的迁移转化过程中,硝态氮及间隙水氨氮在一个月内最远可以迁移至底泥顶端12 cm处,但主要的迁移累积量集中在6～0 cm内,该距离范围内的硫化物和亚铁均得到有效的氧化,且有向上端扩大氧化的现象;在底泥水平端的迁移转化过程中,硝态氮及间隙水氨氮在一个月内最远可以迁移至底泥最远端12 cm处,但主要的迁移累积量集中在8～0 cm内,该距离范围内的硫化物和亚铁均得到有效的氧化,且有向远端扩大氧化的现象。同时可以发现无论是底泥垂直端还是水平端的系统氨氮均发生了明显的下降。因此,在实际河道修复中,管式投药在一个月的修复时间内投加深度应控制在泥面6 cm以下,投加点水平间隔为16 cm。通过将硝态氮垂直迁移和水平迁移扩散的量与时间进行拟合,发现在不同距离泥层中硝态氮随时间的扩散均有显著的函数关系,可以为日后硝酸钙的实际工程投加应用提供理论指导。