河道底泥污染是影响水质改善的重要因素,底泥修复过程中单一的修复技术往往存在局限。联合修复能够综合单一修复技术的优势,成为底泥修复研究领域的关注热点。然而,底泥联合修复技术的修复效果往往以单一的底泥作为考察对象,修复作用是否适用于不同的河道底泥还有待研究。所以,本课题采用不同的河道底泥对生物-化学协同修复技术的修复效果进行研究。本课题以天津城市河道底泥作为研究对象,设置7个采样点采集河道底泥,系统分析不同采样点的底泥性质,同时在实验室内模拟不同河道底泥的污染物释放,在此基础上开展菌剂、硝酸钙和生物促生剂协同投加对不同性质底泥的修复效果研究。在监测7个采样点的底泥性质实验中,发现采样点位于二级河道的底泥污染程度普遍大于采样点位于一级河道的底泥。根据加拿大安大略省环境和能源部发布的沉积物生态风险评价标准判断,7个采样点的河道底泥污染程度严重,具有严重的生态风险。在对河道底泥粒径分布及氮磷赋存形态的研究中发现,粘粉混合物是河道底泥中占比最大的粒级,占比达55.6%~88.4%,说明天津城市河道底泥颗粒组成主要以细颗粒为主。底泥各形态磷中无机磷占比最大,而钙结合态磷是无机磷的主要组成部分。随着底泥粒级由粗到细,底泥中总氮和总可转化态氮含量逐渐增加。底泥各形态可转化态氮中,SOEF-N是可转化态氮的主体。在实验室内静态模拟底泥污染释放的实验中发现,底泥氮素主要以氨氮进行释放,结合底泥性质发现,氨氮释放通量大小与底泥总氮有正向相关关系;而底泥总磷释放后会沉积回底泥。在探究生物-化学协同修复技术的修复效果实验中,将菌剂、硝酸钙和生物促生剂联合注入7种不同性质的河道底泥中,发现修复措施对不同河道底泥均有较好的修复效果,不同河道底泥的全氮去除率在13.8%~24.8%之间,TOC去除率在16.3%~26.7%之间,底泥TP含量无明显变化,但底泥中钙结合态磷的比例增加,而钙结合态磷比例的增加有利于抑制底泥磷的释放。该修复措施对7种不同污染程度的河道底泥表现出良好的修复效果,有着较好的适用性。TOC削减量、TN削减量和钙结合态磷增加量与底泥理化性质存在联系。相关性分析表明,TOC削减量与底泥TOC、TN含量呈显著的正向相关关系,与底泥TTN含量呈显著的正向相关关系;TN削减量与底泥TOC、TN含量呈显著的正向相关关系,还与底泥TTN含量呈显著的正向相关关系;而钙结合态磷增加量则与底泥钙结合态磷呈显著的负向相关关系。修复效果与底泥粒径未表现出相关关系。在菌剂、硝酸钙和生物促生剂协同投加对不同底泥微生态环境的影响实验中,发现菌剂、硝酸钙和生物促生剂协同投加的修复措施能影响底泥微生物的自然演替过程,提升底泥微生物的多样性和丰富度。在统计不同河道底泥中特定功能菌属的丰度时发现,修复措施能抑制硫酸盐还原菌、部分产酸菌、放线菌和铁还原菌的生长繁殖,降低底泥中致黑臭微生物的丰度,从而降低底泥黑臭的风险;同时在不同的河道底泥中,修复措施还能提高底泥中硫氧化菌、铁氧化菌等利于消除底泥黑臭物质的微生物丰度,从而提高底泥自身消除黑臭的潜在能力。菌剂、硝酸钙和生物促生剂协同修复能提高底泥中具有反硝化功能的微生物的丰度,加强底泥自身的反硝化作用,提升底泥自身去除氮素的能力。