随着湖泊、水库等水源的外源污染得到有效控制,内源污染成为影响水源水质的主导因素。因此,研究多相界面体系特征及氮磷等营养盐在水体—沉积物多相界面的吸附/释放、迁移转化过程意义深远。沉积物和水体物质交换相互作用最重要的过程发生在水体—沉积物多相界面上,这一界面是最重要的环境边界层。本研究建立了水体—沉积物多相界面结构模式,其由上覆水体、沉积物以及广泛存在于它们之间的生物相构成,研究重点为多相之间的相互关系以及与生态环境间的相互作用。在此基础上讨论了这种结构模式复杂性、特定性、系统性、连续性、空间延展性、季节变化性等多方面特点,对大水深水库水体—沉积物多相界面过程实验室模拟方法进行了初步研究。为了探明微生物在水体—沉积物多相界面磷循环转化过程中的作用,本研究以汾河水库沉积物为研究对象,通过水体—沉积物体系“好氧—厌氧—投加还原剂”连续模拟对比实验,研究了上覆水体水质变化、沉积物中污染物含量及形态变化。实验结果表明:好氧状态下,内源磷不发生释放;厌氧状态下DO＜0.5mg/L时,微生物生命活动引起周围环境氧化还原电位降低进而导致内源磷和可溶性铁释放,活性磷浓度升高,释放强度由开始的0.42mg/(d·m~2)增至释放达到平衡后的2.09mg/(d·m~2),可溶性铁的浓度由初始的0.2mg/L上升至1.3mg/L,且磷和铁的释放存在明显正相关性,平均相关系数为0.936;而不含有微生物的反应器内添加强还原剂后才发生明显释放。沉积物各种磷形态含量变化分析表明,铁结合态磷和闭蓄态磷在微生物作用下更容易释放出来。黑河金盆水库多相界面污染现状调查和分析结果表明:水体存在明显分层,多相界面附近水体的总氮、氨氮、COD、磷、锰等部分污染指标严重超标,季节转变各层混合翻转时将会对表层水质产生严重影响。沉积物测定结果表明底泥污染物质(总磷、总有机质)含量属于中等偏高水平,成为该水库季节性缺氧水质恶化的潜在原因。实验室模拟释放实验表明,氨氮、总氮、总磷、铁、锰和COD分别于58.5、34.5、106.5、106.5、106.5和106.5小时到达释放平衡,释放平衡后浓度分别达到3.345mg/L,3.572mg/L,0.148mg/L,1.076mg/L,4.642mg/L和39.9mg/L。因此,内源污染是导致黑河金盆水库水质恶化的主要原因。