重金属污染具有潜伏期长、毒性大、难去除和可在食物链中被富集吸收的特点，从而对人类和其它生物造成很大的健康甚至生命危胁，因此，重金属污染研究一直是国内外研究的热点。由于重金属不能够被降解，其在沉积物上的吸附解析行为对研究重金属污染的治理有着重要作用。一般认为有机质和粘土矿物，特别是有机质在沉积物对重金属的吸附过程中起到了重要作用。本论文研究了北运河流域水体和沉积物中重金属的时空变化规律:不同采样点沉积物组分的变化、沉积物组分对典型重金属的吸附解吸特性和季节变化的影响;以及沉积物中有机质主要成份腐殖酸的结构特性随季节的变化及其对重金属的吸附行为，实验结果表明有机质在沉积物吸附重金属的过程中起到重要的作用。主要研究内容和结果如下:　　 (1)在北运河流域设置24个采样点，研究了8种重金属(V、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Cd、Zn)在水体和沉积物不同季节样品中的形态分布:　　 发现在不同采样点及不同季节的水样中，Cu和Zn的浓度较高，多数样品属于Ⅱ类地表水范围，重金属Cu、Pb、Zn在悬浮物中的浓度较高，特别是在冬季水体样品中Cu、Pb、Zn主要存在于悬浮物中。　　 沉积物中重金属的总量不高，按土壤质量标准GB15618-1995北运河流域沉积物属于Ⅱ类土壤，基本上不会对植物和环境造成危害和污染。8种重金属在沉积物中均主要以残渣态的形式存在，但在冬季和春季样品中，大多数金属的可交换态含量明显增加，重金属在沉积物中的形态分布随季节变化发生了明显的改变。　　 (2)北运河流域沉积物偏碱性，对重金属离子吸附能能力强;冬季沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附能力明显高于夏季样品。沉积物对不同重金属竞争吸附的大小顺序为:Pb＞Cu＞Zn，对Cu、Pb有更强的选择性吸附。沉积物中的有机质在很大程度上影响了沉积物对重金属的吸附能力。　　 (3)通过电子自旋共振、紫外可见、红外光谱、核磁共振、酸度的表征，发现不同季节沉积物中腐殖酸的腐殖化程度为冬季＞春季＞夏季，而腐殖化程度越高，羧基、酚羟基等官能团含量越大，腐殖酸对重金属的吸附能力与其固有重金属含量、羧基和酚羟基浓度及其所在分子链的长短密切相关。不同季节的腐殖酸对重金属吸附能力顺序为:冬季腐殖酸≈春季腐殖酸＞夏季腐殖酸，而腐殖酸对重金属选择性吸附顺序为:Cu＞Pb＞Zn。