南四湖位于山东省西南部的微山县境内,由北向南依次由南阳、独山、昭阳和微山四个无明显分界的湖区组成,是华北平原面积最大的淡水湖,是南水北调东线工程的重要输水通道和调蓄湖泊。其水质对湖区工农业生产、生态系统平衡以及南水北调的水质具有重大影响。《南水北调东线工程治污规划实施意见》规定,南水北调东线输水干线水质需达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的Ⅲ类标准。在外源污染得到有效控制以后,积累在湖泊沉积物中的营养盐在物理、化学、生物等多种因素的作用下,仍然会作为内源不断向水体中释放营养元素,湖泊的内源污染物的释放成为当前湖泊富营养化治理的主要问题。因此研究沉积物中营养盐内源负荷及其吸附释放就显得尤为重要,这对水质保证具有非常重要的意义。前人已对南四湖现代沉积物的营养元素的分布特征、重金属形态组成及污染情况、磷的化学形态及其在实验室条件下的释放规律做了相关研究,而对于引起富营养化的另一重要元素氮的研究却鲜有报道。因此,本文采用“野外采样调查一实验室模拟实验”的思路,对南四湖上覆水和沉积物的理化性质进行分析并开展氨氮吸附-解吸模拟实验的研究。经研究得出以下主要结论：在分析南四湖及周边地质环境条件的基础上,进行水环境质量评价发现,南四湖大部分水域水质属于国家地面水标准中的Ⅲ,Ⅳ级范畴,即全湖属微污染和轻污染类型,清洁水在湖中已不复存在。南四湖现接纳流域内排放的污水废水的稀释扩散能力已十分有限,生态环境、自然资源和经济社会发展的矛盾也日益突出。对南四湖表层沉积物中各形态氮含量及其分布特征和相关环境因素进行了分析,结果表明,南四湖上下级湖区表层沉积物中除SAEF-N外,TN及各形态氮含量差异显著且上级湖明显高于下级湖区；下级湖表层沉积物中TTN占TN含量的比列明显高于上级湖；南四湖沉积物中氮元素成分主要结合在沉积物中的细粒粘土成分中；南四湖上覆水中TN和氨氮与表层沉积物中TN和各形态氮没有表现出显著的正相关关系,这说明南四湖湖水中的氮元素主要来源于入湖河流；沉积物中的氮磷比在1.5～4.5,低于Redfield指数,上覆水中的氮磷比为13.7～24.1,略高于Redfield指数,进一步说明南四湖目前水体中的氮磷元素主要来自于入湖河流;沉积物中的TN含量在近10年间下降很大且磷仍然是南四湖湖最主要的限制性营养元素。沉积物氨氮的吸附特性的相关研究表明,沉积物对氨氮的吸附是符合准二级动力学过程,是一个复合动力学过程,包括快速吸附和慢速吸附。快速吸附主要发生在0-3h内,吸附在6h左右达到平衡。对氨氮的吸附热力学的研究发现：7种湖泊沉积物氨氮的吸附等温线同时满足模型Henry模型和Freundlich模型,其拟合程度都达到了极其显著的效果,而Langmuir对数据无法拟合或拟合结果没有达到显著水平。在低浓度梯度区间内,沉积物氨氮的吸附／解吸等温线呈很好的线性关系,全湖氨氮的ECo最小值为0.98mg·L-1,出现在下级湖独山湖；最大值4.16mg/L出现在上级湖的南阳湖。平均为2.42mg/L,南四湖沉积物是上覆水体营养盐的“源”。温度、pH值对氨氮吸附特性研究发现,升高温度会对吸附产生抑制作用,从而沉积物的平衡吸附量减小。在一定浓度范围内,氨氮的吸附并不是单纯的物理吸附,同时也是一个与热交换相关的化学过程。在氨氮平衡浓度小于1.5mg/L左右时,pH对吸附量的影响不明显,但当氨氮平衡浓度大于1.5mg/L左右时,pH越大,吸附量越大。当pH在5-9之间变化时,pH值升高有利于沉积物对氨氮的吸附。南四湖表层沉积物氨氮释放的动力学过程符合一级动力学曲线,氨氮释放平衡时间在360min。其释放动力学特征与总氮、总磷呈现较好的相关性,与有机质、颗粒组成理化指标相关性较弱。与可转化态氮呈现极显著正相关关系,与非可转化态氮的相关性较弱,这说明样品中氨氮的释放量主要受其可转化态氮含量控制。改变不同的pH、温度,探讨其对沉积物中氨氮释放的影响。结果发现pH通过改变水体中离子交换吸附、沉淀一溶解、化学平衡等机制,氨氮释放表现出不同的特点。酸性条件下,随着pH值的升高,氨氮释放量减少；中性条件下,氨氮释放量最小；碱性条件下,氨氮的释放量增强。随着温度的升高,氨氮的释放量增强。