溶解性有机氮(Dissolved Organic Nitrogen,DON)作为溶解性氮库中的一部分,在氮的生物地球化学循环过程中占有重要的地位。研究不同来源DON的组成、含量及其生物有效性,对了解湖泊等自然水体DON的环境效应及影响机制具有重要的意义。污水处理厂出水DON的生物有效性研究对调控外源氮输入具有重要的指导作用,对揭示接纳城市污水处理厂出水的水体氮循环过程具有重要意义。沉积物DON的生物有效性研究也为揭示湖泊内源释放DON对水体环境的影响效应和机制具有重要的科研价值。本论文以生活污水和工业废水处理厂出水以及湖泊沉积物中DON为研究对象,探讨了小分子量DON组分对藻类生长的影响机制,通过对不同来源DON组分的提取及分离,模拟不同DON组分对藻类和细菌的生物有效性,为水生态系统中不同来源DON的生物影响机制和环境效应研究提供理论支持。主要的研究结果如下:(1)羊角月牙藻对多种游离态氨基酸具有较强的利用能力,氨基酸的利用率达99.0%～100%,在个体氨基酸试验组,藻细胞对氨基酸的生物可利用程度为精氨酸>丙氨酸>谷氨酸>天门冬氨酸>丝氨酸>甘氨酸;在混合氨基酸试验组,羊角月牙藻的生长状况优于个体氨基酸,且在低浓度(<120 μmol/L)条件下,随着氨基酸浓度的增加,其藻细胞最大生物量也增加;藻细胞培养的前2天,氨基酸利用率达到82.5%～99.6%;在无菌条件下,藻细胞可直接利用氨基酸作为氮源供给自身生长;在生长过程中,羊角月牙藻会释放其他种类的氨基酸,且主要以天冬氨酸和甘氨酸为主。(2)利用"阴离子交换树脂"对工业废水出水中DON进行回收处理,DON的回收率在62.15%～110.66%之间,均值为93.93%;工业废水出水中DON可以刺激藻细胞生长,DON的利用率为39.50%～61.21%;三维荧光光谱技术结合平行因子分析方法(EEM-PAFARAC)用于评估藻类生长过程中荧光组分的变化,对工业废水出水分离出3个组分,包括2种类腐殖质物质(C1和C3)和1种类蛋白质物质(C2);在培养过程中因子1相对荧光强度增加了 56.63%～227.0%,因子2和因子3相对荧光强度除现代电镀废水,分别增加了 16.26%～81.17%和29.32%～34.71%。现代电镀废水中分离出的因子2和因子3的相对荧光强度分别降低了 19.68%和11.06%。(3)利用"XAD-8+纳滤+阴离子交换树脂"预处理技术对污水处理厂出水中DON进行亲水和疏水组分分离,DON组分回收率为72.86%～102.25%,平均值在87.56%,且出水中DON以亲水组分为主要成分,占DON总量的66.24%～73.52%;在整个培养过程中,藻细胞最大生物量和DON最大利用量的排序为:亲水试验组>原水试验组>疏水试验组;EEM-PARAFAC模型解析了藻类生长过程中荧光组分的变化,分离出两个类腐殖质荧光组分(C1和C3),两个类蛋白质荧光组分(C2和C4)。培养初期由于藻细胞的吸附作用,荧光组分的相对荧光强度呈下降趋势;在培养后期,由于藻细胞的裂解释放出有机质,导致荧光组分的相对荧光强度呈上升趋势。(4)利用"XAD-8树脂+阳离子交换树脂"分离沉积物中的DON组分,其回收率为72.39%～105.06%,平均为83.86%。细菌接种培养条件下DON的生物有效性(13.15%～91.47%)高于藻细胞接种培养条件下DON的生物有效性(7.49%～75.11%),亲水DON组分更能够刺激微生物(细菌和藻类)的生长。通过EEM-PARAFAC模型对细菌和藻类培养过程中荧光光谱解析,发现两试验组均解析出3个荧光因子。细菌培养试验组解析出2种类腐殖质组分(C1和C2)和1种类蛋白质组分(C3);藻细胞培养组解析出2种类蛋白质组分(C2和C3)和1种类腐殖质组分(C1)。