在我国城镇化的发展进程中,城市湖泊逐渐成为降雨径流、市政排污、工业废水的受纳水体,近年来,尽管多数地区已经对城市湖泊的污染排放严格控制,对湖泊沉积物污染的治理工作不断加强,但是湖水水质仍难以得到改善,这表明,当外源污染阻断后,湖泊的内源沉积物污染问题亟需解决。本课题以开封市包公湖和龙亭湖为典型的城市湖泊,研究沉积物污染物的纵向分布特征及其向上覆水体的扩散规律,以期为摸清城市湖泊沉积物污染特征并进行治理提供一定的理论支撑。本课题的主要研究内容和结论如下:（1）沉积物污染物纵向分布特征,以及污染来源、微生物分布、污染指数纵向变化规律研究。龙亭湖与包公湖表层沉积物污染严重,分布具有差异性,总体上有机质与TN浓度随沉积物深度增大呈降低趋势,而TP浓度纵向分布特征不显著。通过沉积物碳氮磷比值对污染物来源分析发现,龙亭湖早期时段存在外源有机质输入,沉积物C/N随深度增大而增高,包公湖近期存在外源有机质输入,C/N在40～50 cm深处最大。以龙亭湖沉积物为对象,借助高通量测序技术发现微生物丰度与多样性在20～60 cm深的表层及中层沉积物较高,随深度增加而降低,同时,微生物群落结构沿纵向存在显著差异。龙亭湖与包公湖的有机污染指数分析结果与综合污染指数分析结果基本一致,表层及次表层沉积物污染指数最高,为有机污染或重度污染,污染指数随深度增大而降低。（2）城市湖泊沉积物污染物向上覆水体静态释放规律研究。湖泊沉积物静态释放模拟试验表明沉积物污染程度越高,其向上覆水体扩散作用越强,沉积物污染物释放量越大。高温环境促进沉积物中有机质与TP的释放,上覆水体中COD和TP浓度最高可以达到68.69 mg/L和0.057 mg/L,远高于中温、低温组;温度环境影响不同形态氮之间的转化与释放,NO2﹣-N、NH4+-N与NO3﹣-N浓度变化规律存在差异。COD、TP、NH4+-N、NO2﹣-N在深层水体中浓度相对较高,而NO3﹣-N在表层水体中浓度较高。（3）外界条件对沉积物污染物向上覆水体扩散的影响研究。水流扰动促进沉积物污染物的释放,上覆水体中污染物浓度先增高后下降并趋于稳定;扰动强度越大,扰动时间越长,水体中污染物浓度变化曲线峰值越高,强扰动下水体中污染物存在“滞后释放”现象,峰值出现在扰动停止后8 h。曝气有利于上覆水体中污染物的降解与转化,沉积物对水体中TP的吸附效果较为明显;曝气深度影响污染物的释放,底部曝气能够抑制沉积物中有机质和TN的释放,顶部曝气会促进有机质的释放。生物炭对污染物具有较好的吸附作用,可以抑制沉积物污染物的释放,在12%的投加量下对氮磷及有机质的吸附效果更强。本研究探明了城市湖泊沉积物污染物纵向分布特征及向上覆水体扩散特性,揭示沉积物对城市湖泊水质的影响,对城市湖泊污染水体综合治理提供可靠的科学依据和技术支持,对城市河湖水环境保护具有重大意义。