保障城市供水水质是《国家“十二五”科学和技术发展规划》明确指出的亟待解决的重大民生问题。随着供水管道服役年限的增加,管网逐渐老化,用户端水质不达标,“红水”、“黑水”事件频繁发生,说明供水管网化学稳定性的问题日益突出。为探明管垢形成规律、减少管网二次污染、保障饮用水安全,本论文针对浙江省S市市区供水管网中的服役管道进行挖管采样调查,开展污染物在管垢上的累积释放规律研究。一方面,分析不同管材、管龄和管径的管垢中污染物的含量与形态分布,探讨这些因素对污染物累积规律的影响；另一方面,搭建管段反应器进行管道滞流模拟释放实验和循环累积释放实验,探究隔夜用水或者停水等现象对管网水水质的影响,分析管垢累积污染物的能力；此外,运用管段反应器溢流系统,开展生物膜培养试验,探讨营养盐带来的供水管网生物稳定性问题。研究取得的主要结论如下：(1)现场12个点位的挖管采样调查结果表明,管垢质量、形貌和成分受管材、管龄的影响。管材的影响最为突出,目前使用最多的两种管材灰口铸铁管和球墨铸铁管(管径为DN150)的管垢量分别为151.5 g·m-1-195.0 g·m-1和7.1g.m-1-29.4g·m-1；管垢中消毒副产物的含量较低；重金属等污染物含量与管垢量成正比(R2=0.874),管垢重金属含量的排序为Fe>Mn>Al>Zn>Pb>Cu>Cr>Cd;管垢中还积累了多种有机污染物,除了微生物代谢形成的烃类物质之外,同时检出了藻类的代谢产物及外源有机污染物PAHs等。(2)两个管径为600 mm的灰口铸铁管主干管采样调查结果说明,大口径管道中,管垢污染物的分布存在径向上的差异。管段下部的管垢量较高,平均粒径较大,不同种类的重金属在空间上分布规律明显不同。锰、铅、铜和铬在上部的管垢中含量较高,例如锰在上部高达11.33 mg.百1,而下部仅6.79 mg·昏1,这些金属多来自于管材的锈蚀和释放；而铝在下部管垢中较高,下部高达19.79mg·g-1,上部仅为9.12 mg·g-1,其主要是来自管网水中离子化学反应形成的沉淀。不同位置上出现的有机污染物类型也有所差异。(3)灰口铸铁管和球墨铸铁管两组管段反应器的滞流模拟释放实验显示,两类管材中,管垢污染物的释放过程是不同的,且与污染物在管垢中含量有关,含量高时有更快的释放速度和释放量。消毒副产物和重金属的释放量一般不会超过饮用水标准的限值,所引起的健康风险甚微,不会对暴露人群构成明显的危害。但发光菌生物毒性试验结果显示,管网中滞流的管网水存在一定的生物毒性风险。(4)循环累积释放实验结果显示,在铸铁管中,管垢对污染物吸附累积量会随水中污染物浓度的增加而增加,但对于不同类型的污染物,其吸附容量和释放特征差异较大。管垢中消毒副产物累积释放速度都很快,而重金属具有较高的累积潜能,而且会长期持续释放。管垢对金属污染物的累积量较高,但其释放量并不高,Pb、Mn和Zn三种金属释放量为吸附量的2.0%-63.8%,这可能是因为金属离子与管垢作用形成了较为稳定的化合物。(5)管段反应器溢流系统的生物膜培养试验结果表明,铸铁管管道生物膜中,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)以及拟杆菌门(Bacteroidetes)等种群是主导菌种。这些菌种在管道生物膜中的比例会随着水体营养盐浓度的不同而变化,使得管道生物膜中的微生物发生门水平上群落多样性的变化,且多样性的变化趋势会因为营养盐水平的不同而不同。与实际管道相比,在营养盐水平为C:40mg·L-1、N:2mg·L-1、P:1 mg·L-1时,会促进铸铁管管道生物膜中群落多样性发展的；而在营养盐水平更高时(C：100mg·L-1、N:5mg·L-1、P:2mg·L-1),管道生物膜中群落多样性趋向简单。