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大量的抗菌剂和纳米颗粒广泛存在于药物及个人护理品（Pharmaceutical and personal care products,PPCPs）中,随着PPCPs的大量使用,抗菌剂和纳米颗粒排入天然水体已经严重威胁了水-沉积物体系中氮循环过程。在天然水体中,由于抗菌剂和纳米颗粒相互作用的复杂性,对微生物的毒性具有综合影响。尽管已经确定了不同种类的抗菌剂和纳米颗粒的环境风险,但尚未探讨它们相互作用对沉积物反硝化过程的影响。因此,选择三氯生（TCS）和纳米二氧化钛（TiO2-NPs）作为典型的抗菌剂和纳米颗粒污染物,探究了不同浓度TCS单独污染（C组）及其与TiO2-NPs复合污染（T组）对水体沉积物反硝化过程的短期和长期影响。论文通过比较沉积物中各形态氮素的转化情况和氧化亚氮（N2O）排放量的影响,并结合反硝化关键酶活性,功能基因丰度,微生物代谢及微生物群落结构变化深入探究了污染物对的反硝化作用的影响机制,得出了以下结论:（1）本研究发现,在短期和长期过程中,沉积物中的NH4+产生和消耗较少。与TCS单独污染物短期和长期接触均导致沉积物中反硝化过程受到抑制,且与TCS浓度成正相关。在短期试验结束时,随着TCS从浓度0.04mg/L升高到5mg/L,C组中沉积物中NO3—含量从10.15mg/kg增加到27.17mg/kg,在长期实验中,C组中沉积物中NO3—含量从8.61mg/kg增加到24.85mg/kg。短期试验中,复合污染物对硝酸盐转化的毒性表现为低浓度TCS（0.04mg/L、0.2mg/L）与TiO2-NPs拮抗,高浓度TCS（1mg/L、5mg/L）与TiO2-NPs协同的作用效果。然而与污染物长期接触50天后,TiO2-NPs与各浓度梯度TCS的复合污染物对沉积物反硝化作用的毒性均表现出协同作用,TiO2-NPs增强了沉积物中NO3—的积累,使反硝化作用受到更强的毒害作用。（2）污染物的短期暴露对反硝化酶活性造成了抑制作用。短期接触受到TCS和TiO2-NPs的相互作用干扰较大,反硝化作用的响应随反硝化酶种类和TCS浓度水平不同有一定差异。然而,污染物的短期暴露对C组和T组沉积物中反硝化功能基因丰度均未造成显著影响。在长期实验中,与污染物的长期接触对反硝化酶活性和功能基因丰度均造成了抑制作用。污染物对反硝化酶活性和功能基因丰度的抑制作用总体上呈现随着TCS浓度增加,抑制作用增强的趋势,且TiO2-NPs的存在会增强同浓度下对TCS的抑制作用,使沉积物中反硝化作用受到更加严重的毒害作用。（3）本研究比较了短期和长期作用后沉积物反硝化过程中N2O排放情况。结果表明,在C组中,TCS的单独污染抑制了N2O的排放,且随TCS浓度增加,N2O排放量减少,短期和长期的反硝化实验中,C5中N2O排放量分别为37.44和15.19μg/kg,分别为空白对照组的36.25%和53.87%。然而,在短期实验的T组中,低浓度（0.04mg/L和0.2mg/L）TCS与TiO2-NPs的复合污染物却大大刺激了N2O的排放,而高浓度（1mg/L和5mg/L）TCS与TiO2-NPs的复合污染物却抑制了N2O的排放。在长期实验中,相同TCS浓度水平下为T组的N2O排放量约为C组的1.53～1.97倍。这表明,TCS与TiO2-NPs的复合污染物的长期暴露会增加水体沉积物体系中N2O的排放,从而加剧温室效应。（4）TCS和TiO2-NPs的污染物对沉积物中微生物电子传递系统（ETS）活性有很大影响。在短期实验结束时,空白对照组、C5和T5中ETS活性分别为0.172、0.102和0.050μg O2/（g·protein·min）;在长期结束时,空白对照组、C5和T5中ETS活性分别为0.235、0.131和0.085μg O2/（g·protein·min）。长期和短期的C组和T组中,ETS活性与TCS浓度总体呈负相关,且TiO2-NPs增强了对ETS活性的抑制作用。与污染物长期接触后,TCS与TiO2-NPs的复合污染物对沉积物中ETS活性的抑制增强效果更加显著。此外,本实验发现,TCS和TiO2-NPs能在短时间内引起沉积物体系氧化应激系统的强烈反应,且对沉积物中的电子传递系统的毒害作用具有长期性。（5）在短期实验中,仅添加TCS后,沉积物的实际观察到的细菌的物种数目随着TCS浓度增加而减少,但相差不明显。当TCS上升至0.2mg/L以上时,表现出对微生物丰富度的抑制作用。5mg/L的TiO2-NPs会增加高浓度的TCS的毒性,使沉积物中细菌的多样性显著降低。相比于短期试验,长期试验导致沉积物门水平上微生物群落更加明显的变化。在长期实验中,各组的厚壁菌门Firmicutes相对丰度均提高了约70%。随着TCS投加量的增多,TCS对变形菌门Proteobacteria抑制作用增强。5mg/L的TiO2-NPs与高浓度TCS对沉积物中微生物的群落结构和活性影响很大。