密云水库是首都重要的集中饮用水源地,水质安全十分关键。近年来有关部门加强了对水库的环境管理措施,水库的水质有所改善,但是总氮的指标一直超过了Ⅱ类标准,现阶段水库属于中营养状态,有富营养化的风险。以密云水库及其入库河流为研究对象,采集水样及沉积物样品,测定水样的氮素、p H、水温、溶解氧等指标,分析研究区不同形态氮的污染状况和分布特征;测定密云水库沉积物的氮形态以及分布特征,估算沉积物-水界面上氨氮、硝氮的扩散通量;利用稳定同位素技术及同位素混合模型（Stable Isotope Analysis in R,SIAR）定性定量分析水体氮的污染源,同时研究沉积物有机质的来源,进一步了解水库内部氮的来源。得出主要结论如下:（1）硝氮是密云水库水体氮的主要存在形态。水库东部的氮营养盐浓度高于西部,河流入库口处浓度高于水库中部,时间上现为冬、春大于夏、秋的特征。研究时间内水库的主要入库河流白河输入总氮平均26.86吨/月,潮河输入总氮平均34.84吨/月,水库入库河流给水库造成较大的氮负荷。（2）水库表层沉积物中氮含量表现为表层富集现象。沉积物中全氮含量范围在804.89～3151.32mg/kg,有机氮是沉积物中全氮的主要存在形态,上层沉积物氮含量多高于下层沉积物。沉积物中有机氮与氨氮、硝氮存在显著相关性,说明沉积物中的有机氮、氨氮、硝氮可能会有相似的来源。（3）水库存在着潜在的内源氨氮释放风险。氨氮是沉积物间隙水中的主要存在形态,水库沉积物-水界面的氨氮表现为由沉积物向上覆水中释放,扩散通量范围为1.11～17.17mg/m2·d;硝氮主要由上覆水向间隙水中扩散,扩散通量分布范围在-2.67～0.71mg/m2·d之间。（4）利用稳定同位素及SIAR模型分析水体氮污染来源。结果表明水库库区的氮污染主要来源于生活污水和粪肥,贡献率范围为22.27%～39.95%,入库水体的污染源包括生活污水和粪肥以及农业化肥,生活污水和粪肥的贡献率范围为20.64%～29.38%,硝酸盐氮肥所占贡献率范围为18.29%～23.81%。（5）碳氮同位素法研究水库沉积物有机质的主要来源。由端元图发现沉积物有机质的主要来源由水生维管植物及土壤有机质组成,沉积物有机氮受内外源的共同影响。