重金属已经成为制约市政污泥农用的瓶颈,如何在土地利用中降低重金属污染风险,对于提高污泥农用安全性至关重要。超高温好氧堆肥技术（>80℃）作为近年来开发的污泥好氧堆肥新技术,由于其在应用中具有发酵温度高、高温持续时间长和产物无害化效果好（抗生素去除达90%以上）等优点而备受关注。现有研究表明,超高温好氧堆肥技术有钝化稳定重金属的效果,然而超高温好氧堆肥钝化重金属过程重金属形态的变化规律及其机理尚不清晰。本文以市政污泥超高温好氧堆肥（HTC）为研究对象,以污泥高温好氧堆肥（TC）作为对照,针对现有繁杂的有机质及微生物生物量的检测方法进行了改进;利用差异性分析、冗余分析研究了不同堆肥工艺的重金属形态变化规律;提取不同堆肥阶段水溶性有机物（DOM）进行表征并结合统计分析,研究了DOM组分及结构变化对重金属钝化的影响;分析堆肥过程细菌及古菌群落特性及重金属抗性基因,探讨了好氧堆肥重金属钝化过程中的微生物响应特性。本研究的实施有助于探明超高温好氧堆肥污泥重金属含量及形态变化影响机制,为超高温好氧堆肥产物农用安全性提供理论指导。本文主要结果如下:（1）针对现有土壤有机质及微生物生物量测定方法检测速度慢等特点,分别建立了一种根据污泥消解过程中生成的Cr3+浓度,从而间接测定有机质含量的双波长测定方法;一种基于氧化还原型（样品在强酸氧化过程中产生CO₂）顶空气相色谱技术检测有机质含量的方法;一种基于顶空气相色谱技术通过改进底物诱导呼吸法高效测定微生物生物量的方法。结果表明,这三种方法重现性好,相对标准偏差（RSD）分别<5%、5%及10%;准确度高,回收率为93-112%,后两种方法还能实现样品的批量测定。（2）对重金属形态变化分析发现:Cd在HTC中Cd EXC和Cd Carb显著降低,分别降低了9.2%和10%,Cd OM增加了20.9%。利用T-test检验对重金属形态进行差异性分析,发现HTC与TC中重金属形态存在明显差异性,其中对Cd形态而言,两组堆肥中Cd Carb、Cd EXC存在极显著差异性（p<0.01）,且TC中这两种生物有效性较高的形态的含量高于HTC,进一步证明了HTC中Cd稳定化效果更好。对堆肥过程中理化性质和重金属含量及形态进行冗余分析,结果表明堆肥过程有机物类指标如有机质、总有机碳及腐殖质为影响重金属含量及形态的关键影响因子。（3）DOM演化及其对重金属影响研究发现:HTC过程中DOM芳构化程度和腐殖化程度较高;脂肪族及多糖类物质减少,而芳香族及腐殖质类稳定且易分解的物质在增加;利用三维荧光平行因子分析对堆肥过程中类蛋白、类腐殖质物质的组成与转化进行研究,发现DOM中以腐殖质类物质为主。对堆肥过程中DOM组分与重金属进行相关性分析发现:DOM中脂肪类的降解及羧基C的增加促进Cd的稳定,DOM中腐殖质及蛋白质类物质会降低Zn的活性。（4）重金属钝化中微生物群落响应特性研究发现:在超高温堆肥过程细菌群落在门水平上厚壁菌门Firmicutes占主导地位,且与环境因子相关性高;Firmicutes与Zn EXC、Cr Carb相关性较高,厚壁菌门中Romboutsia、Proteiniclasticum与重金属指标呈正相关关系;古菌群落在门水平上广古菌门Euryarchaeota具有绝对优势;广古菌门Euryarchaeota中Methanoregula与Cd、Cd Fe Mn Ox、Zn Fe Mn Ox、Zn、Zn RES、Zn Crab、WHC、Cr、Cr RES、Cd Carb、Cr OM呈正相关关系。（5）对堆肥过程中重金属抗性基因进行检测分析表明:HTC过程中重金属抗性基因czc A的丰度最高,即在堆肥过程中对Zn和Cd的抗性基因丰度最高。对重金属抗性基因与重金属进行相关分析表明:HTC过程中重金属抗性基因的丰度受重金属含量及形态的影响较大。