水环境污染源解析的研究与应用对于水污染环境监管和防治具有重要意义。本研究采用多元统计、XRD、SEM-EDS、同位素等方法对铜陵典型矿区新桥河河流沉积物进行了重金属污染源解析。调查发现,研究区河流沉积物样本中各元素含量均值从高到低依次为Zn、Cu>As>Pb>Cd>Hg,Cu、Pb、Zn、Cd、As等重金属元素含量均值都显著超过长江表层沉积物中的平均值,其中As超出倍数最多(200倍以上),Cd、Cu次之(40倍以上)。多元统计因子分析得出,研究区铅锌矿富含金属元素铅和锌,是Cd的主要载体,因子1代表含硫铅锌矿排放源,贡献率为53%;因子2中,Cu、As的因子负荷高,为铜金硫多金属矿排放源,贡献率为21%;因子3中,Cr、Ni的因子负荷高,与研究区主要岩石的元素含量具有一致性,说明因子3为自然源,其贡献率为12%。将各元素含量与因子得分进行线性回归分析可见,不同元素含量受到不同因子的影响存在明显差异。Pb、Zn、Cu、Cr元素含量与因子的回归系数均大于0,回归系数污染来源解析发现,沉积物中Pb来源于铅锌矿、铜金硫多金属矿及岩源,Zn主要来源于铅锌矿,Cu、As主要来源于铜金硫多金属矿,Cr主要来自于岩源或土壤源。选择典型的沉积物样品进行XRD分析分析,在污染较轻的沉积物中,矿物主要包含了石英、绿泥石、伊利石、高岭石等。在污染较严重的沉积物中矿物组成复杂,不仅包含石英、云母、绿泥石、伊利石、高岭石、方解石、长石等矿物,而且还含有黄铁矿、针铁矿、翠砷铜矿、黑锰矿、等矿物成分。因此,污染严重的沉积物中有较复杂的矿物组份。沉积物的SEM-EDS结果显示,污染较轻的沉积物样品中,较大粒径的颗粒物中主要元素有C、O、Al、Si、Fe,在较小粒径沉积物中则有C、O、Si、Al、Fe、Mn、Ca、Mg、K等,具有典型的土壤化学元素组成特征。对于污染较为严重的沉积物,除具土壤化学元素组成特征外,在较粗的颗粒物中不仅检出了S,且Fe含量也显著高于未受污染的沉积物样品;在较小粒径沉积物中,还含有Zn、As等污染元素。河流沉积物的铅同位素特征分析发现,沉积物的Pb同位素特征完全落在新桥矿床矿石的同位素范围内,与区域其它矿床矿石的Pb同位素特征存在较为显著的差异。沉积物同位素组成特征符合二元混合模型,表明沉积物中重金属污染来源为矿石源和土壤背景源。计算得出,研究区河流沉积物中铅主要来源于矿石源。河流沉积物及新桥矿区主要矿石Cd同位素特征分析发现,新桥河沉积物的Cd主要来源于矿区的黄铁矿、黄铜矿和方铅矿等。综合研究结果表明,河流沉积物中重金属元素主要来自于矿区的矿业活动,矿区下游河流沉积物受到矿山开采活动影响显著。