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本文以淮河中游(安徽段)寿县正阳关至蚌埠闸区段系统采集的211个水样品,54个表层沉积物样品,及两个沉积柱样品作为研究对象,综合利用混合酸消解,BCR连续形态提取及铅同位素定年等实验分析方法,应用电感耦合等离子体原子发射光谱和质谱等测定和分析了样品中微量元素(Cu,Pb,Zn,Ni,Co,Cr,Cd,As,Mn,Fe,Al,B,Ba,Mg)的总量,形态及铅稳定同位素(204Pb,206Pb,207Pb,208Pb),并结合多种污染和风险评价手段,及多元统计分析(相关性分析,主成分分析及聚类分析)等数据处理方法对淮河水体及沉积物中微量元素的分布规律与富集特征,赋存状态,潜在风险及来源进行了分析研究。本研究的主要结果如下:(1)系统分析了淮河水体溶解态微量元素的时空分布特征(垂向分布和水平分布),水质污染状况及微量元素的健康风险水平,研究发现Cu,Pb,Zn,Ni,Cr,Cd,Co,Mn污染主要发生在凤台和淮南地区,其中,Pb,Zn,Cd是淮河水体的主要污染元素,并且微量元素的健康风险评价揭示了元素Co,Cd,Pb会对人体健康产生潜在非致癌性风险;(2)基于表层沉积物理化性质,微量元素总量和赋存形态,结合多种污染和风险评价方法(地积累指数,富集因子,污染负荷指数及潜在生态风险指数)揭示了研究区沉积物中微量元素的分布规律,污染程度及风险水平,研究结果表明沉积物中微量元素的污染程度为As>Zn,Cd>Pb,Mn>Cu,Cr>Fe,Ni>A1;其中Cd,As及Pb对生态环境质量具有较高的潜在风险;Mn的生物可利用性最高,其次为:As>Zn>Cu>Pb>Ni>Fe>Cr;沉积物中As和Pb的主要形态为铁锰氧化物结合态,Zn,Cu,Fe,Ni,Cr主要以残渣态存在;(3)基于相关性分析,主成分分析和聚类分析探讨了淮河水体及沉积物中微量元素的可能来源,研究发现淮河中游(安徽段)微量元素的来源复杂多样。B,Ba,Mg,A1主要为自然来源,Mn,Cu,Co,Ni,Cr,Fe受自然源及人为源的共同影响,而Cd,As,Pb,Zn主要来自人为源,通过分析发现水体及沉积物中微量元素的主要人为源有生活污水的排放,采矿活动,煤炭燃烧、电厂燃煤飞灰及汽车尾气的大气沉降,农药的使用,以及淮河支流(东淝河,茨淮新河及涡河)污水的汇入等;(4)利用210Pb同位素定年技术和Pb稳定同位素(204Pb,206Pb,207Pb,208Pb)示踪方法揭示了淮河沉积物中微量元素在1959至2014年间的分布规律,富集特征,赋存形态及来源,研究发现微量元素的历史分布特征与人类活动紧密相关,微量元素含量(Fe,Mn,Zn,Co,Cu.Ni,Pb,Cr,Cd,As)从1990s(1991-2014年)呈现逐渐增加的趋势,并且在1991,1994-1998及2004年出现微量元素峰值,表明微量元素分布可能受到了该地区的工农业发展及20世纪90年代及2004年水污染事故的影响。Pb稳定同位素示踪方法揭示了沉积物中Pb的来源变化,从1970年代中期以来,Pb主要来源于煤矿开采,煤炭燃烧,垃圾燃烧及汽车尾气(无铅汽油),1970年代中期以前,Pb含量可能受到大跃进时期冶金活动的影响。