铊(Tl)是一种分散稀有元素,其毒性高于Cd和Hg,在大陆地壳和海洋地壳中的平均含量仅为0.49μg/g和0.013μg/g。Tl同时具有亲石性和亲硫性,因此可以富集在硫铁矿和云母等不同类型的矿物中。随着人类对矿产资源的开发和利用,世界各地都发现了不同程度的Tl污染,但已有的Tl污染研究主要集中于矿石的开采和冶炼地区,而对钢铁冶炼企业造成的Tl污染研究极少,本课题组前期研究表明钢铁冶炼的排放是环境中Tl污染的一个重要的潜在来源。我国是世界上最大的产钢国,由于长期缺乏对钢铁冶炼企业Tl排放的监管,可能已有大量的Tl随冶炼废水进入环境中,对周边地区的居民产生了极大的威胁。因此,对钢铁冶炼工业区周边地区Tl等重金属污染的研究有助于了解钢铁冶炼排放中Tl等重金属在环境中的迁移转化规律,同时为钢铁冶炼企业Tl污染的预防和治理提供重要的理论依据。韶关位于北江上游,市内有多家大型冶炼厂和钢铁厂,冶炼的排放导致北江流域内Tl等重金属的污染。本文选取了韶关市内某钢铁冶炼区,采集其下游流域三个柱状沉积物以及冶炼原料和冶炼废渣废水,通过测定样品中Tl等重金属元素含量及Pb同位素组成,结合多种污染评价方法,对沉积物中Tl等重金属的空间分布特征、污染风险水平和污染来源进行了研究,结果表明:(1)三个沉积物中Tl等重金属含量超过地壳背景值,表现出不同程度的污染,上游河流A沉积物中的重金属来源复杂多样,且重金属含量高于下游沉积物;(2)重金属污染风险评价的结果表明,三个沉积物中Tl等重金属表现出中度以上的富集和污染等级,污染等级大小为Sb>Cd>Pb>Zn>Cu>Tl。潜在生态风险指数的评价结果指出Tl等重金属对环境有不同程度的潜在生态风险,可能会被重新释放造成二次污染,是该流域内一个巨大的环境隐患;(3)相关性分析和主成分分析结果表明,沉积物中Tl等重金属都受到了人为来源的影响;(4)Pb同位素定量源解析计算结果表明沉积物中的重金属有77.6–80.9%来源于人为活动的影响。钢铁冶炼活动对三个沉积物重金属污染的贡献率分别为53.0%、35.7%和66.3%。虽然本研究中的钢铁工业区下游流域沉积物的Tl污染程度低于附近地区的某Pb-Zn冶炼厂,但是该钢铁工业区同样是北江流域内一个重要的Tl污染排放源,需要加强对钢铁冶炼排放Tl污染的监测和治理。