丹江口水库大坝加高后形成的新增淹没区面积为205km~2,淹水后其土壤中重金属可经土水界面迁移交换进入水体,影响水质安全。本文以丹江口水库新增淹没区土壤重金属和水体中重金属为研究对象,基于水文、气象、土地利用、土壤、研究区重金属含量等基础数据,结合3S理论与技术、综合运用生态风险评价、统计学等研究方法,对重金属展开分布特征分析和风险评价,深入分析重金属污染状况,并解析其来源,旨在为丹江口水库的水质安全和风险控制提供理论支撑。本论文取得的主要成果有:(1)结合富集因子法和多元统计分析方法研究了新增淹没区土壤中重金属的分布特征、富集水平和污染来源,结果表明:新增淹没区土壤中重金属Cd平均含量高于库区土壤背景值,而Cr平均含量均低于环境背景值,As、Cu、Pb、Ni和Zn含量与库区背景值相差不大;在空间上,丹江库区的Ni、Pb、Cd、Mn、As、Cr和Zn平均含量比汉江库区对应的重金属平均含量高。根据富集因子评价显示,Cd是整个新增淹没区主要的污染元素,受人为活动的影响较大且富集严重,此外,As存在潜在风险。多元统计分析结果综合表明新增淹没区土壤中重金属主要来源于自然因素和人为因素两种途径:人为因素对Ni、Cr、Zn、Pb和Cu的影响较小,其主要来源于自然因素;重金属As和Cd污染问题较为突出,受人为影响较大,两种元素主要受农业用地的生产活动和工业及生活垃圾的影响。(2)结合水质指数法和多元统计分析方法对蓄水后库湾水体中重金属进行了分布特征分析,探讨了风险评价和来源解析,结果如下:库湾水体重金属的含量和空间变异在雨季和枯季间存在差异。雨季,Pb的潜在风险较大,其次为As;Cd的变异系数大于1,属于高度变异。枯季,Pb存在潜在风险;As和Pb的变异系数均大于1,属于高度变异。风险评价结果表明雨季库湾水质状况较差,对库湾水体构成潜在风险的是难处理的毒性指标Pb;枯季的库湾水质综合指数为17.6,水质表现为优。因此,丹江口水库新增淹没区库湾水质在枯季要优于雨季。多元统计分析—相关分析、聚类分析和因子分析结果综合表明库湾水体8种重金属来源可概括为自然因素、人为因素(面源污染和点源污染)。其中,雨季As和Pb受人为因素扰动的影响较大,As主要源于面源污染;Pb是面源与点源污染的综合影响;Zn、Cr、Cd、Ni、Mn和Cu主要源于自然源;枯季Pb、Cd受人为因素扰动的影响较大,主要源于点源污染;而Cu、Cr、As、Zn、Ni和Mn主要为自然源输入。(3)本文通过多元统计分析探讨了丹江口水库大坝加高后,新增淹没区土壤中重金属对库湾水体重金属含量的影响,结果表明:两者之间不存在显著相关性,随着水体环境的变化新增淹没区土壤中重金属等污染物的迁移转化,给库湾水体带来的潜在危害较小,而水温、微生物活性等水环境因子则是库湾水体重金属含量变化的主要影响因素。