重金属污染因其隐蔽性、长期性和不可逆性的特点,严重影响着人体健康和生态安全,一直是环境科学界经久不衰的研究热点。随着人类对大自然的开发和利用,各类污染物通过不同途径进入水体。水沉积物既是重金属污染物的载体和蓄积库,又是对环境具有重要影响的潜在污染源,它无论在研究环境中重金属污染现状及分布规律,或是在追踪可能的重金属污染源方面,都有着非常重要的指示意义。通过记录在水体连续沉积物中的污染物变化情况来反演区域污染历史,可获得污染以及环境保护措施所取得的实际效果方面的客观信息。同时,重金属在介质中的形态转化在其生态效应评价中具有重要意义。重金属含量和形态的变化都与其环境效应密切相关,对沉积物中记录的重金属含量变化以及形态转化情况进行系统研究是项既有现实意义又有理论价值的研究工作。本文以上海的重要水源地——淀山湖为研究对象,通过对研究区沉积物中重金属元素Cu、Cd、Cr、Hg、Pb、As的时空分布规律以及它们在沉积物中随时间或沉积深度的形态分布及迁移转化规律的研究,综合考虑区域工农业发展现状和历史对沉积物中重金属元素含量及分布的影响,对区域重金属污染历史及效应进行分析论证。主要研究结论如下:1.淀山湖沉积物中重金属元素Cu、Cd、Cr、Pb、Hg、As的含量范围分别为16.012-60.731 mg/kg、0.119-4.532 mg/kg、10.474-57.831 mg/kg、33.972-83.710 mg/kg、43.088-145.658μg/kg、4.473-15.281 mg/kg,其中Cd和Pb含量高于周边湖泊,分布超出国家有关环境质量标准。2.重金属纵向分布趋势显示,元素Cu、Cr、Pb、Hg的含量都随深度的减小而递增,元素含量的最大值大都分布在沉积柱的表层及上部,最小值则分布在沉积柱的底部及下部。几乎所有元素在沉积柱的0-5cm都呈现出明显的随深度减小而递增的趋势,且递增速率较快。由此可以初步判断近几年淀山湖受到外源污染的影响在加重,导致沉积物中重金属含量增加。综合各样点沉积物之间的相关性分析发现,大部分样点的沉积物中Cd元素与其他元素之间无相关性,表明Cd元素可能存在不同于其他元素的来源。3.应用地质累积指数对淀山湖沉积物中的重金属进行潜在生态风险评价,结果显示,元素Cu、Cr、Hg和As尚处于无污染水平,元素Pb和Cd则出现不同程度的污染。Cd和Pb的污染指数呈现随深度减小而递增的趋势,表明近几十年来,沉积物中Cd和Pb的污染程度逐渐加重,这种趋势在9cm以上的表层沉积物中更为显著。4.形态分析结果显示,淀山湖沉积物中As、Pb、Cu的弱酸提取态含量随深度的减小呈递增趋势,可还原态和可氧化态含量之和较为稳定,表明此两态之间存在着转化作用。As和Pb的残余态随深度的减小呈增加趋势,而元素Cu则出现了减小的趋势。沉积物中氧化还原电位的变化导致了元素铁、锰氧化物结合态与有机结合态、硫化物结合态和碳酸盐态之间的转化。5.淀山湖沉积物中As主要以不可利用态存在, Pb元素和Cu元素也主要以潜在有效态存在。次生相与原生相分布比值法分析发现,As元素尚未达到污染程度,但其污染程度随深度的降低呈加重趋势;元素Cu属于轻度污染,污染程度随深度的降低呈明显的加重趋势;元素Pb属于重度污染,污染趋势随深度的降低逐渐减弱,由于铅污染程度较重,在较长一段时间内,元素Pb将对环境存在着较大的潜在危害。比较次生相与原生相分布比值法评价结果和地质累积指数评价结果认为基于形态的重金属生态风险评价方法较之基于总量的评价方法更能有效的评价重金属的迁移特性和生态危害。6.通过沉积物中重金属含量变化趋势与上海工业、农业和经济的发展以及人口增长的对比分析发现沉积物中重金属的增长趋势与它们是相一致的。解放初期到改革开放以前工业、农业和经济的发展以及人口增长相对较为缓慢,与之相应重金属含量增加趋势较缓慢;改革开放以后工业、农业和经济的发展以及人口增长相对较快,与之相应重金属含量增加趋势较快。