本文以沣河流域为研究区域,经过详细地调查,对沣河流域水体和沉积物样品进行采集和实验,系统地研究了水体和沉积物的理化指标的特征,并结合水质质量标准、土壤背景值和一些参考值分析水体和沉积物重金属元素的污染状况和特征分布;通过污染评价指标来评价沣河流域水体和沉积物重金属元素的潜在的风险;利用统计分析来探讨水质指标和重金属元素多介质之间、重金属元素之间的相互关系以及影响重金属元素含量的因素;利用正定矩阵因子分解(PMF)模型对主成分分析进行验证,以此来探究沣河流域重金属污染的来源,为可利用资源、污染预防管理和治理措施提供理论依据。(1)沣河水体和沉积物理化指标和污染基本指标:沣河地表水水质呈微碱性,pH值7.5-9之间。电导率的平均值为0.58 ms/cm,溶解氧的平均值为8.16 mg/L,氧化还原电位的平均值为136 m V,基本上呈现出枯水期>平水期>丰水期的规律。高锰酸盐指数的平均值为3.93 mg/L,总磷的平均值为0.17 mg/L,总氮的平均值为4.01 mg/L,它们和水体理化指标有同样的趋势;沉积物的pH值平均值为8.14,呈微碱性土壤。烧失量平均值为4.75%,在古土壤的烧失量的标准范围内。总氮和总磷的值都在生态毒性效应的范围内。总有机碳的平均值为1.05%,表层的总有机碳值高于于底泥总有机碳的值。总体来说冬季各个污染指标的含量要高于夏季。(2)沣河水体和沉积物重金属元素浓度的测定分析结果表明:沣河水体Mn、Fe、Cu、Pb、Zn、Cd、As的含量高于地表水质一类标准,Ni的含量小于地表水三类水质标准,但大于渭河Ni的含量。Cr的含量小于地表水一类水质标准,但大于渭河Cr的含量。沉积物中Sr、Mn、Cd、Cr、As的含量高于陕西土壤背景值,Cu、Ni、Zn的含量高于渭河的含量值和陕西土壤环境背景值,但是小于平均页岩值。Pb的含量均高于渭河的含量值、陕西土壤环境背景值和平均页岩值。各重金属元素水平呈波折多峰型分布,大部分元素的值分布中下游要高于上游。(3)风险评估表明:根据水质污染指数和内梅罗污染指数分析出,潏入沣和严家渠这两个采样点比其他采样点污染要严重,中下游高于上游,沣河流域水体重金属元素程度污染基本上为枯水期>平水期>丰水期。根据地质积累指数分析出:除了Ti和Fe,Cd和As污染较严重。根据污染负荷指数分析出:除了Cd和As属于中度污染,其余元素属于轻微污染,其污染趋势和地质积累指数相同。根据潜在风险评价分析出:各个采样点潜在风险指数值的整体范围为220≤RI<440,属于较强风险。(4)重金属元素来源分析表明:皮尔逊相关性分析出:Ti、Mn和Fe之间,Zn、Cu、As和Cd之间有显著的相关性,说明这些重金属元素可能存在一定的同源性。聚类分析表明:水体和沉积物采样点基本上都被分为三类,上游是一类,中下游是一类,特殊采样点是一类。主成分分析和正定矩阵因子分解模型表明:沣河重金属元素的来源来自于人为源和自然源,Mn、Fe、Ti、Ni等主要以自然源为主,其他元素Cd、As、Cu和Zn主要受农业活动的影响,和Sr、Pb和Cr主要受电子等轻工业的影响。