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湘江、辽河和长江都是我国非常重要的河流，重金属污染相对较为严重。为了更全面的了解湘江(衡阳段和岳阳段)、大辽河水系浑河流域(浑河干流、蒲河、细河以及大伙房水库)以及三峡库区(忠县到巫山段)重要支流表层沉积物的污染现状，本研究分析了研究区域表层沉积物中40多种重金属含量水平和分布特征，包括毒性响应系数可查的10种典型重金属(V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb和T1)、16种稀土金属以及其它一些重金属(如Mo、Ag、Sr、Sn、Sb、W和Bi等)，并采用内梅罗综合指数法和地累积指数法进行了初步污染累积评估；然后，采用潜在生态风险系数法评价了沉积物中10种典型重金属复合污染生态风险水平价，并对三种方法评价得到的结果进行了讨论。研究结果显示： (1)研究区域表层沉积物当中多种典型重金属的含量较高，包括Cd、Zn、Mn和Cu等，尤其是Cd的含量水平，已经远远超过了当地沉积物的背景值以及土壤元素背景值。 (2)内梅罗指数法和地累积指数法评价结果表明，湘江和浑河污染较重的重金属为Cd和Zn，三峡库区是Cd；而采用生态风险系数法评价结果显示研究区域污染较重的重金属为Cd和T1。湘江衡阳段和岳阳段、浑河流域以及三峡库区支流沉积物中重金属Cd的污染已经达到严重的程度。综合三种评价结果可知，湘江和浑河整体呈现出以Cd为主的多种重金属复合污染特征，三峡库区支流主要以Cd污染为主。 (3)研究区域表层沉积物中已经遭受铊污染。内梅罗指数法和地累积指数法评价法显示T1的污染尚不严重，但是潜在生态风险系数法评价结果显示湘江和浑河流域T1的生态风险程度绝大部分达到了“重度”的程度，三峡库区支流T1的生态风险程度也有部分达到了“中度”的程度。 (4)湘江和浑河部分采样点可能有稀土金属污染输入，但总体而言，湘江衡阳段和岳阳段以及浑河流域有一定程度稀土污染累积，尚不严重；三峡库区支流沉积物中无稀土污染。 (5)研究区域其他一些重金属的污染相对较高。湘江干流为Mo、Ag、W和Bi，浑河流域为Ag、Sn和Sb，三峡库区支流为Sr、Ag、Sn和Sb。尤其是Ag，在湘江和三峡库区Ag的污染仅次于Cd。Ag的污染还需要更进一步的研究。