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湘江是我国重金属污染最严重的河流之一。本次工作在湘江三角洲的河(湖)床采集四个沉积柱芯,得到样品128份,利用等离子质谱(ICP-MS)对其中94份沉积物样品的重金属元素和主量元素进行了系统的测试分析,运用传统地球化学分析方法对每个沉积物样品进行了pH值检测,并采用地累积指数法和综合富集指数法对沉积物重金属污染进行评价。通过对沉积物主量元素的分析可知,SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、Na2O和P2O5的含量在各沉积物样品中变化较大,但K2O的含量在各沉积物样品中变化较小；各主量元素含量在WH、XY、QN沉积柱芯沉积物中变化较大,在QS沉积柱芯沉积物中变化较小,暗示入湖河床沉积柱芯与湖盆沉积柱芯的沉积物物源存在明显差异；沉积物具有较高的风化程度,且入湖河床沉积柱芯比湖盆沉积柱的沉积物的风化程度高。依据各沉积柱芯沉积物重金属含量可知,重金属元素在入湖三角洲沉积物中明显富集,而在湖盆沉积物中富集程度明显降低,同时,大部分重金属元素在河床沉积物中的含量均表现为自上游到下游增高；Cd、Sc、Sn、Sb、Zn、Pb等重金属元素在各沉积柱芯中富集明显；依据各沉积柱芯沉积物重金属的富集系数(EF)可知,Ba、Sc、Mo、Th、U等重金属在河床沉积物(WH、XY、QN)中无明显富集(EF<2),V、Cr、Co、Ni、Cu、Tl等重金属为中等富集(2<EF<5),Zn、Pb、Sn、Sb等重金属达到显著富集程度(5<EF<20),而Bi和Cd等则达显著和极度富集程度(EF甚至大于100)。湖盆沉积物中所有重金属元素的富集程度明显降低；沉积物重金属污染地累积指数评价显示,湘江河口三角洲沉积物重金属污染最严重的为Cd,其次为Sn、Bi、Sb、Zn、Pb污染；入湖河段沉积物的重金属污染要比湖盆沉积物更为严重。沉积物重金属污染综合富集指数显示,各沉积柱芯综合污染排序为QN>WH>XY>QS。沉积物重金属与主量元素含量的相关性显示,赋存于沉积物中粘土矿物相的重金属元素主要有Ba、Sc、V、Cr、Co、Cu、Zn、Mo、Pb、Tl、U,赋存于沉积物中铁锰氧化物矿物相的重金属元素主要有、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd、Pb,赋存在难溶的副矿物相中的重金属元素主要有Ba、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu。通过SiO2与其它微量元素的相关分析,暗示入湖河床沉积柱芯(WH、XY、QN)与湖床沉积柱芯(QS)存在明显的物源差异；通过对主量元素和重金属元素特征分析可知,Bi、Mn、Zn、Cr、Co、Cu、Cd、Sn、Sb、Tl、U等重金属主要受人为活动影响,而Ba、Sc、V、Ni等重金属主要为自然来源。