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重金属在自然界中因具有毒性强、难降解、随食物链逐级富集等特性而受到广泛关注,南四湖是南水北调东线工程的重要调蓄枢纽,也是山东省重要的饮用水源和灌溉水源,流域内社会经济的快速发展导致沉积物中重金属污染日益严重。为分析南四湖表层沉积物中重金属含量的污染特征及历史演变,使用同位素定年、富集因子、多元统计分析、PMF模型分析、地累积指数、Tomlinson污染负荷指数法和潜在生态风险评价等方法进行分析,得到如下结果:1)重金属Cd在南四湖区富集最明显,达到中等富集水平,受人类活动影响较大,对南四湖重金属潜在风险指数的贡献率为76.1%,是南四湖生态风险现状的决定性因素。Cu和Pb的地累积指数和污染负荷指数较大,需要重点监测。南四湖大部分湖区处于中等生态风险水平,昭阳湖的中部和微山湖的东部地区出现强生态风险等级。上级湖流域面积大、接纳污染物多且污染物扩散受阻等原因导致上级湖的区域污染负荷大于下级湖。2)根据多元统计分析和PMF模型计算结果,南四湖表层沉积物中的重金属元素主要来源有四个类别:自然源主要贡献元素为Cr、Co、Ni、Zn、Sc以及部分Pb和Mn;工业源主要贡献元素为Cu、Mn、Pb以及部分Cd、As;农业源主要贡献元素为As和Cd,对Cu、Zn、Cr的贡献率也相当可观;交通源主要贡献元素为Pb、Cr以及部分Ni和Zn。3)定年结果分析表明1896-1960年间,南四湖重金属的来源以自然源和矿山活动为主。1960-2006年南四湖重金属的来源为自然源、工业中化石燃料的开采、使用和农业生产中使用化肥、农药。