洞庭湖是中国第二大淡水湖和国际重要湿地,是很多野生动植物的理想生境,具有重要的生态功能。由于洞庭湖受到人为影响,特别是造纸厂、电镀厂、化工厂等工业废水的排放,使得洞庭湖存在严重的重金属污染。重金属具有毒性、持久性、来源广泛性和不可生物降解性,它们在生态系统和食物链中的积累会对动植物和人类健康产生很大影响。因此,开展洞庭湖重金属污染潜在生态风险评价及来源解析,有助于明确重金属污染程度,开展重金属污染综合防治。另外,开展重金属对越冬水鸟暴露研究,对洞庭湖重金属风险管理和鸟类保护具有一定指导意义。首先,本研究于2011~2013年枯水期在洞庭湖10个采样点采集表层底泥,研究重金属分布的变化趋势、风险和来源。Cr、Cu、Pb、Cd、Hg、As三年的平均浓度分别为91.33、36.27、54.82、4.39、0.19、25.67 mg/kg,均高于相应的背景值。运用底泥质量基准(SQGs)、地累积指数(Igeo)和潜在生态风险指数(RI)评价重金属的污染程度,Cd、Hg、As的风险很高,Cr有明显的增加趋势。将污染负荷指数(PLI)与地理信息系统(GIS)相结合评价重金属污染的时空变化,结果显示来自湘江的污染贡献越来越大。运用多元统计分析方法确定重金属的来源,研究表明人为源主要来自采矿、冶炼、化工和农业活动。其次,本文整合了一个暴露模型用来评价重金属对越冬水鸟(白琵鹭、黑腹滨鹬、小白额雁)的暴露风险。在洞庭湖9个水鸟栖息地采集水样、植物、土壤和鱼样检测Cr、Cu、Pb、Cd、Hg、As重金属的浓度,数据显示通过饮水暴露途径的重金属摄入剂量很小,可以忽略不计。有一个敏感区位于湘江入湖处,Cd和As暴露剂量均超过了最保守的日耐受剂量。总的来说,黑腹滨鹬比白琵鹭有着更高的风险,Hg、Pb、Cr可能对肉食性水鸟产生不利影响,Cu和Cd相对较为安全。重金属对小白额雁基本没有风险。再次,本文以越冬水鸟栖息地相对聚集的东洞庭湖为例,进一步完善了重金属对鸟类的暴露风险评价模型,并提出了一种划分优先控制污染物和优先控制污染区域的方法。研究于东洞庭湖10个主要雁鸭类栖息地采集苔草和土壤样品,分析了Cr、Cu、Pb、Cd4种重金属。结果显示Cr和Pb对雁鸭类水鸟可能产生不利影响,而Cu和Pb较为安全。Cr风险最高,被确定为优先控制污染物;Pb存在低风险。基于地统计方法的空间插值图显示,春风湖有着较高的综合风险和较多的鸟类,应该引起关注。另外,危害商(HI)较高的区域被划分为优先控制区域,用于风险管理和水鸟保护。最后,结合本文研究结果,有针对性地提出了洞庭湖重金属污染综合防治和生态环境保护对策。