水资源作为自然界的生命之源,是人类生存及繁衍的物质基础,更是社会发展的基石。流域重金属污染严重制约着社会经济的可持续发展,更是人类健康的巨大潜在隐患。重金属作为难生物降解性污染物,易于在生态环境中累积,且经过大气沉降、地表径流、雨水淋溶等途径进入流域水环境,并易吸附在颗粒物中进入沉积物。进行流域生态风险评价,是了解流域生态环境质量与现状的基础,更为流域重金属污染防治对策的提出提供可靠的理论依据。小清河作为山东省最重要的河流之一,是一条具有排水纳污、灌溉、航运、水产养殖等多功能的人工河道。自20世纪70年代起,流域沿岸城市化及工农业化生产水平的不断提高,工业废水和生活污水的排放使流域水污染问题日益突显,小清河作为主要的纳污河流,水体遭受严重的污染。随着治污力度的加大,小清河水质状况有了明显的改善,但重金属污染问题仍十分突出。本文以小清河流域沉积物重金属为研究对象,对干流10处采样点7种重金属进行浓度测定,并使用综合污染指数法、内梅罗指数、潜在生态风险指数法对沉积物重金属时空分布特征及生态风险进行分析评价;其次运用多元统计分析的手法,采用相关性分析、层次聚类分析、主成分分析等分析重金属之间的相关性及同源性,筛选部分经济数据指标,分析小清河流域内的18个县(市、区)的经济发展状况,分析风险成因。收集济南市近20年的沉积物重金属浓度数据,分析小清河济南段生态风险年际变化,并结合流域内县市涉重工业行业的发展历程,确定诱发小清河济南段沉积物重金属生态风险的驱动因素,为小清河流域重金属污染的防治及管理提出指导性意见。本文主要研究内容如下:(1)小清河流域沉积物重金属风险评价数据库的建立。本文分析了山东省小清河流域沉积物重金属分布特征、生态风险评价以及风险驱动力。经样本采集及重金属浓度测定、数据的收集、文献整理及实地调研,确定流域重金属浓度状况、历史浓度变化、流域自然及社会状况、工业发展历程等,初步建立小清河流域重金属生态风险评价的基础数据库。(2)小清河流域重金属现状及生态风险评价。为分析重金属分布特征,采用标准值比较法及变异系数分析等方法对重金属浓度进行描述性分析。采用沉积物质量标准法、综合污染指数、内梅罗指数法、地累积指数法、潜在生态风险指数法评价重金属生态风险。结果显示大码头、辛丰庄及西闸断面重金属浓度高,生态风险等级高,汞和镉的浓度超出背景值最大,单一风险水平较高。(3)流域重金属生态风险来源分析。为进一步开展流域重金属生态风险驱动力分析,确定引发流域生态风险的关键因素,使用多元统计分析法,利用相关性分析、聚类分析、主成分分析法来分析重金属之间的相关性及同源性,初步确定引发风险的目标重金属及风险成因的主成分。结果表明,小清河流域生态风险的主要来源是工业源,其次为大气源,最后是交通及农业源。(4)小清河济南段沉积物重金属生态风险变化趋势及风险源分析。分析济南段重金属历年浓度变化,结合诱发重金属生态风险的主导工业,分析济南段生态风险年际变化及驱动因素。结果表明,煤炭开采和洗选业,石油加工、炼焦和核燃料,化学原料和化学品制造,金属冶炼和压延加等工业对济南市重金属汞、铅、砷、铬生态风险有重要贡献作用。(5)针对流域重金属管理现状,从工业产业结构、农业面源污染、城市生活污水、污染管理制度以及宣传教育六个角度,提出针对流域重金属污染控制与治理、管理及政策制度等方面的建议,为流域重金属研究提供了有力的支持。