湿地是地球上最重要的生产性生态系统之一,在维持生物多样性和调节气候等方面具有重要作用。由于社会经济的快速发展和城市扩张,许多湿地生态环境都遭到大量不受控制的污染物输入的威胁。湿地生态系统污染防控及保护是当前研究的热点。沉积物对湿地多样性和功能有着重要影响,它是营养物质和污染物的蓄积库,但在环境改变时也会将残留的污染物释放到环境中。因此,对于湿地沉积物污染的研究十分必要。本文以草海表层沉积物及孔隙水为研究对象,通过野外采样和室内分析,利用多元统计分析方法和GIS技术,对沉积物中晶体矿物组成、氧化还原敏感元素的含量及其富集的影响因素进行研究,揭示了草海表层沉积物氧化还原敏感元素的空间分布特征、季节性变化特征和污染来源。主要研究结论如下:(1)草海表层沉积物中含有石英、方解石、黄铁矿、高岭石、伊利石、绿泥石和石膏等矿物成分。矿物组成主要受区域风化作用强度的影响。黄铁矿的存在反应其沉积环境为还原环境。石膏的来源可能与草海周围的土法炼锌厂大量排放有害气体和粉尘及酸雨有关。(2)表层沉积物有机质、总氮、总磷和p H在不同时期呈现出明显的空间差异性,高值区域均分布在西南湖区,西北和东部湖区含量偏低。与其他内陆型湖泊相比,有机质、总氮和总磷均处于较高的水平,有明显的蓄积性,内源负荷不容忽视。有机质和总氮分别达到了最低级别生态毒性效应(1%、0.055%)的数倍,表明极有可能引发较严重的生态毒性效应,从而对湿地中底栖生物造成危害。草海表层沉积物中不同氧化还原敏感元素含量差异较大。RSE含量受p H影响。在周边受污染较严重的浅水区,随着p H值增加,Cd和Pb在沉积物中逐步蓄积。孔隙水中各元素含量均未超过USEPA提出的CCC(USEPA2009提出的优先污染物国家推荐水质基准持续基准浓度)和CMC(优先污染物国家推荐水质基准最大基准浓度)标准。V和Cr的分配系数较高,表明其不易从沉积物中迁移出来。Pb和Zn分配系数相对较低,表明其易迁移。(3)沉积物中不同氧化还原敏感元素含量季节性变化明显。在枯水期,Pb、Zn和Cd的高值区域主要分布在湖心及西南部,向东北呈舌状递减;V、Cr、Ni、Cu和Mo的含量高值区域分布在西部及南部,向东部递减。在丰水期,Pb、Zn和Cd的高值区域由西南部偏移到西北部;V、Cr、Ni、Cu和Mo湖滨带含量大于湖心。沉积物中V、Cr、Ni、Zn、Cd和Pb可能是来自于人为活动影响,Cu和Mo可能源于自然来源,Fe和Mn可能主要受矿物影响。(4)草海沉积物综合潜在生态风险指数(MRI)平均值为344,处于重度生态风险水平,其中Zn和Pb达到较中度污染水平,Cd达重度污染水平。且Zn、Pb和Cd有持续富集的趋势。综合中国、美国和加拿大三种不同区域的沉积物质量基准评价结果可知,Zn和Cd时常发生生物负面效应。沉积物内的RSE对当地居民具有不可忽视的非致癌风险和较高的致癌风险(口摄入为主),儿童面对的致癌风险大于成人。