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长江中下游草型湖泊近百年来沉积物重金属污染历史及潜在生态风险:以湖北西凉湖为例

Li, Zhang, Li and 4 others

Journal of Lake Sciences1 Jan 2026Open access

NobleIDark:/48914/w1/20261105/8C897639DOI10.18307/2026.0422

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Abstract

西凉湖是长江中下游典型的草型湖泊,沉积物中重金属的污染历史对区域环境管控具有重要指示意义。基于沉积岩芯的210Pb/137Cs定年,结合地球化学指标(Al、K、Ti、Ca、Mg、Zn、Cr、Cu、As、Cd、Pb)、粒度组成和有机质含量,以及重金属的富集系数(EF)和潜在生态风险指数(Er、RI),重建了西凉湖1858—2021年重金属污染和潜在生态风险的演变过程。结果表明:沉积物中重金属的污染和潜在生态风险历史主要分为三个阶段:阶段Ⅰ(1858—1963年)为自然主导期,重金属的富集和风险程度较低(EF≈1,RI≤75);在阶段Ⅱ(1963—1988年)农业活动增加了As、Cd和Pb的富集(EF>1.5),由于草型湖泊生态缓冲作用(如碳酸盐沉淀导致Ca/(Mg+Al)比值升高及元素稀释效应),其生态风险尚未显现;在阶段Ⅲ(1988—2021年)工业排放加剧了Cd、Pb和Zn的污染,其中Cd的富集最为显著(EF>8),RI达到111(中等风险),Cd的贡献率高达84%。正定矩阵因子分析结果显示,自1858年以来,自然源的贡献由54%下降至3%,而农业源(以As、Zn、Pb为主)和工业源(以Cd、Zn为主)分别上升至44%和54%。Cd的生态风险指数于1993年突破强风险阈值(>80),这可能与工业污染物输入叠加植被退化导致的生态缓冲功能减弱及重金属形态再活化有关。本研究揭示了草型湖泊在重金属污染累积与释放过程中具有区别于藻型湖泊的“污染缓冲—风险转化”双重机制,为长江中下游不同类型湖泊的差异化治理与生态修复提供了科学依据。

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