长江流域沉积物中痕量金属(类)的源解析精准风险评估：生态健康风险与精准管控策略

本文创新性地整合正矩阵分解(PMF)源解析与蒙特卡洛模拟，首次在长江流域尺度实现沉积物痕量金属(TMs)的亚盆地级精准风险评估。研究发现：镉(Cd)平均超标背景值19.62倍，洞庭湖(DTH)和鄱阳湖(PYH)亚盆地人为源贡献超80%；工业源单独贡献38.1%生态风险，农业源砷(As)主导非致癌风险，而工业/自然源的铬(Cr)和砷(As)分别驱动致癌风险。研究建立了儿童暴露阈值体系(非致癌≤47天/年，致癌≤122天/年)，为流域重金属精准治理提供科学范式。

　　

Highlight
长江流域沉积物中痕量金属(类)的生态与健康风险呈现显著空间异质性。通过正矩阵分解(PMF)模型解析发现，工业活动贡献了38.1%的生态风险，而农业源砷(As)在全流域尺度主导非致癌风险。特别值得注意的是，镉(Cd)的平均富集系数高达背景值的19.62倍，凸显其优先管控地位。

Study area
长江流域横跨180万平方公里，是世界第三大流域。其阶梯状地形从青藏高原延伸至长江中下游平原，孕育了11个水文地质特征迥异的亚盆地。这种独特的空间格局使得重金属污染呈现"西矿东工南农"的鲜明源区特征——上游矿业密集区、中游工业聚集带与下游农业主导区形成污染"三元格局"。

Descriptive statistics of trace metal(loid)s
八大痕量金属的超标排序令人警醒：镉(Cd)以19.62倍背景值高居榜首，汞(Hg)和铜(Cu)紧随其后。空间热图显示，洞庭湖亚盆地成为"重金属热点"，其Cd、Pb、Zn形成显著污染三角带。有趣的是，尽管镍(Ni)和铬(Cr)绝对浓度较高，但其生态风险系数反而低于某些低浓度但高毒性的元素如Cd。

Conclusion
本研究构建了首个长江全流域沉积物重金属"源-汇-风险"评估体系。发现24.8%流域面临中高风险，其中工业源是最大"风险推手"。健康风险评估虽整体可控，但儿童群体需严格限制暴露时长——在风险最高的洞庭湖亚盆地，建议每年接触天数不超过47天(非致癌风险)和122天(致癌风险)。这些阈值参数为制定差异化管控策略提供了量化的"安全红线"。