土壤毒害微量元素的过量累积会破坏土壤系统中原有生态平衡,引起土壤成分、结构和功能变化,导致农产品的产量和品质降低,并且可作为二次污染源对大气和水体造成毒害。近年来的调查结果显示,从长江源头的沱沱河直至长江入海口,沿江及两岸平原区出现宽度达几十至数百公里、贯穿全流域的土壤镉等毒害微量元素富集带,在该异常带范围内有多个地段出现相当比例的农作物毒害微量元素含量超标的现象。然而,目前对于沿江地区毒害微量元素富集带的成因还没有较为深入的研究,对其潜在生态风险还缺乏足够的了解。本文以安徽沿江地区为研究区,系统采集表层和深层土壤样品,分析研究区土壤中砷、铅、铜、锌、镉和汞等毒害微量元素的含量分布特征,揭示其富集成因和迁移转化规律,评价其潜在的生态风险。同时以该地区为典型区,探讨沿长江毒害微量元素富集带的成因。(1)安徽沿江地区土壤镉、砷、铅、铜、锌和汞元素含量在大尺度空间上的变异性主要受自然因素影响,母质和成土环境的差异是决定土壤毒害微量元素空间分布格局的主导因素。高pH和高含量的钙、镁、锌、镉、汞和较低含量的硅是安徽沿江潮土的突出特征。(2)研究区的成土条件下,砷的迁移能力较强,其在表层土壤中的含量一般低于母质层。而伴随粘化和腐殖化过程的表层土壤粘土矿物和有机质积累可导致镉、铅、铜、锌和汞在表层土壤中的富集。(3)利用多元统计分析方法识别毒害微量元素与常量元素之间的共生组合关系,可较为有效地分辨自然因素导致的毒害微量元素富集现象。(4)采用几何均值加两倍几何标准差为估算方法,求算各种类型土壤毒害微量元素的背景值,是适用于大尺度上确定区域土壤背景值的有效方法。在此基础上确定其在研究区异常分布,能够进一步区分自然和人为因素的影响。(5)成矿活动导致局部地区土壤母质中微量元素的异常、采矿和冶炼活动加剧的污染物扩散导致研究区局部地区砷、铅、铜、锌等土壤毒害微量元素的富集。毒害微量元素高度富集的土壤主要为矿区附近的水稻土,主要由引用污水灌溉所导致。(6)镉异常除与矿化作用及矿山采、冶活动关系密切外,空间分布上与河流水系关系密切,显示研究区内还有较为普遍的其它工业污染源。(7)矿化作用对汞异常分布的影响较小,其进入表层土壤的途径主要为大气干、湿沉降,其来源主要为大中城市等人口密集区,主导风向对其空间分布有明显的影响。(8)毒害微量元素形态分析结果表明,研究区土壤中镉主要以离子交换态存在,污染土壤的生态风险较高。铅的富集程度不高,但以离子交换和碳酸盐态存在的铅的比例较高,生态风险较大。腐殖酸态和强有机态是研究区土壤汞的重要存在形式,汞污染土壤的生态风险也不可忽视。本文利用高密度的面上土壤采样调查和典型区解剖分析,运用多种技术手段进行综合分析,首次在安徽沿江地区系统研究毒害微量元素的含量分布特征,揭示其富集成因和迁移转化规律,评价其潜在的生态风险。利用多元统计分析方法识别毒害微量元素与常量元素之间的共生组合关系,以分辨其在研究区表层土壤中的主要来源。筛选出较适宜的方法在大尺度上确定毒害微量元素的背景分布,进一步突出人为因素造成的异常分布,为土壤毒害微量元素的富集成因分析提供了新的思路。根据毒害微量元素的异常分布特征和形态分析等模拟实验结果,综合评价其污染生态效应,从机制上揭示了研究区内农产品安全的一项突出问题。