研究采用四酸消解法(HCI-HNO3-HF-HCIO4)、Tessier法及BCR法对样品进行处理,测定了武河湿地沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Hg七种重金属元素的全量含量及赋存形态,并测定了水体中上述各重金属元素的含量及湿地水土环境中各理化性质,分析了各重金属元素的含量特征、时空分布特征、污染来源、形态特征及其影响因子,并运用富集因子法、内梅罗综合污染指数法、污染负荷指数法、地累积指数法及潜在生态风险指数法对湿地的污染程度和潜在生态风险进行了评价,以期为人工湿地处理城市污水提供科学依据。结果表明:(1)从含量上看,水体中Cu、Zn、Cd、As污染轻微或无污染,枯水期和平水期出现Pb、Hg污染,丰水期Cr污染严重;枯水期Zn、Cr变异系数较高,平水期Hg、Cr、Cu、Zn可能存在点源污染,而丰水期各金属元素分布相对均匀。上覆水中各重金属元素的含量呈现出类似的规律。表层沉积物中Cu、Zn、Cd、As、Hg污染严重,三个水期中各重金属元素的含量均为丰水期最高;水平分布特征上,与水环境中重金属的含量相比,其变异系数相对较小,分布较为均匀,仅枯水期Cu、Zn两种元素变异系数较高,可能存在点源污染。(2)沉积物中重金属含量垂直分布(0~30 cm)特征上,Cu分布规律不明显;Zn含量随深度增加而降低,Hg呈现出与之相反的趋势;Pb、As含量呈现出先降低后增加的趋势,并分别在10 cm、6 cm处出现一个低峰,不同的是As在10 cm出现一个高峰后变化相对平缓;Cr、Hg则呈现出增加后降低的趋势。(3)通过主成分分析、聚类分析及相关分析可以发现,水体中重金属元素最主要的来源是工农业活动废水排放,此外城市生活排污、生活垃圾的堆放及农药的不合理施用也是其重要的污染源;水体中Cu、Zn、Pb、Cr、Hg主要来源于工业污水和农业废水,Cd、As除此之外,还受生活垃圾和农药化肥的影响。沉积物中重金属最主要的来源也为人为源,如工业排污和农业废水,Cu、Zn、Pb、Cr、As、Hg均主要来源于此;农业化肥、农药及生活垃圾也可导致大量Cd、As元素进入自然环境;自然背景值对Cu、Zn、Hg等元素有一定的影响;物理、化学及生物活动对于Pb、Cr、Hg等稳定性较差的元素存在显著的影响。(4)三个水期(枯水期、丰水期、平水期)沉积物中Cu、Zn、Pb、As主要以残渣态形式存在,Cr元素主要以残渣态和有机结合态的形式存在,Cd、Hg均主要以可提取态的形式存在。通过对Tessier法和BCR法的比较,发现BCR法分析有效态金属时优势明显,Cu、Pb、Cr采用BCR法更为合适。(5)通过相关分析和回归分析发现,粒度、磁化率、pH、Eh、水体富营养化程度及金属元素全量含量均可影响重金属元素的赋存形态。(6)对湿地沉积物中重金属污染现状和存在的生态风险进行评价表明:其污染程度表现为平水期>丰水期>枯水期;Pb、As富集程度低、污染轻微,Hg富集程度较高,污染严重,Zn、Cu、Cd、Cr也表现出不同程度的污染;湿地重金属元素的潜在生态风险表现为丰水期>平水期>枯水期,Cu、Zn、Cr潜在生态风险轻微,Hg、Cd潜在生态风险较高。此外,各重金属元素CEF值均大于1,说明其受人为扰动影响较明显。