澜沧江-湄公河流域是亚洲最重要的跨界河流流域之一,具有较高的经济、社会和生态价值。澜沧江是湄公河的上游河段,目前面临着水生态系统恶化的问题,是水资源与环境可持续管理的热点地区。河流沉积物是河流生态系统的基本组成部分,不仅为底栖生物提供营养,还作为重金属等污染物的汇和次级来源。由于重金属具有毒性、持久性、非生物降解性和生物累积性,即使在低浓度水平下,水生环境中的重金属污染问题也日益受到关注。因此了解河流沉积物中重金属的空间分布及其生物有效性对水生生态系统的风险评估和环境保护具有重要意义。为此,本研究以澜沧江流域的两座梯级深大水库（即小湾水库和糯扎渡水库）为研究对象,通过分析沉积物-水剖面中重金属的空间分布,研究了沉积物中重金属砷（As）、铁（Fe）、锰（Mn）和硫（S）的沉积和迁移规律。通过分析影响砷生物有效性的因素,探讨了梯级水库的运行对砷生物有效性的影响。根据本研究的实验分析,得出主要结论如下:（1）小湾水库和糯扎渡水库上覆水及沉积物的理化特性。小湾和糯扎渡水库的上覆水均为弱碱性,小湾水库上覆水的温度低于糯扎渡水库,电导率高于糯扎渡水库,在水库深处只有少数区域处于缺氧状态。小湾水库沉积物中碳、氮含量略低于糯扎渡水库,两个水库的碳氮比相当。糯扎渡水库沉积物总砷浓度范围为21.47-83.31 mg/kg,平均值为34.24mg/kg,小湾水库沉积物总砷浓度范围为10.97-57.83 mg/kg,平均值为26.80mg/kg。小湾水库沉积物中总砷浓度低于糯扎渡水库。两个水库砷的平均浓度约为阈值效应浓度的2.37-4.85倍,表明沉积物中的砷具有潜在的生物不利影响。总体上,小湾水库沉积物中铁、锰、硫、砷的浓度略低于糯扎渡水库。在小湾和糯扎渡水库沉积物中,砷和锰元素之间存在很强的正相关。砷与铁元素之间的正相关性较弱。砷和硫之间几乎没有相关性。（2）小湾水库和糯扎渡水库沉积物中砷的赋存形态特征。沉积物中不同赋存形态砷的占比按以下顺序排列:残渣态＞可还原态＞可氧化态＞酸溶态。非残渣态砷主要存在于两个水库的可还原组分中,而酸溶态组分和可氧化组分的比例很小。与砷不同,沉积物中不同赋存形态锰的占比按以下顺序排列:酸溶态＞残渣态＞可还原态＞可氧化态。锰对非残渣态组分有更大的亲和力,这可能会增加锰在环境中的潜在生物利用度和迁移率。基于生物有效性系数和风险评价指数的结果,沉积物样品中锰的迁移率相当高,具有较高的流动性和释放风险,砷的迁移率较低,具有较低的流动性和释放风险。（3）小湾水库和糯扎渡水库沉积物中活性态砷的分布特征。小湾水库活性态砷的平均浓度大于糯扎渡水库活性态砷的平均浓度。梯级水库的运行对总砷和活性态砷均有不同程度的影响。活性态砷的浓度沿沉积物剖面上的变化大于沿上覆水的变化,这可能由沉积物的非均质性、成分复杂以及底栖生物在沉积物中的干扰造成的。活性态铁、锰、硫的浓度均有沿沉积物深度的增加而增加的现象。随着沉积物剖面深度的增加,缺氧条件导致铁氧化物和锰氧化物发生还原溶解,导致活性态铁、锰、硫释放。在NZD-B点,扩散通量结果表明沉积物为活性态砷和硫的汇。在NZD-C点,扩散通量结果表明沉积物为活性态铁、锰和硫的汇。在XW-A、XW-B、XW-C以及NZD-C点,扩散通量结果表明沉积物为活性态砷、铁、锰和硫的源,活性态砷、铁、锰、硫均有从表层沉积物释放到上覆水的风险。（4）梯级水库运行对砷循环的影响。沉积物中总砷的浓度较低,并不意味着砷的生物利用度较低。沉积物中总砷浓度不能反映砷在沉积物中的生物利用度。梯级水库的运行对总砷无显著影响,但对活性态砷的影响较大。沉积物的源变化是解释沉积物中重金属分布空间变化的主要原因。相关分析表明,DGT法测量与BCR方法测量的活性砷缺乏相关性。DGT技术预测优于传统方法。砷的迁移率与铁、锰、硫生物地球化学密切相关。砷可以通过络合作用吸附到Mn（Ⅳ）氧化物和Fe（Ⅲ）（氢）氧化物矿物上,也可以通过Fe/Mn还原来释放。硫化物诱导的化学还原是Fe/Mn还原的主要途径,硫化物通过刺激Fe/Mn还原来活化砷。在小湾水库中,锰和粉砂是揭示砷生物有效性的关键因素。在糯扎渡水库中,活性态锰、活性态铁、活性态硫是揭示砷生物有效性的关键因素。这表明在梯级水库的影响下,两个水库的生物物质循环机制存在显著差异。