傳統沉積物重金屬生態風險評估方法受限于靜態特征，忽視生物有效性且依賴簡單指數，難以有效預測生態風險。因此，本研究將薄膜擴散梯度（DGT）技術與物種敏感度分布（SSD）相結合，構建了多層次生態風險評估方法（MERA），并應用于三峽庫區沉積物柱芯動態釋放過程中重金屬（As、Cr、Cu、Ni和Pb）短期與長期生態風險的精準量化。結果表明：下游區域五種重金屬總量及非殘渣態含量低于上、中游，而DGT有效態As與Ni呈現相反特征；DGT通量模型進一步證實沉積物對As的動態再補給能力顯著高于其他金屬。采用地累積指數、潛在生態風險指數（PERI）、風險評估編碼及修正PERI等傳統方法評估顯示，Cu和Ni為優先污染物，上游區域生態風險需優先關注。然而，DGT-SSD-MERA通過風險商值、聯合概率曲線及概率風險評估揭示了差異性結果：短期內單一金屬生態風險可忽略，金屬混合物的生態風險概率僅為0.31%；長期視角下，僅As在下游區域存在潛在生態風險，金屬混合物生態風險概率升至2.26%。因此，DGT-SSD-MERA明確將下游區域As生態風險列為優先關注。該方法為動態重金屬釋放條件下沉積物生態風險的精細化評估提供了有效工具。

沉積物柱芯中DGT可提取態金屬濃度（CDGT）、孔隙水中金屬濃度（CPorewater）及不同深度的R值。

香溪河沉積物柱芯不同深度風險商值評估結果。圖中紅色與藍色分別表征短期生態風險與長期生態風險的風險商值，顏色越深表示風險商值越高。

本研究利用DGT與DIFS模型系統闡明了香溪河沉積物中DGT有效態金屬的空間-垂向分布特征及其動態釋放規律，并構建應用了DGT-SSD-MERA方法。結果表明：五種金屬的總量及非殘渣態含量在下游區域均低于上游及中游；DGT有效態As濃度顯著高于Cr、Cu、Ni和Pb，并在下游區域達到峰值。五種金屬的擴散類型表現為“純擴散"或“部分維持"，指示沉積物補給能力有限。DIFS模擬進一步揭示，沉積物對As的再補給能力顯著強于其他重金屬，尤以下游區域最為突出。沉積物-水界面通量分析表明，沉積物在上游和下游區域均為As的源，存在釋放風險。由于忽視生物有效性且受限于靜態評估，傳統方法將上游區域劃定為優先關注區，Cu和Ni被認定為優先污染物。DGT-SSD-MERA評估結果則呈現顯著差異：（1）風險商（RQ）初篩顯示，As在上游和中游區域存在長期低生態風險，而下游區域在短期與長期均表現為低生態風險；（2）聯合概率曲線（JPC）與風險概率（RP）進一步確認，僅下游河口區As存在長期低生態風險；（3）金屬混合物的概率風險分析（PRA）表明，生態風險發生概率分別為0.31%（短期）和2.26%（長期），主要源自As，且集中于下游區域。傳統方法與DGT-SSD-MERA的差異主要歸因于復雜水環境中重金屬的動態釋放及DGT有效態金屬濃度的差異。綜上，DGT-SSD-MERA是評估復雜水環境沉積物重金屬生態風險的有效工具。

Xianqiang Lai, Songjun Guo, Meng Cui, Dongyu Xu, Bo Gao, Assessing ecological risk of heavy metals in sediment cores using in-situ monitoring and species sensitivity distribution, Environmental Research, Volume 283, 15 October 2025, 122091.