论文摘要
本文对城市环境地球化学的产生及其定义,城市土壤重金属的污染特点、来源与毒理性进行了较为全面系统的概述,选取四平市大气干湿沉降和表层土壤为研究对象,利用数理统计法对As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn七种重金属含量与pH值进行统计分析,采用单因子污染指数法、地质累积指数法和内梅洛综合污染指数法结合环境质量分级标准对重金属含量进行评价,利用MapGis软件绘制含量分布图和污染评价图,最后利用因子分析法对四平市大气干湿沉降和表层土壤中重金属来源进行解析。论文主要结论如下：1.各采样点大气降水样品pH值表现出一定的季节变化特征。大气降水中各重金属含量大体表现为秋冬高,春夏低。大气降水中除重金属Pb秋季采集样品的含量超地表水环境质量标准Ⅱ类标准外,其他样品均低于Ⅱ类标准,其中重金属Hg、Cr和Cd含量更是低于Ⅰ类标准。2.大气干湿沉降中重金属含量变化范围较大,Cr、Cd含量随季节变化不明显,As在采暖期的含量较非采暖期高,而Cu、Hg、Pb和Zn的含量则是采暖期低于非采暖期,即夏秋季较高。As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn大气干湿沉降年沉降总量分别为171.11、11.52、322.12、324.31、2.57、505.93和2180.73kg/a。3.四平市城市表层土壤pH值较背景值略有升高,表明出一定的碱化趋势。四平市表层土壤中重金属受人类活动影响显著,各重金属平均含量均显著高于国家、吉林省和四平市表层土壤背景值。4.重金属空间结构特征分析表明,Cu、Pb含量主要受人为因素影响。As受随机性因素和自然因素共同作用。其余各元素主要受自然因素控制,受人为因素干扰较小5.四平市表层土壤重金属各化学形态百分比含量虽然并不相同,但其百分比含量高低趋势基本一致,As、Cu等六种重金属元素均以残渣态形式存在。Cd与之相反,主要以离子交换态和碳酸盐结合态等活性态存在。重金属各化学形态与全量间的相关性分析揭示,Cd、Cu、Hg、Pb和Zn的残渣态百分比含量与其全量间均呈极显著正相关。土壤pH值对水溶态和离子交换态这两种较不稳定的活性态具有显著影响。6.研究区表层土壤重金属元素Cu、Pb、Zn和Cd的含量与土壤pH值呈显著正相关关系,其中Zn含量与土壤pH值间的相关性尤为显著。7.四平市表层土壤中大部分重金属单因子污染指数处于较低水平,环境污染状况并不严重,仅Hg、Cu、Pb、Zn和Cd五种重金属仅存在潜在污染威胁,而未受到As、Cr污染,但局部区域存在污染现象。内梅洛综合污染指数为1.42,达轻度污染程度,其中有局部区域存在中度污染,无重污染区。采用地质累积指数法评价表层土壤重金属含量,Cr无地址累积污染威胁；As的土壤环境质量较好,90%以上区域未受累积污染；Cu、Pb和Zn存在中度以上程度污染；Hg存在较严重的潜在污染威胁,全区无清洁区。8.采用因子分析法对表层土壤污染物来源解析表明,重金属Cu、Pb和Zn主要来自交通运输；Cr起源于自然源；As和Hg来源于煤炭、垃圾的燃烧；Cd则是人类工业生产活动的主要产物。