论文摘要
城市街道灰尘（Urban Street Dust）是城市环境学的研究对象之一。与城市土壤和大气颗粒物相比,城市街道灰尘是一种物质组成和来源更为复杂的环境介质,在交通运输、工业生产和城市建设等人类活动的强烈干扰影响下,包含了特定的环境信息和污染指示作用,成为城市环境污染的重要来源。兰州市西固城区是一个重工业河谷型城市,具有半个多世纪的工业发展史,重金属在街道灰尘中的不断累积不但对当地生态环境造成面源污染,而且对人体健康也会构成潜在威胁。因此,开展兰州市西固城区街道灰尘重金属含量及相关基础研究,具有较为深远的科学意义和现实意义。本论文以兰州市西固城区街道灰尘为研究对象,测定了街道灰尘的粒径组成、有机质含量和Cu、Zn、Pb、Ni、Cr、Cd等六种重金属元素的含量,研究了各重金属在西固城区街道灰尘中的含量统计与分布特征、来源、污染现状及潜在生态危害。研究结果表明:（1）研究区街道灰尘颗粒物中,粗砂（1-0.25mm）仅占7.79%,细砂（0.25-0.05mm）占47.05%,粉粘粒（＜0.05mm）占45.16%,自然降尘和人为活动对城区街道灰尘粉粘粒的贡献率分别为37.67%和62.33%。西固城区街道灰尘有机质含量均值为7.10%,大大高于兰州城区表土和灰钙土中有机质含量,服从对数正态分布特征。（2）统计分析结果表明:①、西固城区街道灰尘中Cu、Zn、Pb、Ni、Cr、Cd含量算术平均值分别为75.70mg/kg、350.03mg/kg、110.77mg/kg、167.38mg/kg、144.24mg/kg、2.87mg/kg,依次为城郊对照点街道灰尘中相应重金属含量的2.99倍、3.38倍、2.38倍、3.70倍、1.37倍和1.74倍,Cr受当地城区与城郊人类活动强度差别的影响相对较小。②、Ni、Cr含量在国内外均处于较高水平,而Cu含量处于较低水平;Zn、Pb、Cd在国内处于中等含量水平,而在国外处于较低含量水平。③、六种重金属元素的含量都高于相应地壳丰度值,也远高于我国土壤的自然背景水平;Ni、Cd及Zn的累积已非常明显,不利于维护人体健康,可能对城区街道两旁植物正常生长产生相对更大的威胁。（3）重金属含量分布规律如下:①、人类活动强度对于街道灰尘重金属含量的累积产生正效应,各重金属含量在不同功能区的分布表现出一致性:北部工业片区＞中部缓冲过渡区＞南部生活片区＞南部城郊对照点,具有从北向南递减的大致趋势,尤以Zn、Pb、Ni、Cr四种元素最为明显;②、Cu、Cd二元素含量分布受土地利用方式差异的影响相对较小,工业活动对西固城区街道灰尘中Zn、Pb、Ni三元素的含量分布有重要的影响,Cr元素的累积受工业活动的影响较小;③、本文划分的灰尘粒径对西固城区街道灰尘中Cu、Zn二元素的含量累积都无显著性影响。Pb、Cr两元素更易在0.25～0.074mm粒径街道灰尘中累积,Ni元素更易在0.074～0.050mm粒径街道灰尘中累积,Cd元素则更易在＜0.050mm粒径街道灰尘（粉粘粒）中累积。（4）相关分析和主成分分析结果表明:Cu、Zn、Pb、Cd四种重金属元素含量两两之间呈显著正相关,主要来自于工业和交通运输活动排放,其中Zn、Pb、Ni三元素部分工业来源来自钢材的磨损;Cr元素含量与其他5种重金属元素以及有机质含量之间都不具有显著相关性,主要来自土壤的风化。工业和交通活动来源占61.54%,自然来源占18.57%,其他来源占19.89%。各重金属元素之间的含量关系与元素表生地球化学特征有关。（5）地质累积指数和潜在生态风险评价结果表明,西固城区街道灰尘Cd属于偏重污染,Ni处于中污染水平,Cu、Zn、Pb三种元素均处于偏中污染水平,Cr仅受到轻污染;研究区街道灰尘重金属Cd含量的潜在生态危害极强,达Ⅴ级水平,而重金属Cu、Zn、Pb、Ni、Cr含量的潜在生态危害均轻微,为Ⅰ级水平。城区街道灰尘重金属潜在生态危害指数为698.29,总的潜在生态风险很强,达Ⅳ级水平。