本文以湖北省大冶市有色金属冶炼厂周边道路灰尘中重金属为研究对象,于2017年12月8日到12月12日在有色冶炼厂周边地区共采集62个样品,其中冶炼区5个、工业区15个、文教区9个、居住区28个和商业区5个样品。使用电感耦合等离子体质谱仪测定了道路灰尘中Hg、Pb、As、Cd、Ni、Cu、Zn、Tl、Sb、V、Cr、Co和Mn的含量,利用污染指数、地累积指数、富集系数分析了灰尘中Hg、Pb、As、Cd、Ni、Cu、Zn、Tl、Sb、V、Cr、Co和Mn的含量特征。采用相关分析法、主成分分析法、聚类分析法、正定矩阵因子法、克里金空间插值法系统解析了灰尘中重金属的来源,借助健康风险模型、潜在生态风险模型估算了研究区的健康风险和生态风险。经分析可知,大冶有色冶炼厂周边道路灰尘中Hg、Pb、As、Cd、Ni、Cu、Zn、Tl、Sb、V、Cr、Co和Mn的均值含量分别为2.78、318.28、142.85、15.04、72.17、2678.34、505.96、0.97、26.03、102.42、321.42、47.05和965.20 mg/kg。Hg、Pb、As、Cd、Ni、Cu、Zn、Tl、Sb、V、Cr、Co和Mn的均值含量分别超湖北省土壤背景值的34.75、11.92、11.61、79.16、1.93、87.24、6.05、1.67、15.78、3.74、3.06和1.36倍,表明道路灰尘中Hg、Pb、As、Cd、Cu、Sb和Co富集程度较高。从不同功能区道路灰尘中重金属含量对比来看,冶炼区和工业区道路灰尘中重金属含量高于文教区、商业区和居住区,工业区的Hg、V、Cr和Mn含量高于其它功能区,而Pb、As、Cd、Ni、Cu、Zn和Sb在冶炼区的含量最高。不同研究区域道路灰尘中重金属含量对比显示,冶炼活动对道路灰尘中重金属的富集程度影响明显大于交通活动、旅游活动。从污染指数、富集因子和地累积指数综合来看,Hg、Pb、As、Cd、Ni、Cu、Zn、Sb、V、Cr、Co、Mn在研究区域呈现不同程度的富集,其中Hg、Cd、Cu的富集水平较高。对Hg、Pb、As、Cd、Ni、Cu、Zn、Tl、Sb、V、Cr、Co和Mn进行相关分析、聚类分析、因子分析和正定矩阵因子分析,结果表明研究区道路灰尘13种重金属主要有4种来源。因子1为煤炭燃烧源,主要载荷元素为Hg;因子2为机械加工制造源,主要载荷元素为Cr、V、Mn;因子3为交通和冶炼活动源,主要载荷元素为Pb、As、Cd、Ni、Cu、Zn、Sb、Co;因子4为自然源,主要载荷元素为Tl。煤炭燃烧源、机械加工制造源、交通冶炼活动源、自然源的贡献率在本研究区域的贡献率分别为11.65%、24.59%、41.08%、22.68%,因此,交通和冶炼活动及机械加工制造是研究区域的主要污染源,且由指数函数模拟可知,冶炼活动主要影响范围为主导风向3公里以内区域。分析Pb、As、Cd、Cu、Hg、Ni、Cr和Zn的综合潜在生态风险可知,整个区域处于很高潜在生态风险水平,90%以上的样品综合生态风险值大于600。主要是由于Hg、Cd和Cu所致,且最高值出现在冶炼厂和工业园附近,说明冶炼活动和工业活动对当地生态环境产生了较大影响。分析各元素潜在生态风险可知,各重金属表现出不同程度的的潜在生态风险水平,其中Hg、Cd、Cu潜在生态风险水平较高,而Ni、Cr、Zn潜在生态风险较低。分析不同功能区综合潜在生态风险可知,冶炼区和工业区综合潜在生态风险较大,综合生态风险指数分别达8556.03和5366.03。分析各元素在不同功能区潜在生态风险可知,冶炼区潜在生态风险指数较大的元素是Zn、Cu、Cd、As、Pb和Zn,在工业区潜在生态风险指数较大的元素是Cr、Hg、Ni,其中Hg、Cd、Cu已经处于很高潜在生态风险水平,这更加印证了上述Pb、As、Cd、Cu、Hg、Ni、Cr、Zn的来源分析。分析As、Cr、Pb、Cu、Cd、Hg和Zn非致癌风险表明,该研究区成人通过道路灰尘中重金属暴露基本无健康风险,非致癌总风险值为5.75×10^-2。儿童存在非致癌风险,风险值为5.06,主要受到As带来的非致癌风险影响,且由于儿童相对成人更加敏感和吮吸手指的行为,再加上没有任何保护措施,使得儿童非致癌总风险高于成人。7种重金属非致癌总风险风险大小排序为:As>Cr>Pb>Cu>Cd>Hg>Zn。计算不同途径各重金属暴露量以及非致癌风险可知,经消化道吸收为研究区域灰尘中重金属暴露的主要途径。儿童在消化道吸收途径中非致癌风险最大的元素为As,HQ>1。各元素在呼吸道吸收和皮肤接触途径非致癌风险均小于1,成人在三种途径中非致癌风险小于1,说明成人在三种暴露途径中基本无健康风险,儿童主要是在消化道吸收途径受到As带来的非致癌风险影响。分析不同功能区儿童和成人的非致癌风险可知,儿童和成人非致癌风险均表现为在冶炼区和工业区较高,成人在五个功能区非致癌风险小于1,儿童在冶炼区非致癌风险大于1,主要是由于As在冶炼区非致癌风险较高所致。在冶炼区非致癌风险较大的元素为Pb、As、Cd、Cu和Zn,在工业区非致癌风险较大的元素为Hg、Cr。分析As、Cr、Cd三种元素致癌风险可知,三种元素致癌总风险为1.43×10^-6,在安全范围(<1×10^-4)内,致癌风险可以忽略。Cr致癌风险高于As和Cd,主要是由于分布在工厂附近的个别点Cr致癌风险值较高所致。分析不同功能区致癌风险可知,五个功能区中,冶炼区和工业区的致癌总风险较高,风险值分别为1.67×10^-6和2.03×10^-6,在阈值范围(10^-610^-4)之内,说明冶炼区和工业区各元素致癌风险在可接受范围之内。工业区、商业区、文教区、冶炼区致癌风险最大的元素均为Cr,而居住区致癌风险最大的元素为As。