城市地表颗粒物作为污染物的重要载体,在降雨径流的冲刷作用下颗粒物富集的重金属会发生迁移,进入城市水体,从而恶化水环境。但目前国内对颗粒物重金属的相关研究仍存在不足,尤其在城市地表颗粒物的重金属污染负荷,实际降雨冲刷作用下颗粒物所含重金属的释放程度,以及颗粒物对径流雨水重金属污染负荷的贡献等方面缺乏研究。本文以北京市的城市地表颗粒物重金属(Cu,Zn,Pb和Cd)作为研究对象,在全面了解国内外相关方面研究的现状后,分析了城市地表颗粒物的粒度分布特征,探讨了城市地表颗粒物粒径组成的影响因素。明确了各粒级城市地表颗粒物重金属的含量水平,并运用Tessier法研究不同粒径城市地表颗粒的重金属形态赋存特征,采用不同方法评价城市地表颗粒物的重金属污染水平和生物有效性。最后通过探究降雨前后城市地表颗粒物的重金属迁移规律,定量分析了城市地表颗粒物重金属污染负荷对城市雨水的贡献。通过上述研究,主要结论如下:(1)城市地表颗粒物的组成以中小粒径为主,粒径<300μm的占70%左右。外界风力作用、车流量、周围建筑施工行为、雨前干燥期是影响颗粒组成的重要因素。此外,道路材质、粗糙程度直接影响颗粒物的累积程度。(2)随着城市地表颗粒物粒径的逐渐增加,所含的重金属浓度则会逐渐下降。粒径<300μm的城市地表颗粒物,其各种重金属的含量均最高。对于该粒径范围的颗粒物,其Cu、Zn、Cd、Pb含量占总量的比例分别为:74.7%、55.5%、71.3%、56.6%。各形态重金属在城市地表颗粒物中的赋存比例均不相同,其中:Cu主要赋存形态为有机结合态;Zn主要为碳酸盐和铁锰氧化物结合态;对于Pb,其铁锰氧化物结合态、残渣态和有机结合态的比例较高;而Cd的可交换态和碳酸盐结合态含量最高。同时Pb和Zn的形态赋存特性具有一定的“粒径效应”:随着城市地表颗粒物粒径的上升,非残渣态含量所占比例的总和则呈下降趋势。(3)地表颗粒物的Cu、Cd和Pb含量均明显比北京市土壤的重金属背景值高,其中污染最为严重的是Cd、Pb。通过地累积指数法,以及Hakanson潜在生态风险指数分别对重金属的污染程度进行评价,结果均为:Cd>Pb>Cu>Zn。城市地表颗粒物各种重金属来源主要为城市交通活动,而煤炭燃烧也是Pb主要的来源之一。(4)实际径流冲刷作用下,颗粒物重金属的释放能力依次为:Cd>Pb≈Cu>Zn。径流雨水中四种金属污染负荷的增量占颗粒物重金属污染负荷的贡献率依次为:Cu:0.72-22.21%,Zn:4.05-15.61%,Pb:0.71-16.83%,Cd:2.07-35.16%。平均降雨强度和雨前干燥期的比值(di)与地表颗粒物重金属的污染负荷贡献率高度相关。