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城市灰尘重金属研究是城市灰尘研究的重要内容之一,灰尘重金属的赋存形态、含量特征、空间分布和污染评价等是城市灰尘研究中最集中的课题。目前,关于城市灰尘重金属的空间分布研究多以城市为单位,研究城市主城区内部“点”“线”“面”上灰尘重金属含量特征及其影响因素。且众多城市尺度灰尘重金属研究结果强调人类活动对于城市灰尘重金属含量和分布的绝对影响,尤其是交通区位和工业活动的作用程度突出。本文以金华市主城区、金华市城乡和浙江省三个不同空间尺度为研究区范围,探讨在各空间尺度上地表灰尘重金属的浓度和空间变化特征,宏观掌握地表灰尘重金属在不同空间尺度上的分布规律,及其呈现某种空间分布状况的自然地理环境因素和城市人类活动影响,以此为城市生态环境建设、城乡规划、区域发展、保障人体健康提供参考依据。通过定性、定量和空间分析相结合的研究方法,得到以下结论:1.不同空间尺度灰尘重金属含量特征和分布规律(1)金华市主城区灰尘重金属的累积程度依次是Zn>Pb>Co>Cu>Cr>Ni;金华城乡区域地表灰尘重金属累积程度依次是Co>Zn>Cu>Pb>Cr>Ni;浙江省省域上灰尘重金属的累积程度依次是Cu>Zn>Pb>Cr>Co>Ni。不同区域尺度Pb、Zn、Cu、Cr、Ni的累积程度由金华市城乡区域-金华市主城区-浙江省省域尺度逐渐升高。Co元素表现相反。(2)由金华市主城区到金华市城乡区域尺度,地表灰尘中重金属元素(Co元素除外)空间变异程度有随着研究区范围的扩大呈降低的趋势。且Cu、Cr明显的表现出由金华市主城区-金华市城乡区域-浙江省省域逐渐降低的变化特征。(3)金华市主城区灰尘重金属空间分布呈现明显的由市中心一、二个高值中心区向周围降低的趋势。在城乡区域上,主城区灰尘重金属含量高于乡镇地区;其中Pb、Cu、Cr、Zn和Ni的含量表现为金兰水库西南方向的乡镇高,西北方向的乡镇含量略低;Co表现相反。浙江省域上,灰尘重金属含量整体表现为东北高、西南低,东南高、西北低,由内陆城市向沿海市区逐渐升高。2.不同空间尺度地表灰尘重金属间的相关性变化(1)在置信度0.01的水平上,金华市主城区Pb、Cu、Zn、Ni元素间的相关系数均大于0.8,显著正相关;城乡区域上Pb-Cu、Pb-Cr、Pb-Zn、Ni-Pb、Ni-Cu、Ni-Zn的相关性仍较显著R>0.5;浙江省灰尘重金属相关性水平较高的元素是Ni、Zn,Pb同Cu、Zn、Ni的相关性降低,与Co的相关性程度略有加强。(2)由金华市主城区到城乡区域,灰尘重金属的相关性随着研究区范围的扩大呈降低的趋势,尤其是以交通和工业活动为污染来源的Pb、Cu、Zn、Ni变化明显。Cr元素与其他元素的相关性在各区域尺度上变化不明显,Co元素与其他元素间的相关性由金华市主城区到浙江省省域有升高的趋势。3.不同空间尺度经济社会活动的影响(1)城市各类经济活动是影响金华市灰尘重金属含量与分布的主要因素,且对主城区的作用程度高于乡镇地区。主城区的灰尘重金属含量特征和分布基本是由人类活动的方式和范围决定,其中影响程度最大的是交通和工业中的冶金工业,其次是餐饮、印刷、医疗卫生。乡镇地区灰尘重金属的累积因素主要有交通、乡村能源结构、固体生活垃圾焚烧及乡村合金工业等。(2)浙江省灰尘重金属,除Co元素外,都与人口密度、工业产值、第三产业产值、民用汽车拥有量等经济社会发展指标显著相关。研究得影响浙江省灰尘重金属含量的两大经济社会因素,一是城市的产业发展、交通和能耗,二是城市人口和城区面积。4.不同空间尺度区域自然地理环境的影响(1)金华市生态优良的乡村地貌特征和高森林覆盖率对地表灰尘重金属的吸收、降低浓度具有重要的影响作用,是影响灰尘重金属含量与分布的自然因素之一。(2)浙江省西南高东北低的地势特征和季风活动是影响浙江省灰尘重金属空间迁移、扩散和稀释的重要因素。(3)土壤环境背景也是重要的影响因素。除Co元素外,各区域尺度上灰尘重金属元素变化趋势与当地的土壤背景变化一致,且与土壤元素背景的关联度有随着研究区域扩大而升高的趋势。