城市土壤是城市的基础,近年来,随着工业化城市化进程的加快,城市土壤与城市灰尘成为城市污染的源和汇,城市土壤和灰尘潜在危险性元素污染的研究已经成为全球环境领域研究的热点。本文以西安和榆林市为研究区域,利用体外胃肠模拟UBM法和肺部模拟ALF和 Gamble’ssolution 对城市土壤与灰尘 As、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Pb、Sr、Zn十二种潜在危险性元素生物可给性进行研究,采用Tessier连续提取获得 As、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Pb、Sr、Zn 十二种潜在危险性元素的化学形态分布,通过各元素的形态分布与其生物可给性相关分析,揭示影响元素生物可给性的主要形态。同时运用IEUBK模型对0-6岁儿童血铅水平进行预测。得到的主要结论如下:(1)不同元素在土壤和灰尘中的胃肠可给性存在一定的差异。西安和榆林土壤和灰尘中Cr的胃肠可给性均较小,说明其较难被人体吸收利用。肠相可给性高于胃相的元素有As和Cu,主要由于肠相中的As在土壤和灰尘表面有较高的解析率,Cu2+易与肠液中的胆盐和胰酶络合,进而肠相可给性提高。西安土壤和灰尘中Co、Mn、Ni、Pb、Sr、Zn基本均呈现出胃相高于肠相的情况,榆林土壤和灰尘中Co、Mg、Mn、Ni、Pb、Sr、Zn均存在胃相可给性高于肠相可给性的情况,这是由于胃相环境pH值较低,存在较多有机酸,会使酶的活性提高,因此元素易于以可溶态的形式存在,肠相环境较胃相pH值升高,元素会发生沉淀或吸附在相应的沉淀中。(2)西安和榆林两种介质中的潜在危险性元素在两种环境下的肺相可给性较为一致。除As在Gamble’s solution中的可给性高于ALF外,Ca、Co、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Pb、Sr、Zn均在ALF中呈现出较高的可给性。呈现这种情况的原因主要是ALF模拟液中含有有机酸,且pH值较低,促进元素的溶解,而在Gamble’ssolution溶液呈中性,元素易转化为非游离态,因此多种元素在Gamble’s solution中的可给性较小。ALF代表机体免疫反应时的肺部溶液,Gamble’s solution代表的是正常状态下的肺部溶液,说明元素在正常状态下较难被肺部吸收利用。(3)在生物可给性与元素形态的相关分析中,元素的可给性与其残渣态呈现不相关或者负相关的情况,说明残渣态几乎不参与自然界的各种反应,较难被生物体吸收利用。在西安土壤和灰尘中,生物可给性与可交换态有关的元素为Co、Sr、Zn,与碳酸盐结合态有关的元素为Co、Ni、Pb、Zn,与铁锰氧化物结合态有关的元素为As、Cr、Cu、Mn、Ni、Sr,与有机结合态有关的元素为Cu和Sr。在榆林土壤和灰尘中,可给性与可交换态存在相关关系的元素有Co、Cu、Pb,与碳酸盐结合态存在显著相关的元素有As、Mg、Ni、Zn,与铁锰氧化物结合态存在显著相关的元素有Ca、Co、Mg、Pb、Zn,与有机结合态存在相关关系的元素只有Cu。说明元素的生物可给性受多种形态和其他自然人为因素的影响,不同形态对不同元素的可给性贡献不同。(4)运用元素的胃肠可给性和肺部可给性值对健康风险评价进行修正,得出西安灰尘和榆林土壤与灰尘中的潜在危险性元素对人体的致癌和非致癌风险均在可接受范围内,西安土壤九种潜在危险性元素对儿童的非致癌风险总指数大于1,说明该地区多种潜在危险性元素对儿童存在非致癌风险,需要引起重视。西安市土壤和灰尘中Pb对人体和儿童非致癌风险贡献最大,榆林土壤和灰尘Co对儿童的非致癌风险贡献较大,两个城市土壤和灰尘中对儿童和成人的致癌风险贡献较大均为Ni。(5)根据两个城市中两种介质的铅浓度及生物可给性,运用IEUBK模型对西安0～6岁儿童进行血铅水平预测,西安和榆林两个城市1-2岁,2-3岁,3-4岁儿童血铅预测值较大,均超过美国标准50μg/L,其中西安地区1-2岁,2-3岁儿童血铅预测值部分超过国际标准(国家标准)100μg/L,两个城市其他年龄段儿童血铅预测值均未超过美国标准50μg/L,处于可接受水平范围内。西安和榆林市应引起重视,控制铅的污染源,加强对铅污染的防治工作,主要对1-2岁,2-3岁,3-4岁三个年龄段的儿童开展血铅水平普查,同时家长应当注意儿童的健康饮食和生活习惯。