本研究以西安市不同功能区土壤中9种重金属元素(Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Pb、V)和16种优先控制多环芳烃(PAHs)为主要研究对象,并对55个土壤样品中的重金属与PAHs的污染水平、组分特征、来源、生态与健康风险等方面进行研究。利用X-Ray荧光光谱仪对土壤中重金属元素的含量进行测定;利用高效液相色谱仪测定土壤中PAHs的含量。主要研究结论如下:(1)西安市土壤中9种重金属元素含量均高于陕西省土壤背景值,土壤受到重金属污染。西安市土壤∑PAHs、∑COMB和∑7CPAHs含量分别为0.310～288.237 mg·kg-1、0.084～234.765 mg·kg-1 和 0.051～146.821 mg·kg-1,低环和高环 PAHs 含量分别为0.110～32.463 mg·kg-1和 0.092～255.775 mg·kg-1,BaP的含量为ND～25.984 mg·kg-1。不同功能区∑PAHs含量为:居民区(31.191 mg·kg-1)>工业区(5.523 mg·kg-1)>交通区(1.565 mg·kg-1)>文教区(1.432 mg·kg-1)>公园(0.638 mg·kg-1)。(2)西安市表层土壤中Mn、Cr、Ni、As和V这5种元素受人类活动影响较小,几乎呈现无污染,Co、Cu、Zn和Pb元素呈现出一定的污染。综合污染指数和污染负荷指数结果表明西安市土壤均受到了重金属污染。西安市各功能区土壤PAHs达到严重污染和中度污染的样品数分别为54.55%和23.64%,污染较重应引起重视。其中,工业区、文教区、交通区和居民区土壤PAHs污染以3～5环芳烃为主,而公园土壤PAHs污染以2～3环的低环芳烃为主。(3)PCA法提取了两个特征值大于1的因子,累积解释总方差为74.498%。Cr、Co、Ni、Cu、Zn和Pb在因子—上载荷较大,解释了总方差的44.705%,被看作交通活动、居民日常活动和工业“三废”排放等人为排放来源。Mn、As、V在第二个因子上载荷较大,解释了总方差的28.794%,被看作自然来源的特征元素。比值法结果表明西安市不同功能区土壤PAHs主要来源于石油、煤等化石燃料燃烧的混合源,不是单一源为主导。个别样点来源复杂多样,为石油泄漏与燃烧以及不完全燃烧的混合源。(4)西安市土壤中,Cr、Mn、V和Zn元素均存在轻微的潜在生态危害;Co、Cu、As存在轻微程度和中等程度的潜在生态危害;Ni和Pb存在轻微、中度和较高等程度不同的潜在生态危害。9种重金属的综合潜在生态危害指数均值为53.35,说明西安市土壤整体存在中等程度的潜在生态危害。PAHs总量在公园、文教区和交通区的生态风险小于10%,在工业区和居民区均有超过ERL值,居民区个别样点超过了 ERM值。个别单体PAH超过ERL值未超过ERM值,对生态有偶尔的危害性。(5)西安市土壤中,重金属的致癌风险和非致癌风险“敏感用地”均大于“非敏感用地”。Cr、Co、Ni和As的致癌风险为:As>Cr>Co>Ni。9种重金属元素的总致癌风险和非致癌风险大小为:公园>文教区>居民区>工业区>交通区。其中手-口摄入为敏感用地Cr的最主要暴露途径,呼吸吸入为非敏感用地Cr的最主要暴露途径;元素Mn和Co的最主要暴露途径为呼吸吸入;元素Ni、Cu、Zn、As、Pb和V最主要的暴露途径为手-口摄入途径。土壤PAHs对儿童的致癌风险高于成人,不同功能区土壤PAHs的致癌风险呈现出居民区>工业区>文教区>交通区>公园的规律。3种暴露途径中皮肤接触为最主要暴露途径,其次是误食途径,而吸入暴露途径占比最小不足0.01%,可忽略不计。皮肤接触暴露途径对儿童的风险大于成人,而误食和呼吸吸入土壤PAHs这2种暴露途径对成人的风险性要大于儿童。(6)相关性分析结果表明TOC与pH不是影响西安市土壤PAHs残留的因素。但pH与土壤中代表自然源的重金属元素存在正相关关系;TOC与代表自然源的重金属元素呈现负相关关系,与代表人为源的重金属元素存在正相关关系。而土壤中PAHs的含量与代表人为源的重金属元素存在显著相关性,表明PAHs与这些重金属元素存在相似的来源及环境地球化学行为。