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论文围绕东北钢铁工业城市土壤和灰尘中重金属污染的生态风险、磁学监测与溯源展开研究。采集了辽宁省鞍山市115个土壤和90个灰尘样品,分析土壤和灰尘中重金属污染程度和空间分布规律,评价重金属的环境释放性、生物有效性和人体健康风险,监测土壤和灰尘的磁学特征及其对重金属污染程度和空间分布的指示作用。主要研究结果如下:(1)鞍山城市土壤中Cr、Cd、Pb、Zn、Cu和Ni的平均浓度分别为69.9、0.86、45.1、213、52.3和33.5 mg/kg,土壤受Cd、Zn、Cu和Pb中度至重度污染;灰尘中重金属的污染程度和空间分布研究表明,灰尘中重金属具有中等至极高的潜在生态风险。钢铁工业区是土壤和灰尘中重金属污染“热点”区域。人体健康风险评估表明,土壤中重金属的非致癌风险低于阈值,而Cr的致癌风险值略高于儿童致癌风险阈值;灰尘中重金属对儿童可能既存在致癌风险也存在非致癌风险。溯源分析表明土壤中Cu、Zn、Pb和Cd主要来源于工业生产,而灰尘中Zn和Pb来自交通排放,Cd、Cr、Fe、Mn、Ni和Sb来自工业活动,Cu和Sn来自于燃煤和土壤母质。(2)土壤中重金属化学形态分析表明,可交换态重金属以Cd最高,而Cr主要以残渣态存在。标准毒性浸出法(TCLP)提取态Cd、Zn、Cu和Pb明显高于Cr,EDTA提取态重金属浓度为Pb>Cu≈Zn>Cd>Cr,美国药典法(USPM)提取态重金属为Pb=Cu>Zn>Cd>Cr。EDTA与USPM提取的Cd、Cu、Pb和Zn浓度极显著相关,表明EDTA提取法可用于评价重金属对人体摄取的有效性。TCLP和生物可提取试验(PBET)提取法表明,灰尘中Cd和Zn有较高的生态风险和健康风险。城市土壤重金属含量均随着粒径的减小而增加,粘粒(<2?m)的重金属含量最高,其TCLP和EDTA提取态重金属浓度显著高于粗颗粒,是城市土壤中具有潜在危害性的重金属载体。(3)应用环境磁学方法测定了城市土壤和灰尘的磁性特征,城市土壤和灰尘均表现出较强的磁性特征,土壤的磁化率(χ)和饱和等温剩磁(SIRM)与重金属浓度和PLI呈显著正相关,表明χ和SIRM可作为指示城市表土和灰尘中重金属污染的替代指标。城市土壤和灰尘的χ和SIRM空间分布图与表示重金属污染程度PLI空间分布图高度一致。X-射线衍射、扫描电镜和岩石磁学分析表明,土壤和灰尘中的主要磁性矿物为磁铁矿、赤铁矿和金属铁,主要以假单畴/多畴(PSD/MD)形式存在。通过分离土壤和灰尘中的磁性颗粒(MPs)研究了土壤和灰尘中磁性颗粒对重金属的富集作用。城市土壤中磁颗粒含量为0.85?35.49%,灰尘中含量为1.5?41.9%。土壤和灰尘中MPs含量与重金属PLI呈极显著正相关,表明MPs可作为评价土壤和灰尘重金属污染程度的指标。磁颗粒对重金属具有明显的富集作用,其中,MPs富集的重金属Cd具有较高的环境风险。不同人为成因磁颗粒在环境中呈现出不同的稳定性,MPs中重金属的释放主要与磁颗粒富集重金属的化学形态有关。结果表明磁测技术可作为重金属污染程度、空间分布和来源鉴定的手段。