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合肥市近地表降尘重金属污染：源解析、风险评估与防治策略

一、引言

1.1研究背景与意义

在全球工业化和城市化的浪潮中，城市作为人类活动的核心区域，承载着经济发展与社会进步的重任，但也面临着日益严峻的环境挑战。合肥市，作为中国中西部地区崛起战略中的关键城市，近年来工业、建筑等活动呈现出蓬勃发展的态势。2023年，合肥市规模以上工业增加值同比增长显著，战略性新兴产业更是发展迅猛，众多工业项目的落地与城市建设的大规模推进，为城市带来了前所未有的发展机遇。

然而，这种快速发展也给城市环境带来了沉重的压力。大气、水体、土壤等环境质量受到不同程度的影响，其中降尘重金属污染问题尤为突出。重金属，如铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）等，因其具有毒性、难降解性和生物累积性，成为环境中的持久性污染物。在合肥市，工业生产过程中，金属冶炼、化工制造等行业会向大气中排放含有重金属的废气，这些废气在大气中经过复杂的物理和化学过程后，最终以降尘的形式沉降到地表；交通活动中，汽车尾气排放以及轮胎、刹车片的磨损，也会释放出重金属颗粒，随着空气流动加入到降尘之中；建筑施工场地的扬尘，同样携带了大量的重金属污染物，进一步加重了降尘重金属的污染程度。

降尘中的重金属污染对城市环境的危害是多方面的。它会导致土壤质量恶化，影响土壤中微生物的活性和土壤的肥力，进而破坏土壤生态系统的平衡。当降尘中的重金属通过降水等途径进入水体时，会造成水体污染，影响水生生物的生存和繁衍，破坏水生态系统。有研究表明，水体中重金属含量超标会导致鱼类畸形、繁殖能力下降等问题。并且，重金属还会在食物链中不断富集，最终威胁到人类的食品安全和身体健康。

对居民健康而言，降尘重金属污染的威胁不容小觑。长期暴露在含有重金属的环境中，人体会通过呼吸道吸入、皮肤接触和食物链摄入等方式吸收重金属。重金属在人体内积累到一定程度后，会对人体的神经系统、免疫系统、生殖系统等造成损害。儿童由于其生理特点，如呼吸系统和免疫系统发育不完善，手-口活动频繁，对重金属的敏感性更高，受到的危害也更大。有研究显示，儿童长期接触重金属污染的环境，可能会导致智力发育迟缓、行为异常等问题。

基于此，深入开展合肥市近地表降尘重金属污染风险识别及风险评估研究具有重要的现实意义。通过准确识别降尘重金属的污染来源，能够为制定针对性的污染控制措施提供科学依据。精确评估污染风险，可以帮助政府和相关部门全面了解污染的严重程度和潜在影响范围，从而合理分配资源，制定科学有效的环境保护政策。这不仅有助于改善合肥市的城市环境质量，保护生态系统的健康，还能保障居民的身体健康，促进城市的可持续发展，为打造绿色、宜居、可持续的现代化城市奠定坚实的基础。

1.2国内外研究现状

近地表降尘重金属污染问题在全球范围内受到广泛关注，国内外学者针对这一领域开展了大量研究。在国外，研究起步较早，涉及多个方面。在重金属污染水平及分布特征研究上，有学者对美国纽约市不同功能区的近地表降尘进行研究，发现商业区和交通繁忙区的降尘中铅、锌等重金属含量明显高于其他区域，且其空间分布与城市的交通流量、工业布局密切相关。在欧洲，对伦敦、巴黎等城市的研究表明，降尘重金属污染呈现出明显的季节性变化，冬季由于供暖等活动导致燃煤量增加，重金属污染程度相对较高。

在污染源解析方面，国外学者运用多种先进技术和方法。如利用铅同位素示踪技术，准确识别出伦敦降尘中铅的主要来源为工业排放和历史上含铅汽油的使用。正定矩阵因子分解模型（PMF）也被广泛应用，通过对降尘样品中多种重金属元素的分析，成功解析出不同污染源对重金属污染的贡献率，为污染治理提供了精准依据。

在风险评估领域，国外构建了完善的评估体系。以美国环保署（EPA）推荐的健康风险评估模型为基础，综合考虑人体对重金属的暴露途径、暴露剂量以及重金属的毒性等因素，对城市居民面临的降尘重金属健康风险进行量化评估。研究发现，儿童由于其特殊的生理特征和行为习惯，对降尘重金属污染更为敏感，健康风险更高。

国内对近地表降尘重金属污染的研究近年来发展迅速。在污染特征研究方面，众多城市开展了相关工作。对北京的研究显示，其城区近地表降尘中重金属含量普遍高于郊区，不同功能区之间也存在显著差异，交通枢纽区和工业区的污染较为严重。对上海的研究表明，降尘重金属污染在空间上呈现出从市中心向郊区逐渐递减的趋势，且与城市的发展格局和产业分布紧密相连。

在污染源解析方法上，国内学者结合国情，综合运用多种手段。通过相关性分析和主成分分析等统计学方法，初步确定降尘重金属的主要来源；同时，利用地理信息系统（GIS）技术，直观展示重金属污染源的空间分布特征，为污染治理提供了可视化的决策支持。

在风险评估方面，国内在借鉴国外先进经验的基础上，结合国内实际情况进行改进。考虑到