区域发展典型过程下城市土壤PAHs的空间分布及其形成机制研究

The rapid development of social economy is a critical driving force in the spatial distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in urban soils. In view of the current research is restricted to analyze the data statistics relationship between the spatial distribution of urban soil PAHs and their influence factors, and the quantitatively relational model of spatial distribution is relatively lacking. This study is based on doctoral dissertation work using Nanjing, China as the study area. Three typical processes of regional development were selected for study: Urban expansion, highway traffic construction, and industrialization. We used soil analysis, remote sensing inversion, multivariate statistics, and model simulation to characterize the spatial pattern, influence scope and variability of urban soil PAHs and define the dominating factors involved under typical processes of regional development. We then constructed a quantitatively relational model accounting for the relationship between urban soil PAHs and their dominating factors. The effect of process of the regional development on the spatial distribution of urban soil PAHs can be estimated using quantitative equations. This study highlights the formation mechanisms of urban soil PAHs and provides a theoretical basis for regional pollution management and control of these compounds.

区域快速发展是城市土壤多环芳烃（PAHs）空间分布形成的重要驱动力。针对当前城市土壤PAHs空间分布影响因素的研究主要局限于分析两者之间数据统计关系的现状，以及对其空间分布定量化关系模型研究存在相对缺乏的问题，本项目在博士论文研究的基础上，以南京作为研究区，选取城市扩张、道路交通建设以及工业化等三种区域发展典型过程，综合利用土壤样品测试分析、遥感反演、多元统计以及模型模拟等技术手段，探究PAHs在城市土壤中分布的空间格局，揭示区域发展不同过程对城市土壤PAHs空间分布的影响范围及其变异特征，识别其空间分布的主控因子，构建城市土壤PAHs与其主控因子之间的定量化关系模型，以此为基础，探究区域发展过程对城市土壤PAHs空间分布的形成机制。项目的研究可深化对城市土壤PAHs空间分布形成机制的认识，为城市土壤PAHs污染的精细管控提供理论基础。

城镇化是城市土壤多环芳烃（PAHs）空间分布形成的重要驱动力。针对当前城市土壤PAHs空间分布影响因素的研究主要局限于分析两者之间数据统计关系的现状，以及对其空间分布定量化关系模型研究存在相对缺乏的问题，本项目在前期研究的基础上，以长江三角洲作为研究区，分别选取高低城镇化水平地区、工业区以及交通区，综合利用土壤样品测试分析、多元统计以及模型模拟等技术手段，从南京主城区、宜兴丁蜀镇、安吉鲁家村采集表层土壤，对土壤中16种PAHs的含量水平、空间分布特征、影响因素以及形成机制进行了研究；从宁波某交通主干道和杭州某工业区周边采集表层土壤，对土壤中16种PAHs的含量、分布、来源以及健康风险等进行了探索，并研究了城市和农村地区特定人群人体头发中16种PAHs的残留特征。结果显示：（1）高城镇化水平地区土壤中16种PAHs的含量高于低城镇化水平地区，空间分布特征表现为人口密度越高含量越高，人口密度和黑碳组分是影响高城镇水平地区土壤PAH分布的关键因素，而黑碳组分和叶面积指数是影响低城镇化水平地区土壤PAHs分布的主控因子；（2）基于上述发现，利用多元统计分析技术构建了不同城镇化水平下城市土壤PAHs分布的定量关系模型，进而初步揭示了其空间分布的形成机制；（3）工业区和交通区土壤PAHs的主要来源不同，但土壤PAHs含量均随着距离增大而呈降低趋势，且它们的健康风险高于农村；（4）城市人群中头发PAHs含量显著高于农村，抽烟者显著高于不抽烟者，城市地区男性显著高于女性；（5）城市不同土地利用类型土壤PAHs和大部分重金属复合致癌风险较低，非致癌风险也处于可接受水平。项目的研究可深化对城市土壤PAHs空间分布形成机制的认识，为城市土壤PAHs污染的精细管控提供理论基础。