城市是人类文明发展的产物。城市的发展在促进人类经济和社会发展的同时,也给城市环境带来了一系列的污染与破坏,甚至影响到整个生物圈的结构和功能平衡。工业的发展、城市居民的日常活动、交通运输等将大量重金属污染物带入到城市环境中,而这些污染大部分具有隐蔽性、持久性和难降解性等特点,造成这些重金属在城市环境中的累积,并通过土壤、灰尘、水体等环境介质或食物链直接或间接地威胁人类健康。因此对城市中多种环境介质中的重金属的含量、污染状况、分布规律等进行研究,对于开展城市环境介质中重金属的环境风险评估、污染防控与管理等方面具有重要意义。本研究以西部典型河谷城市-西宁市的城市土壤、街尘和水体作为研究介质,运用多元统计、空间分析、潜在生态风险评价、人群健康风险评价法研究了重金属含量、空间分布规律、潜在生态风险以及人群健康风险等地球化学行为特征和污染生态效应,重点针对土壤和街尘,此外还对不同介质中重金属含量进行了比较,分析了重金属在不同介质中的分配状况。得到的主要结论如下：(1)西宁市城市土壤与街尘中重金属Bi、Co、Cr、Ga、Pb、Sb、Sn、Th、U和Y的平均含量均超出了西宁市土壤背景值,表明西宁市城市土壤与灰尘中大多数重金属在不同程度上受到了人类活动的影响。(2)潜在风险评价结果表明土壤中Sb属于极强潜在生态风险水平,其余元素处于轻微潜在生态风险水平,街尘中Sb处于极强潜在生态风险水平,Cr和Pb属于中等潜在生态生态风险水平,其余元素处于轻微潜在生态风险水平,综合来看,Cr、Pb和Sb是西宁市主要风险因子。(3)人群健康风险评价结果表明土壤和街尘中Cr、As和Sb的非致癌风险总风险较大,其中街尘中Cr在3种暴露途径下对儿童的非致癌总风险超过了阈值1.0,表明西宁市城市街尘已对儿童健康产生威胁,不同重金属在手口、呼吸和皮肤3种暴露途径下的总致癌风险HI程度相差很大,同种重金属不同暴露途径下的非致癌健康风险也存在明显的差异性,手-口摄入的非致癌风险是最高的,在这一途径中,街尘中的Cr对儿童的非致癌风险超过了阈值,会对儿童健康造成危害,应引起重视。(4)结合空间分析、相关性分析及因子分析对土壤和街尘中重金属的可能来源进行分析,结果表明土壤和街尘中重金属来源比较复杂,包括交通运输源、自然源、工业活动源和燃煤燃油源等。(5)西宁市水体中各重金属浓度均未超过相应的标准,但环境风险评价结果显示水中Cr的致癌风险平均值为5.83×10-5a-1,超过了国际辐射防护委员会(ICRP)可接受的风险水平阈值,应引起风险决策部门的重视。Cd的平均致癌风险大小为2.41×10-7a-1,在可接受的风险水平内,但存在部分样点风险值超过阈值范围,也应引起注意。(6)土壤和街尘中重金属相关性分析结果表明两介质中Zn具有极显著正相关性,表明Zn具有相同的污染来源,并且可能存在某种转化机制。城市街尘、土壤和水体中的危险元素Cr、Cu、Pb的含量大小顺序为城市街尘>城市土壤>城市水体。Cr在三种重金属中的富集系数最高。