本论文以沪宁高速为研究对象,根据沿线不同路段的交通流量和地形及气候特征选择典型路段(句容段、丹阳段、苏州段),采集公路两侧农田土壤和水稻,测定土壤中Pb、Cd、Cr、Zn的总量和有效态含量,测定水稻籽粒中Pb、Cd、Cr、Zn含量。根据测定结果分析公路沿线农田土壤和水稻中重金属污染特征,采用GIS技术和空间插值方法,对丹阳加密路段土壤重金属总量、有效态含量、水稻重金属含量进行空间分布特征分析。选择丹阳段,于水稻苗期,在公路南侧不同距离同步采集土壤和秧苗带回实验大棚中进行栽培管理,待水稻成熟收获后,测定大棚盆栽水稻和高速公路路旁水稻不同器官中重金属含量,通过对比,分析高速公路沿线水稻中重金属的主要来源途径,以及不同器官中重金属来自大气和土壤的相对比例。本论文主要得出以下结论：1.沪宁高速沿线句容、丹阳、苏州三个路段的监测结果表明,两侧农田土壤中Pb、Cd、Cr、Zn四种重金属都存在不同程度的累积,高速公路交通活动对沿线农田土壤产生了一定程度的重金属污染。随着车流量的增加,三个路段两侧农田土壤中Pb、Cd含量显著增加。沪宁高速沿线句容、丹阳、苏州三个路段两侧部分水稻籽粒中Pb、Cd含量超标,Cr、Zn没有超标,高速公路交通对沿线水稻产生了一定程度的Pb、Cd污染。随着车流量的增加,三个路段两侧水稻籽粒中Pb含量显著增加,Cd、Cr、Zn含量没有出现随车流量增加而升高的趋势。2.公路两侧农田土壤中Pb、Cd、Cr、Zn含量具有较大的空间变异。在垂直公路方向上,土壤中Pb含量整体上随着与公路距离的增加而先升高后不断降低,但是土壤中Cd、Zn、Cr总量的变化并没有表现出一致的变化规律。Pb、Cd、Zn、Cr四种重金属总量与有效态含量的空间分布特征存在差异,总量高值区和有效态含量高值区范围并没有完全重合,重金属总量高的区域有效态含量并不一定高。沿线农田土壤中Pb、Cd、Zn有效态含量与总量、土壤pH、有机质含量均具有显著的相关性,高速公路沿线农田土壤中重金属的生物有效性受到上述因素的综合影响。公路两侧水稻籽粒中Pb含量整体上随着与公路距离的增加而先升高后不断降低,籽粒中Cd含量在路北出现整体上随着与公路距离的增加而先升高后不断降低的趋势,但Cr、Zn含量并没有表现出一致的规律。水稻籽粒中Pb含量与土壤中Pb总量,有效态含量和有机质含量呈显著正相关关系,水稻籽粒中Cd含量与土壤中Cd有效态含量呈显著正相关关系,水稻籽粒中Cr含量与土壤中Cr有效态含量呈显著负相关关系,与土壤有机质呈显著正相关关系。3.公路边水稻大米中Pb、Cd含量与盆栽水稻大米中含量差异显著,Cr、Zn含量差异不显著,说明公路旁水稻大米中Pb、Cd来源于根系对土壤重金属吸收和叶片对大气重金属吸收两个途径,Cr、Zn则主要来自于根系对土壤重金属的吸收。公路边和盆栽水稻颖壳中Pb、Cd含量差异显著,Cr、Zn差异不显著；茎叶中Pb、Cd、Zn含量差异显著,Cr含量差异不显著。计算来源系数结果表明：水稻大米中Pb来自土壤和大气的相对比例分别为34.29%、65.71%,Cd含量来自土壤和大气的相对比例分别为30.40%、68.22%；颖壳中的Pb含量来自土壤和大气的相对比例分别为65.92%、34.08%,Cd含量来自土壤和大气的相对比例分别为28.70%、71.30%；茎叶中Pb含量来自土壤和大气的相对比例分别为34.28%、65.72%,Cd含量来自土壤和大气的相对比例分别为66.83%、33.17%,Zn含量来自于土壤和大气的比例分别为57.06%和42.94%。4.交通流量是影响不同路段土壤中重金属含量的主要影响因素之一,尤其是Pb的污染。沪宁高速沿线句容、丹阳、苏州三个路段两侧农田土壤中Pb、Cd含量随车流量的增加显著增加,车流量最大的苏州段沿线水稻籽粒中Pb含量也显著高于句容和丹阳段。风向是影响公路两侧土壤和水稻籽粒重金属差异的主要因素,在整个水稻生长期,苏南地区以偏南风为主,大气中重金属颗粒沉降到路北多于路南,因此污染程度路北高于路南。此外,公路沿线农田土壤和水稻重金属含量空间分布还受到pH和有机质等土壤基本理化指标、人为活动扰动等多种因素共同影响。