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随着经济社会的迅速发展和城市化进程的不断加快,人类在生产生活过程中产生了大量的污染物,并造成环境污染,给人类健康和生态系统造成了潜在危害。本研究以我国典型高寒地区城市—哈尔滨市为研究区域,以2018年2月采集的积雪为样品,对16种多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)(萘(Nap)、苊烯(Acy)、苊(Ace)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(Ant)、荧蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(Ba A)、?(Chr)、苯并[b]荧蒽(Bb F)、苯并[k]荧蒽(Bk F)、苯并[a]芘(Ba P)、茚并[1,2,3-cd]芘(Icd P)、二苯并[a,h]蒽(Dah A)和苯并[ghi]苝(Bghi P))和6种重金属(铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、镉(Cd)和铅(Pb))进行了分析,探究了积雪中PAHs和重金属的含量水平和空间分布特征,并对其进行了污染来源解析;建立了积雪介质中PAHs和重金属的残留清单,并分析其空间分布特征;结合多介质环境模型模拟了融雪期PAHs的环境行为;建立了积雪-土壤系统中重金属残留清单,并进行了污染评价。研究结果表明:(1)哈尔滨市积雪中ΣPAHs的平均浓度为1433.39 ng/L,以3-4环PAHs为主,其中,单体中菲(Phe)的含量最高,且PAHs多分布在颗粒相中,约占96.84%。∑PAHs在不同区域含量差异明显,郊区ΣPAHs浓度(4221.35 ng/L)是城区的26倍,是农村的4倍,且∑PAHs浓度采样点多处于哈尔滨市下风向处。哈尔滨市积雪中Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb的平均浓度分别为13.40、26.28、146.42、23.32、1.70和30.65μg/L;Cr、Cu、As和Pb主要分布在颗粒相中,Zn和Cd在溶解相和颗粒相中分布较为均衡。重金属空间分布总体呈现为城区>郊区>农村。源解析结果表明,低分分子量多环芳烃(LWM-PAHs)与高分子量多环芳烃(HWM-PAHs)来源不同,LWM-PAHs主要来源于焦炉排放,HWM-PAHs主要来源于居民区燃煤排放。特征比值结果显示,哈尔滨市积雪中PAHs主要来源于热解源,包括煤和生物质的燃烧,以及机动车排放;As、Cd和其他重金属来源不同,积雪中重金属主要来源于工业污染和交通污染,其次来源于煤炭污染。(2)哈尔滨市积雪中ΣPAHs的残留清单平均值为52.43μg/m~2,Phe在16种单体中残留量最高(24.52μg/m~2)。积雪中∑PAHs残留量空间差异明显,郊区积雪中ΣPAHs残留量(119.80μg/m~2)是城区的22倍,是农村的4倍。∑PAHs残留量较高的采样点主要分布在哈尔滨市下风向处。哈尔滨市积雪中Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb的残留清单平均值分别为415.58、806.18、4451.60、703.85、51.90、940.53μg/m~2。总体呈现为城区>郊区>农村,重金属残留量最高值均出现在城区的UR5,而最低点均出现在农村,这可能是由于重金属主要来源于交通源和生活源。(3)哈尔滨市融雪期Phe含量的73.2%会排入大气环境,21.5%融雪径流;芘(Pyr)含量的23.1%排入大气环境,36.2%融雪径流,31.2%土壤入渗;苯并[a]芘(Ba P)含量的94.1%土壤入渗;Phe、Pyr和Ba P降解量分别占总量的5%、10%和3%。哈尔滨市郊区个别采样点毒性当量浓度超过地表水环境质量国家标准,污染十分严重;哈尔滨市融雪期PAHs呼吸暴露健康风险评价结果表明,郊区和农村部分采样点对人群产生致癌风险;其余地区则存在潜在致癌风险。(4)哈尔滨市积雪-土壤系统中Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb残留量平均值分别为58.79、20.37、72.72、7.62、0.11和24.63 mg/kg;累积百分比平均值分别为0.32%、1.83%、2.86%、4.38%、27.43%和1.77%,其中Cd和As的累积百分比较高,应加强排放控制。积雪-土壤系统中重金属残留清单的空间分布总体呈现为城区>郊区>农村,残留量最高点均出现在城区UR5,而最低点均出现在农村。根据Nemerow综合指数法结果表明,重金属污染指数的平均值由高到低分别为:Cu>Cr>Zn>Pb>Cd>As,哈尔滨市积雪覆盖条件下的土壤均处于未受污染状态。本文研究结果将为区域大气污染和积雪覆盖条件下地表水和土壤污染评价,大气和湿沉降中PAHs和重金属(或其他污染物)城市监测网络的设计提供科学方法,以及为环境污染控制措施及管理政策的制定的提供科学依据。