随着大规模城市化建设,土壤污染问题在全世界范围内越发突显。在过去的几十年间,人们越来越重视监测土体污染,其中重金属污染被认为是一种严重的威胁。铅、锌、铬、镍、镉、锰和铜等有毒重金属在环境中普遍存在,而且很难采用生物降解和化学转化的方式处理掉,对环境和人体健康形成了很大的威胁。现在世界上大多数城市都面临着重金属污染的影响,人们采取相关管理和科技手段来应对城市化带来的重金属污染问题。在近三十年中,中国经济迅速发展,城镇化势头方兴未艾。上海是中国高人口密度的一个城市,上海交大校园也是一个特殊人群高密度区域,土壤重金属污染情况值得关注。因此,本文收集和检测了上海北部地区和交大闵行校区土壤的重金属积累、磁敏感性及其与表层土壤的关联和重金属污染的等级;将关注的区域根据土地使用模式进行分块研究,分析了不同人类活动对于重金属污染的影响,以及土壤污染对环境生态和人类健康的潜在影响;还试验考察了采用水泥搅拌固化措施减少污染土体的重金属通过地下水渗流扩散的可行性,并进行了参数优化分析。本文收集了上海市北部区域127个表层土样本,其中来源于工业区28个、道路38个、居民区21个和农业区40个,对其进行了重金属含量测定和污染等级分布评定,并分析了污染原因及其对人的影响。采用原子吸收光谱测试法(AAS)测量重金属铅、锌、铬、镍、镉和铜的绝对浓度结果显示,该区域表层土壤重金属含量严重超标,尤其是铅、锌和镉的平均值分别达118.5mg/kg、228.6mg/kg和0.56mg/kg,依次超出上海土壤背景值的5.6倍、3.0倍和2.8倍;分别采用了富集因子和克里金插值分析了人类活动负载和重金属污染的空间分布,采用皮尔逊相关分析、主成分分析和集群分析等多变量数据分析方法考察了重金属污染源之间的关联,并评估了潜在的环境生态危险以及对儿童和成人健康或癌症造成的影响,结果表明人类活动(土地用途)和重金属分布之间存在密切的联系,不同区块的主要重金属污染来源于不同的污染源,其中铬和铅的风险指数分别达2.8E-04和2.7E-07,铬、铅和锰的危害指数与具体地点紧密相关,在淞南镇相对最高。本文在上海交通大学闵行校区10个位置采取土样并测定了重金属含量,对超标污染土样进行水泥搅拌固化试验,以研究防止重金属离子经地下水渗流而扩散污染的可行性。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测得该10处浅层土的重金属污染物浓度平均值分别为镉0.21mg/kg、铬82.11mg/kg、铜75.01mg/kg、铅27.65mg/kg、锌123.63mg/kg,其中4~#测点(邻近材料科学实验室)依次为0.164mg/kg、157mg/kg、376.25mg/kg、28.41mg/kg和222.66mg/kg,是上海地区环保背景值的1.22、2.45、16.01、1.33和3倍。针对4~#测点处的土,采用物理化学测试方法研究了掺入水泥后土样的重金属渗出性和无侧限抗压强度受水泥掺入量的影响及其微观结构特征,结果显示水泥土渗出液中重金属浓度随龄期的增大而降低,其中对水泥掺量4%(C4)和8%(C8)的水泥土,其固化21天渗出液中铅和锌的浓度均可满足国家标准GB 3838-2002对II级地表水的要求;C4和C8水泥土样的干密度处于1.2-1.6 g/cm~3且随固化时间而有所增长,其21天龄期的无侧限抗压强度相对于7天龄期,分别增长了40%(平均值约为200kPa)和15%(平均值约为804kPa)。通过上述土壤重金属污染评估和固化处理方法的研究,本文结果表明,上海城市化较高的区域应该重视对重金属污染进行常态化监控,以保护环境和人体健康。本文研究成果对于预防重金属污染危害环境和人体健康的监测评价以及对已污染土壤进行固化处理的方法,具有较高的技术和社会应用参考价值。