公路交通是环境中重金属污染物的主要排放源之一。公路重金属污染一直是国际环境地球化学高度关注的研究热点。由于受汽车排放等因素的影响,公路沿线大气颗粒物上重金属随着大气环流,在近地面大气、公路灰尘、路边土壤、绿化带及周围蔬菜中迁移、累积和转化,从而成为公路生态环境的一个潜在威胁,也成为地球大气环境恶化的一个重要因素。这类重金属物质对大气、土壤、水体造成的污染会直接或间接危害人体健康。到目前为止,采取了很多措施减少汽车尾气中污染物的排放,获得了不错的成效。但非尾气排放源仍然是交通活动重金属污染物的主要来源。本论文以昌九高速公路(赣粤高速公路南昌至九江段)、昌樟高速公路(赣粤高速公路南昌至樟树段)、温厚高速公路(沪昆高速进贤县温家圳至新建县厚田乡段)为研究对象,采集了昌九高速公路、昌樟高速公路沿线大气颗粒物,昌九高速公路、昌樟高速公路和温厚高速公路沿线道路灰尘和路旁表层土壤,测定了其中锌、铅、锰、铜、镉、锑的浓度,研究了高速公路沿线环境介质中锌、铅、锰、铜、镉、锑污染状况和分布规律,并探讨了车流量、天气及距公路距离等因素对重金属分布的影响,还对重金属的污染状况进行了评价。另外,还选择昌九高速公路两侧大气颗粒物、道路灰尘和土壤为研究对象,分析了其中铜、铅、锌、镉、锰和锑的形态分布特征,研究了高速公路两侧各环境介质中重金属的生物有效性。本文获得的主要结论如下：1.大气颗粒物、道路灰尘和土壤中重金属浓度从高到低呈现了相似的规律：Zn>Cu, Pb>Sb, Cd。大气颗粒物、道路灰尘和土壤中锌、铜、铅、锑和镉含量都与交通流量成正比,证明了这几种重金属的主要来源是交通活动。2.交通活动释放的锌主要来源于轮胎磨损,温度对轮胎磨损影响较大；虽然汽油中禁止添加铅,交通活动仍然继续向环境中释放铅,土壤中已积累的Pb将长期影响公路两侧土壤环境以及植物；道路灰尘和土壤中铜、锑的富集因子近似进一步说明了铜、锑具有相同来源,刹车片磨损被认为是铜、锑的主要来源；虽然道路灰尘和土壤中镉的浓度并不高,但与背景值相比,镉的污染非常严重,轮胎磨损是城市中锌和镉的主要来源；道路灰尘及土壤中锰主要来源于自然环境,大气颗粒物中锰应该主要来源于汽油中添加的锰基抗爆剂。3.大气颗粒物中锌、铅、锰、铜、镉和锑之间相关性很好,主要来源于交通污染；道路灰尘及土壤中铜、铅、锌、镉、锑的相关性较好说明了铜、铅、锌、镉、锑主要来源于交通活动。4.道路灰尘中重金属单项污染指数：Cd>>Zn、Cu>Sb>Pb,基本都处于重度污染水平。土壤中重金属单项污染指数从高到低依次为：Cd>Sb>Cu>Zn>Pb,镉、锑、铜属于重度污染,锌属于轻度到中度污染,铅处于尚清洁水平到轻度污染状况。公路旁环境介质中重金属污染风险等级：Cd>>Cu>Pb>Zn,镉的污染风险等级极强；铜的污染风险等级处于轻微到中等水平,铅、锌的污染风险等级基本处于轻微水平。5.公路旁环境介质中锌、铅、铜,镉和锑浓度随着车流量增加增加,证明了交通活动是这些重金属的主要来源。道路灰尘和土壤中锰含量与交通流量无关,证明了道路灰尘和土壤中锰的主要来源不是交通活动。6.交通路口停车-启动的行驶状态是影响交通污染水平的主要因素。收费站路面灰尘中锌的含量是行驶路段路面灰尘中锌的2.5倍；铜、铅、锑和镉在收费站和行驶路段的差别比锌小。7.雨天对公路两侧大气颗粒物中铅、锰、铜、镉、锑含量的影响不大。8.随着距离高速公路越来越远,各重金属浓度都有下降的趋势,但降低不多,这可能是因为这些重金属主要以PM10存在,迁移能力较好。铅、锑在乡村与在公路大侧大气中浓度相比,明显下降,这可能是因为铅、锑主要来源是交通源。其他金属可能有其他来源。9.在较大粒径和较小粒径大气颗粒物中锌、锰、铜的浓度都较高,铅、镉、锑主要存在于较小粒径大气颗粒物中。10.环境介质中铜主要以残渣态或有机物结合态存在；大气颗粒物中铅主要以酸可提取态存在,道路灰尘和路边表层土壤中铅主要以残渣态存在,这说明了大气颗粒物中铅来源于交通活动—汽车轴承摩擦、制动衬面摩擦,而道路灰尘、土壤中的铅主要来源于沉积在土壤中的铅；锌、镉在各环境介质中酸可提取态的比例都很高；锑很明显地主要以有机物结合态存在于各环境介质中；锰在大气颗粒物和道路灰尘、土壤中的存在形态也有明显的差别,大气颗粒物中锰主要以酸可提取态存在,道路灰尘和土壤中的锰以残渣态存在的比例明显增加,这些也说明了公路沿线环境大气颗粒物中锰主要来源于汽车尾气,而道路灰尘与土壤中锰受自然环境的影响很大。11.不同粒径大气颗粒物中重金属的化学形态组成没有明显区别,这些说明了大气颗粒物中重金属主要以PM10存在。较大粒径道路灰尘中以有机物结合态存在的重金属的比例显著增加,这说明了较大粒径灰尘中重金属主要来源于周围土壤颗粒。可能是因为接触时间较短的原因,雨水的冲刷作用对大气颗粒物中重金属的形态分布影响较小。12.根据连续提取法中可交换态、碳酸盐结合态与全量之间的比值来评价重金属元素的生物有效性,大气颗粒物中重金属生物有效性：锌>铅>锰>镉>铜,道路灰尘中重金属生物有效性：锌>镉>锰>铅>锑>铜,土壤中重金属生物有效性：锌>镉>锰>铅>铜>锑。锌、镉在各环境介质中的生物有效性都很高；铅在大气颗粒物和道路灰尘、土壤中的生物有效性差别很大,大气颗粒物中铅的生物有效性非常高,道路灰尘、土壤中生物有效性较低；铜、锑的生物有效性最低。重金属的潜在生物有效性,具有与生物有效性相同趋势。