城市是人类赖以生存的地方。随着现代工业化和城镇化的迅速发展,城市环境污染尤其是重金属污染已成为不容忽视的突出问题,在全球范围内受到极大的关注。重金属是一种持久性污染物,在生物体内很难被降解,易通过食物链进行累积,对生态系统及人体健康有一定的影响。因此系统探究重金属在城市多介质中的含量分布、来源、污染及其人体暴露风险是城市环境污染综合调控和城市风险管理有待解决的关键科学问题。本研究以西北典型河谷城市(由于自身地形上的特点导致污染物难以稀释扩散)兰州、乌鲁木齐和延安作为研究区域,系统研究了城市土壤、灰尘中25种重金属和植物中8种金属元素的空间分布、污染特征及其来源,探究重金属在多种环境介质中的迁移、累积规律,评估研究区重金属人群健康风险,利用IEUBK模型预测研究区0-6岁儿童血铅及其空间分布特征,以期为西部河谷型城市特征污染物台账建立、城市环境污染综合调控与风险管理等提供重要的科学理论与技术支撑。研究得到的主要结论如下:(1)典型河谷城市土壤和灰尘重金属含量分布具有一定的相似性。兰州市土壤和灰尘中Ba、Ce、Co、Cr、Cu、La、Pb、Sr、U、Zn、Zr的平均含量均超过当地背景值,乌鲁木齐市土壤和灰尘中Ba、Co、Cr、Cu、Mn、Pb、U、V、Y、Zn元素的平均含量均超过当地背景值,延安市土壤和灰尘中Ba、Co、Cu、Pb、Sr、Zn、Zr元素的平均含量均超过当地背景值,土壤和灰尘中重金属的含量远大于植物,且植物重金属的含量及分布受人类活动影响剧烈。总体来看,三种环境介质中,乌鲁木齐重金属的含量最高,兰州次之,延安最低。利用正定矩阵因子(PMF)方法进行源解析结果表明三个城市土壤和灰尘中重金属的主要来源为燃煤、石油及合金制造等工业、交通和自然。(2)污染负荷指数评价结果表明典型河谷城市土壤和灰尘重金属污染水平均为轻度污染。单因子评价结果显示兰州市土壤和灰尘中Pb、Zn元素为轻度污染,其余元素均处于轻微污染及无污染水平;乌鲁木齐市土壤中,除Zn元素为轻度污染外,其余元素污染程度较低,而乌鲁木齐市灰尘中Zn处于中度污染,Cu、Pb为轻度污染;延安市仅有灰尘中Co元素为中度污染,其余元素在土壤和灰尘中的污染程度均较低。从区域环境元素污染程度来看,Cu、Pb、Zn是三个城市主要的特征污染物,其污染水平与人类活动比如城市工业和交通等的排放有关。(3)利用EPA人群健康风险评价模型对典型河谷城市土壤和灰尘中有害元素人体健康风险进行评估,结果显示兰州、乌鲁木齐、延安土壤有害元素(As、Cr、Pb、V、Co、Mn、Ni、Cu、Sr、Zn)通过消化道、呼吸和皮肤接触暴露途径对儿童产生的非致癌风险指数均大于1,致癌风险均高于10-4。除延安外,兰州和乌鲁木齐城市灰尘中有害元素对儿童产生的非致癌风险和致癌风险均超过人体所能承受的范围,对于成人而言,仅有兰州城市灰尘中有害元素对其产生的风险超过安全范围。所有重金属经手-口途径对人体产生的风险最高,应该引起高度重视。(4)IEUBK模型儿童血铅预测结果表明儿童血铅值基本都处于100μg/L以下,未超过我国儿童血铅的可接受水平,但部分年龄段的儿童血铅预测值已经超过50μg/L(美国儿童血铅可接受水平),建议婴幼儿应减少接触铅污染土壤、灰尘的机会,并减少铅污染食品的摄入。从不同区域来看,兰州市除0-1岁儿童血铅预测值未超过50μg/L外,其余年龄段儿童血铅预测值均高于50μg/L;乌鲁木齐市1-2岁、2-3岁儿童,延安市1-2岁、2-3岁、3-4岁儿童血铅预测值均高于50μg/L。研究结果显示1-3岁儿童是西部河谷型城市环境铅污染主要影响的对象,应高度重视1-3岁婴幼儿儿童铅的暴露防护和保育。