1、城市表層土壤是重金屬元素的主要蓄積庫，重金屬含量的高低是指示城市環(huán)境污染程度的主要指標之一。日益頻繁的人為活動，如生活垃圾、工業(yè)三廢、汽車尾氣等，將大量的有毒有害化學元素帶入環(huán)境之中，造成重金屬元素在地表的累積。土壤重金屬元素一方面在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中，污染大氣、地表水、地下水等，影響城市環(huán)境質量。另一方面，在“風、車流、人流”等動力作用下，以吞食、吸入和皮膚吸收等途徑進入人體內，直接對人類健康造成危害。傳統(tǒng)的重金

2、屬分析測試方法過程復雜、費用昂貴，制約了城市土壤規(guī)模化、系統(tǒng)性的樣帶采集與分析。而土壤磁學指標的測定具有快速、靈敏、經濟、無破壞性和信息量大的優(yōu)點，而且能指示重金屬的污染。因此開展城市土壤環(huán)境磁學特征的研究及其對重金屬污染指示性研究具有重要意義。
　　本研究主要內容包括：⑴χlf通常與亞鐵磁性礦物含量成正相關。樣帶、徐匯、閔行以及奉賢區(qū)土壤χlf的變化范圍分別為12.13-262.6×10-8m3·kg-1、24.57-112.7

3、5×10-8m3·kg-1、15.00-220.21×10-8m3·kg-1、12.13-262.62×10-8m3·kg-1，χlf的變化范圍奉賢區(qū)>閔行區(qū)>徐匯區(qū)。對比χlf平均值，不難發(fā)現(xiàn)徐匯區(qū)（66.82×10-8m3·kg-1）>閔行區(qū)（47.76×10-8m3·kg-1）>樣帶（45.17×10-8m3·kg-1）>奉賢區(qū)（36.40×10-8m3·kg-1）。χlf反映樣品中亞鐵磁性礦物含量，市區(qū)（如徐匯區(qū)）和交通流量大、

4、工業(yè)集中的地區(qū)受到人為擾動強烈，亞鐵磁性礦物含量總體呈現(xiàn)相對較高值。郊區(qū)（如奉賢區(qū)）車流量相對較小，人類活動相對較少，亞鐵磁性礦物含量整體低于市區(qū)繁華地段。總體而言，由中心城區(qū)到近郊到遠郊，亞鐵磁性礦物含量依次降低，反映了城市化程度對亞鐵磁性礦物含量的影響。⑵上海城市樣帶土壤 S-100mT的變化范圍為54.23-101.34％，平均值為79.35%。S-300mT的變化范圍為55.36-101.34%，平均值為92.38%。S-100

5、mT均值大于70%，S-300mT在90-99.9%之間變動。樣帶土壤S-100mT約88%數(shù)據(jù)大于70%，S-300mT約80%數(shù)據(jù)在90-99.9%之間變動，表明在樣帶范圍內，土壤樣品主要為亞鐵磁性礦物，但同時存在少量不完整反鐵磁性礦物。χfd%主要反映的是超順磁晶粒（SP）對土壤磁性的貢獻。樣帶土壤χfd%的變化范圍為0-31.22%，平均值為1.96%，約83%的樣點數(shù)據(jù)小于3%，說明樣帶土壤SP晶粒含量較少。上海城市樣帶土壤樣

6、品中，χARM/χlf均值為3.57，約70%數(shù)據(jù)χARM/χlf<4，χARM/SIRM均值為27.23×10-5mA-1，約64%的樣點數(shù)據(jù)χARM/SIRM<30×10-5mA-1，說明上海樣帶土壤中亞鐵磁性礦物晶粒以假單疇（PSD）、多疇（MD）為主。⑶從行政區(qū)尺度上看，徐匯區(qū)、閔行區(qū)、奉賢區(qū)的磁學參數(shù)表明各行政區(qū)范圍內亞鐵磁性礦物主導了土壤樣品的磁性特征，同時存在少量不完整反鐵磁性礦物。并且亞鐵磁性礦物晶粒以假單疇（PSD）、

7、多疇（MD）晶粒為主。對比各區(qū)磁學參數(shù)值，徐匯區(qū)樣品中所含有亞鐵磁性礦物含量最高，其次是閔行區(qū)，亞鐵磁性礦物含量最低的是奉賢區(qū)。⑷對工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、農田、公園、交通綠地各功能區(qū)的磁學參數(shù)進行分析比較，結果表明各功能區(qū)范圍內亞鐵磁性礦物主導了土壤樣品的磁性特征，同時也存在少量不完全反鐵磁性礦物。亞鐵磁性礦物晶粒的粒徑在各個功能區(qū)各不相同。對比各功能區(qū)χlf值，可以發(fā)現(xiàn)，公園(27.39×10-8m3·kg-1)<浦江農田(38.5×10-

8、8m3·kg-1)<居民區(qū)(43.35×10-8m3·kg-1)<工業(yè)區(qū)(45.17×10-8m3·kg-1)<交通綠地(63.46×10-8m3·kg-1)。χlf反映樣品中亞鐵磁性礦物含量，亞鐵磁性礦物含量由高到低依次為交通綠地、工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、農田、公園。公園、工業(yè)區(qū)、交通綠地土壤亞鐵磁性礦物晶粒以假單疇（PSD）、多疇（MD）晶粒為主。居民區(qū)、浦江農田土壤亞鐵磁性礦物晶粒為多疇（MD）和超順磁晶粒（SP）的混合物。⑸土壤磁性參數(shù)

9、的空間插值的結果顯示，土壤磁性礦物分布存在明顯的地域性，在居民區(qū)出入口、道路附近、公園出入口、工業(yè)區(qū)等人類活動密集區(qū)，土壤磁性礦物含量較高，SP顆粒含量較少。這與工業(yè)生產、交通運輸和商業(yè)等人為活動產生的磁性礦物有關。⑹空間結構分析可知，從大尺度到中尺度再到小尺度上，隨著研究尺度的減小，土壤磁性參數(shù)的塊金系數(shù)不斷減小，土壤磁性參數(shù)的空間相關性逐漸增強。在土壤環(huán)境磁學參數(shù)多尺度變化分析的基礎上，建立了多尺度空間結構模型，并進行了空間插值。結

10、果顯示，大尺度空間結構模型與中小尺度的結構模型提高了土壤磁性參數(shù)的空間預測精度。⑺對上海城市樣帶不同尺度土壤重金屬含量與土壤磁性參數(shù)值進行相關分析，結果顯示，土壤Cu、Cr、Pb、Zn、Fe與χlf、χARM、SIRM之間相關性顯著。土壤磁化率濃集因子與 Tomlinson污染指數(shù)（PLI）正相關，表明上述磁性參數(shù)可用于指示土壤重金屬污染。通過建立環(huán)境磁學評價體系，根據(jù) PLI和Si標準，上海城市土壤整體處于中等污染。各功能區(qū)土壤污染程