随着运输业的发展,机动车辆快速增多,交通车辆已成为公路两侧土壤重金属污染的主要来源之一。高速公路以其车流量大、流动性大和范围广等特点易造成更严重污染,已受到了国内外广大学者的广泛关注。因此深入研究高速公路两侧土壤的重金属污染,分析其在高速公路两侧土壤中的分布及影响因素,为我国高速公路建设、高速公路沿线农业生产布局及其污染防治提供科学依据,具有重大的理论意义和实践意义。本研究以西安周边不同通车年限高速公路两侧表层土壤重金属污染为研究内容,选择了运营年限不一的西宝(15年)、西户(9年)和西柞(5年)高速,详细分析高速公路两侧土壤的理化特征,运用X-Ray荧光光谱仪测定了土壤中常量组分和重金属含量水平,采用修正的BCR四步连续提取法分析了土壤中重金属的赋存形态；通过机械筛分实验探讨了土壤粒径组成以及重金属元素在不同粒径土壤中的富集污染状况。本研究的主要结论如下：(1)高速公路两侧土壤均属于碱性土壤,土壤电导率、有机质、碳酸钙和磁化率的标准偏差和变异系数均呈现出西宝>西户>西柞高速,说明高速公路运营年限是影响公路两侧土壤理化特性的重要因素。高速公路两侧的土壤以黏粒和粉粒为主,土壤的黏结性和吸附性较强。高速公路两侧土壤中常量元素组分与地壳丰度基本一致,研究区域土壤常量元素分布较为均匀。(2)西宝高速公路两侧土壤重金属As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为10.86、17.22、88.94、27.48、759.8、74.56、29.18和34.02mg/kg;西户高速公路两侧土壤重金属As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为9.66、17.63、89.75、29.96、739.33、78.26、29.63和33.21mg/kg;西柞高速公路两侧土壤重金属As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为11.81、19.11、90.90、29.81、796.26、75.45、30.28和36.89mg/kg。整体来看,公路两侧土壤中As的含量都小于或接近陕西省土壤背景值,西宝和西户高速两侧土壤中Cu、Co、Zn和Pb含量的变异系数显著高于西柞高速,Mn和Ni在西宝高速公路两侧土壤中含量的变异系数显著大于西户和西柞高速,Cr在三条高速公路两侧土壤中的含量和变异系数相差不大。(3)高速公路作为一个线状污染源,污染物的扩散并不是呈单一的随距离路基的增加而降低的趋势,有一些较小的颗粒可飘向距离公路较远的区域,大都会出现两个或三个高值区,含量的高值出现在距离路基5-20m和50-75m或100-200m。三条高速公路出现的高值区域一致,在200m范围内,重金属含量变化较规律,200m以上含量出现不规律波动或含量过高,可能与其距离公路较远,受周围人类活动的影响大于公路所致。西柞与西宝和西户高速公路相比较,重金属的扩散影响范围较小,除了西柞运营时间较短这一因素外,也可能是由于公路及其两侧地形不同而导致。西宝和西户高速公路都高出两侧地面约3m,有利于污染的扩散,而调查段西柞高速低于两侧地面,不利于污染物的扩散。高速公路两侧土壤中的重金属含量和污染的空间分布在路两侧并没有表现出明显差异,说明本研究区域风向的影响不明显。(4)三条高速公路两侧土壤重金属的形态分析结果表明,非稳定态占总量的比例是Mn>Pb>Co>Ni>Cr>Zn>Cu,其中Mn、Pb和Co的非稳定态含量较高,且以S1弱酸提取态和S2可还原态为主,约占总量的40～66%,可被植物直接吸收利用和发生迁移转化,具有较高的环境风险；重金属元素Ni、Cr、Zn和Cu的残渣态的比重大,都接近或超过了总量的80%,难以被直接利用和迁移转化,其环境危害较小。(5)三条高速公路两侧土壤中重金属污染评价表明,土壤中重金属污染属于轻度污染,其中部分采样点Co和Cr达到中度污染水平。(6)相关分析、因子分析和聚类分析的结果显示,高速两侧表层土壤中重金属元素As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的来源不尽相同,可分为4类。第1类是Cu、Pb和Zn,主要受高速公路运营的影响；第2类是As、Ni和Mn,主要受成土母质的影响,Ni和Mn也受高速公路运营影响；第3类是Co,虽受高速公路的影响,但影响小,存在其他的污染来源。第4类是Cr,受高速公路运营和农业生产活动综合影响；(7)公路运营年限与土壤中Cu、Ni、Pb和Zn的富集相关,与As、Co、Mn和Cr无关,运营年限长的高速公路的含量变化幅度和富集因子大于运营年限短的。Cu、Ni、Pb和Cr主要富集在粒径较小的<50-m和63-50μm土壤中, Zn主要富集在粒径较小的<50μm土壤中,As、Co和Mn主要富集在在粒径较大的>63μm土壤中。重金属元素(除As和Mn)富集因子在主要富集粒径颗粒中的富集因子高于其他粒径。