随着工业化和城市化进程的不断加快,土壤污染问题日益突出,已引起国内外学者的广泛关注。土壤是城市发展的物质基础和支撑,是连接有机界与无机界的中心环节,是地球表层系统中物质与能量迁移和转化的重要环节。环境磁学凭借其简单、快速、对样品无破坏性、磁学仪器灵敏度高等特点,在土壤污染监测和防治方面取得了很大进展。本文立足于环境磁学和地球化学方法,选取西北地区两个典型的工业城市—乌海和石嘴山作为研究对象,分析了研究区在不同土地利用方式下表土的环境磁学和重金属元素特征,探讨了磁学参数和重金属含量之间的内在关系,揭示了环境磁学在城市表土污染研究中的应用机理,以期在此基础上为阐明该地区环境污染状况、判断污染物来源提供依据。并得出以下主要结论。(1)表土磁化率总体偏高,磁性矿物以磁铁矿为主,假单畴和多畴颗粒主导了磁性矿物的粒度特征。磁性矿物的浓度和颗粒大小在不同功能区表现出一定的差异,磁参数空间变化明显,工业区表土磁性矿物的浓度最高,颗粒最粗,农业区和原煤区浓度较低,颗粒较细。(2)土壤的磁化率增强主要受控于工业生产等人类活动的影响。环境磁学监测手段对于因化石燃料燃烧而造成的污染指示作用较为敏感,而对未经燃烧原料的指示作用并不显著。磁学参数χlf、SIRM、SOFT能够有效地监测城市土壤污染状况。(3)重金属特征表明,工业区重金属含量大于农业区和原煤区,3个功能区均表现为轻度污染,但工业区污染程度最大。降低污染物的排放、合理规划工业布局是治理城市表土污染的重要措施。(4)在不同的功能区,不同的磁学参数具有不同的环境指示意义。磁学指标和重金属元素相关性分析、聚类分析和主成分分析综合结果表明,指示磁性矿物含量的磁学参数可以作为工业区重金属污染程度的替代指标,指示磁性矿物粒度的磁学参数可以作为农业区重金属污染程度的替代指标,原煤区磁学参数和重金属元素相关关系不明显。环境磁学是评价土壤重金属污染的有效手段。