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城市是与人类生活和健康关系最为密切的生态单元，中国城市长期以来延续着一种“高投入、高消耗和高排放”的粗放式发展模式，使得城市赖以存在的生态环境面临越来越严重的威胁。目前，我国约有34％的人口居住在城市，随着城市化的快速发展，城市面积和人口在不断增加。人民生活水平的提高和消费升级，都给原本趋紧的城市供给和环境资源带来更大的压力，城市的环境污染问题也日益突出。城市中人类生活集中，具有机动车排放、工业排放、民用排放（燃煤、餐饮）等特征污染源，除了传统的氮、磷、重金属等污染物外，多环芳烃（PAHs）等持久性有毒物质在城市地表环境中的污染也越来越严重。城市下垫面类型多样，具有透水（草地和其他绿化用地）和不透水地表（道路、广场、停车场、屋面）等多种类型，城市地表具有独特的水文特征，因此持久性有毒污染物在城市流域中的累积、传输、迁移等环境过程具有独特规律性。
城市非点源与农业非点源同为地表水体污染的重要来源，在某些地区，城市非点源的污染贡献甚至超过农业非点源。城市非点源主要包括城市地表径流、大气沉降和城市水土流失等，通常以城市地表径流为主。城市地表径流是指降雨淋洗与冲刷城市大气和地表各种污染物，排入地表水体而引起的污染。以城市地表径流污染为主体的城市非点源污染负荷占城市排污总负荷的比例在雨季的短时段内会成倍升高，超过点源污染，对城市水体造成冲击性影响（Brezonik et al.，2002；Charbeneau et al.，1998）。美国环保局（US EPA）2000年度水质报告认为城市地表径流是全美河口区污染的第二大污染源，是湖泊、池塘、水库污染的第三大污染源。对美国San Francisco Bay历时10年的监测表明，该海湾水体中PAHs年负荷约51％来自城市地表雨水径流（Oros et al.，2007）。法国Le Havrein地区城市流域地表径流PAHs负荷的贡献占流域PAHs总负荷的35％（Motelay-Massei et al.，2006）。
把握城市地表径流的污染特征，特别是其中多环芳烃等持久性有毒污染物的迁移传输和负荷规律，对于促进雨水综合利用，加强城市非点源的治理，改善城市环境质量，建立更有利于人们工作和生活的宜居城市具有重要意义。