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长期的煤炭开采导致矿区出现大量固体废弃物-煤矸石,煤和煤矸石中富含多种有害或潜在有害元素,在堆积和运输过程中会将自身的重金属元素释放到周围环境中。因此,矿区周边土壤可能会出现重金属富集现象。由于重金属具有毒性、活性、持久性、难降解性和生物累积性等特点,又易通过皮肤、呼吸和饮食迁移到人体,煤矿区矸石-土壤-植物系统中重金属污染已经成为公众关注的焦点。通过对矿区周边环境介质的深入研究,特别是根际土壤中重金属的浓度、形态及其动态变化,对了解重金属在矸石-土壤-植物系统内的环境行为具有重要的意义。本研究以淮南某煤矿为研究区域,通过对煤矿区周边矸石、土壤、植物中重金属浓度和形态的分析、结合根际土壤理化因子分析,探讨煤矿区矸石-土壤-植物系统中重金属赋存形态、影响因素及风险评价,得出以下结论:(1)对煤矿区矸石-土壤-植物系统中重金属浓度及分布特征的分析表明:矸石和土壤中Zn、Pb、Cu和Cr平均浓度低于农用地土壤污染风险管控的标准值。黄豆中Zn、Pb、Cu和Cr平均浓度也均低于食品卫生标准;煤矸石山不同部位矸石中重金属浓度不同,顶部Pb、Zn和Cu浓度相对较高,而Cr富集在腰部。根际土壤中重金属浓度随着距离变化较明显,可分为四种类型:随着距离增加重金属浓度一直减小、先增加再减小、先减小再增加和呈波动性变化。不同重金属在黄豆器官中的分布也均有差异,Pb和Zn在黄豆叶部中浓度相对较多,而Cr和Cu主要富集在黄豆根部。黄豆中重金属浓度与根际土壤中相应重金属浓度呈显著相关性。黄豆中Pb、Zn、Cu和Cr的富集系数与根际土壤中相应重金属元素的浓度呈幂指数关系。(2)对煤矿区矸石-土壤-植物系统中重金属形态及分布特征的分析表明:矸石和土壤中Zn、Pb、Cu和Cr的形态主要以残渣态为主;黄豆中Zn的形态主要以残渣态为主,而Pb、Cu和Cr的形态主要以氯化钠提取态为主;矸石山不同部位矸石中重金属形态浓度不同,顶部矸石中Zn、Pb、Cu和Cr主要以残渣态为主,腰部矸石中Cu和Cr以有机结合态和残渣态所占比例较大;根际土壤中重金属的交换态所占比高于非根际土壤,根际与非根际土壤中重金属形态所占比例随着距离变化不明显。相同重金属的不同形态在黄豆不同器官中的分布存在差异,矸石-土壤-植物系统中重金属形态也受不同的理化指标的影响。(3)对煤矿区矸石-土壤-植物系统中重金属潜在生态风险和风险评价编码法研究表明:矸石和土壤中Zn、Pb、Cu和Cr元素产生的潜在生态风险均处于轻微状态,而中Zn、Pb和Cr元素所产生的RAC值为中等风险。根际土壤中的环境风险为Pb>Zn>Cu>Cr;黄豆籽实中重金属健康风险主要来源于Cu和Pb元素,通过靶标危害系数法得出,食用矿区黄豆对儿童造成的重金属健康风险要高于成人,但这4种重金属元素未形成较高的潜在健康风险,均在可接受范围内。图[21]表[32]参[112]