【摘 要】
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煤炭资源的大规模开采会对土地资源利用、地形地貌、地表沉陷等方面产生一定的影响,最终演变成大面积的采煤沉陷区,与此同时煤矸石作为煤炭开采的副产物大量堆积在地面不仅会导致自燃,浪费土地资源,还会污染土壤、水体,进而扰乱生态平衡,危害人类健康。本论文以迪沟采煤沉陷区矸石堆及周边土壤、水体为研究对象,通过查阅相关资料、国内外文献、采集样品测试、处理分析数据,运用数理统计、多元统计分析等方法,深入研究了塌陷
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煤炭资源的大规模开采会对土地资源利用、地形地貌、地表沉陷等方面产生一定的影响,最终演变成大面积的采煤沉陷区,与此同时煤矸石作为煤炭开采的副产物大量堆积在地面不仅会导致自燃,浪费土地资源,还会污染土壤、水体,进而扰乱生态平衡,危害人类健康。本论文以迪沟采煤沉陷区矸石堆及周边土壤、水体为研究对象,通过查阅相关资料、国内外文献、采集样品测试、处理分析数据,运用数理统计、多元统计分析等方法,深入研究了塌陷区煤矸石的理化性质、元素分布特征及对周围土壤和水体的污染程度。研究结果表明:（1）矿区煤矸石重金属浓度调查结果表明,Cu、Zn、Hg、As、Cd浓度均值分别为淮南土壤背景值的1.53倍、2.75倍、14.5倍、1.6倍、6.83倍;放射性核素活度浓度研究表明,放射性核素238U的平均值略高于全国煤矸石的实测值（1.05倍）,232Th的平均值是全国煤矸石的2.12倍。（2）研究区土壤属于弱酸性土壤。在距离矸石堆45 m处,分别有94%、89%的采样点Cd、Hg浓度高于安徽省土壤的背景值;土壤垂向分布上,Cu、Pb、Zn、Hg、Cd、As的最大浓度均出现在表层土壤（0—20 cm）处;土壤中放射性元素238U、232Th活度范围分别为31.51—58.81、53.33—94.48 Bq·kg-1,远低于煤矸石,其活度浓度呈现出与矸石堆距离增加而减小的分布趋势。煤矸石中238U、232Th主要以残渣态的形式存在,土壤样品中238U赋存形态以可氧化态和碳酸盐结合态最为突出,而232Th总体上以残渣态为主。（3）沉陷区水体中TN、TP、NH3-N的最大浓度分别超出标准限制的11.02、4.5、4倍;重金属Zn、Cu、Pb、As、Cd,均低于Ⅲ类标准限制,而Hg的最大浓度与平均浓度超过标准限制的4.1倍和1.8倍;矿区水体放射性核素238U、232Th总体上处于正常水平。沉陷区水体污染来源研究表明,TN、TP、NH3-N和As主要和采煤沉陷区周边生产生活活动污染有关;Cu、Pb、Zn和Cd主要与矿业活动有关;Hg元素与环境背景值有关。（4）由地累积指数法计算结果可知:土壤重金属Hg、Cd、As有部分采样点存在轻度污染,Zn次之,其他重金属均处于未污染状态。周边土壤未受到放射性核素238U的污染,而靠近矸石堆的表层土壤（0—20 cm）受到232Th轻微污染,其污染范围限定在距矸石堆30 m以内。综合潜在生态风险指数范围为59.50—315.87,有64.3%的采样点处于中等生态风险以上。（5）沉陷区水体修正内梅罗综合污染指数表明:迪沟采煤沉陷区水体中主要污染因子为TN和Hg,沉陷区水体整体属于轻度污染。水体中放射性核素与重金属健康风险评价结果显示:各年龄段放射性核素终身致癌风险均未超过ICRP推荐值;致癌重金属所产生的健康风险要高于非致癌重金属,As是沉陷区水体的主要致癌因子,应作为沉陷区水体健康风险管控的重点。儿童比成人受到重金属的威胁更大,由此,应加强对儿童饮用水的监管。
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