煤炭是人类生产生活的能源之一,煤炭的开采对周围的生态环境造成一定的影响,尤其是地质中以自然形态赋存的重金属释放到地表环境中,对周围的多介质环境和人群健康风险产生威胁,因此研究能源开发区重金属污染、健康风险及重金属的环境迁移,对区域的可持续发展、污染物控制、生态健康风险和疾病防控等具有重要的意义。本研究主要以陕西省北部与内蒙古自治区南部接壤处典型能源开发区的地表灰土、煤矸石、典型植物、地表水与地下水作为研究介质,采用空间分析、多元统计分析、污染负荷指数评价、人群健康风险评价等方法,对该地区多介质环境中重金属的含量、空间分布、迁移与累积特征、环境污染评价以及人群健康风险进行研究与评估,并且对不同介质与煤矸石中重金属含量值作比,分析了重金属从煤矸石到不同介质迁移的难易程度与其元素计量学特征。得到的主要结论如下:(1)陕蒙接壤处能源开发区2015年与2016年灰土样品中的重金属Hg、Cd、Co、Sr和Ba元素的浓度含量平均值超过了陕西省土壤背景值,但是2016年的灰土样品受强降雨影响,重金属含量均偏低;灰土中的重金属Cr-V、Cr-Ti、Cr-Ni、Cr-Cu、Cr-Zn、Cu-Zn、Zn-Ni等具有显著的正相关性,来源可能相同。重金属元素的极大值、污染负荷指数较高和非致癌与致癌风险值较大的地区主要出现在中小型煤矿周围,对此,应引起当地相关部门对中小型煤矿重金属污染程度的重视。As、Cr与Ni是对儿童产生致癌风险的主要元素,Cr与Ni是对成人产生致癌风险的主要元素,且儿童对重金属污染更为敏感。通过探析灰尘与煤矸石中重金属含量的关系,判断灰尘中的重金属可能主要是从煤矸石中迁移而来。(2)区域优势植物小白杨叶片(Populus ala)中重金属Cr与Cu、As与Cd具有正相关性,并且Cr与Cu、As与Cd、在空间分布特征上也具有相似性,则其具有同源性。植物叶片中的重金属元素在中小型煤矿周围容易出现极大值,故矿区的工业活动是造成植物叶片中重金属含量较高的原因之一。植物叶片对Cd的平均富集系数大于1,其它元素的富集系数小于1,则该植物对这六种元素的富集程度不高。(3)该能源开发区的地表水水质较差,仅符合GB3838-2002第Ⅳ类水标准,不能用作源头水、集中式生活饮用水水源地和人体接触等用水区;地下水中的氨氮值超过GB/T14848-93中的第Ⅲ类水质标准,仅适合作为农业与局部工业的用水,不能做集中供水的水源。研究区内水体中As、Cr与Cd是非致癌健康风险的首要元素,应该引起相关决策部门和环保部门的高度重视。(4)灰土与煤矸石中的部分重金属元素呈现了显著的正相关性,植物叶片中的Cd、Ni分别与煤矸石中的Hg、Cd具有正相关性,表明重金属的来源相同;煤矸石中的As、Cd、Hg、Pb等重金属元素更容易迁移至灰土累积,其次容易迁移至植物叶片中。