本文以淮南矿区六个煤矿区的塌陷塘(两座新矿区、两座中年矿区和两座老年矿区)为主要研究对象,采集六座矿区塌陷塘周边土壤、塌陷塘水体沉积物和塌陷塘水体样品,共计90个样品。通过样品的分析,对塌陷塘周边土壤和塌陷塘水体沉积物重金属含量的特征、重金属在不同介质中的浓度分布与其理化性质之间的关系进行研究;采用污染负荷指数法、地积累指数法和潜在生态危害指数对塌陷塘周边土壤和其水体沉积物中重金属的污染情况进行评价;采用单因子指数法、内梅罗综合指数法对塌陷塘水体中重金属的污染情况进行综合分析,应用USEPA推荐的模型对水体中重金属进行健康风险评价。主要有以下结论:(1)塌陷塘周边土壤和水体沉积物中重金属的含量的平均浓度低于淮南土壤的背景值和国家标准土壤二级标准,只有沉积物中重金属Mn的平均浓度在部分样本中略高于淮南的土壤背景值。在三种不同年限的沉陷区中,除Cr外,其他重金属的浓度均为中年塌陷塘的周边土壤中的含量最高。在土壤重金属中,Cd、Cu、和Zn在不同年限中的土壤中平均含量分布为中矿>老矿>新矿,而Cr、Mn、Ni和Pb在不同年限中的土壤平均含量分布是中年矿>新矿>老年矿。而三个不同时期的塌陷塘水体沉积物中的重金属含量表现为无规律的变化。(2)对于塌陷塘周边土壤,Pb、Cu和Cr相互之间存在显著的相关性,Cu、Cr、Mn和Ni相互之间存在显著的相关性,表明Cu、Cr、Mn、Ni、Pb的来源环境可能相同;对于沉积物而言,Cu、Zn和Ni相互之间存在着显著的相关性,Mn、Ni和Pb相互之间也存在着显著的相关性,加上Pb与Cu也存在显著的相关性,表明Cu、Zn、Ni、Mn和Pb的来源环境可能相同。重金属与理化性质之间的相关性分析结果表明不同重金属受到不同理化性质的影响。(3)用污染负荷指数法和地累积指数法对周边土壤和水体沉积物中重金属污染状况进行评价,结果表明所有样品的污染程度属于无污染;在生态风险评价中,塌陷塘周边土壤和沉积物样品中Cd的生态危害系数比其它重金属元素的生态危害系数大,表明Cd在塌陷塘沉积物中的污染最大,但其污染程度在生态系数对应的危害程度关系表中属于轻微污染。每个采样点七种重金属的综合生态危害指数RI在关系对应表中属于无污染或轻微污染。(4)采用单因子指数法和内梅罗综合指数法对水体重金属污染状况进行评价的结果显示,Hg的污染指数最高。在六个塌陷塘中,新集二矿的重金属污染情况最为严重。对于健康风险评价结果,六个塌陷塘水体的重金属健康风险都在可承受的范围之内。从健康风险值的计算结果中可以得出,致癌性健康风险对总体的健康风险起了决定性作用。研究结果表明:As和Cr的致癌健康风险值相对较大,Cd最小。图[4]表[33]参[84]。