矿业废弃地的复垦利用对改善生态环境、拓宽土地利用空间和坚守18亿亩耕地红线有着重要的意义。针对当前矿业废弃地复垦重工程、轻生态修复,以及重构土壤质量呈明显下降趋势,重金属迁移规律不清等科学与实践问题,本文以西南地区硫磺矿废弃复垦地为研究对象,基于土壤和作物“点对点”进行样点采集和室内测试分析,采用经典统计学方法,结合地统计学理论,系统的分析了复垦表层土壤与作物(玉米)中五种重金属(Cd、Cr、Ni、As和Hg)含量分布特征,并对其进行污染评价及健康风险评估,确定优先控制元素,提出管控措施;同时从剖面的角度分析五种重金属的垂直变化趋势,并探讨了不同土层深度下Cd的赋存特征及影响各形态分布的主要因素。主要研究结论如下:(1)复垦表层土壤中,除Hg之外,其它四种重金属均出现了不同程度的超标,其中Cd超标率达90%,对应的玉米籽粒中五种重金属均值都未超过食品标准限值;空间插值结果显示,不同重金属空间分布格局存在差异。复垦区土壤和作物重金属现状评价结果表明表层土壤中重金属污染严重,Cd是主要污染因子,而玉米籽粒中重金属整体上处于安全水平,其生物富集系数均较低(BCF<0.1)。相关性分析表明,土壤对玉米有直接的影响,且是一种空间非平稳关系。(2)复垦剖面土壤中五种重金属,其均值含量随着垂直深度差异不太明显,不同土层深度下电镜扫描-能谱分析和形态分析结果表明,土壤中Cd是以类质同象的形式存在的,且Cd可还原态占比最高,不同剖面深度下重金属全量是影响Cd形态含量分布的最主要因素,其次是pH、有机质、CEC等。(3)复垦土壤和玉米中重金属进行健康风险评价结果表明,整体上表现出土壤-作物系统中单个重金属元素不会对人体产生非致癌和致癌风险,但其复合重金属污染污染则可能会产生危害。土壤-作物系统中Cr元素是导致当地居民健康产生致癌风险的最主要元素,成人和儿童的Cr综合致癌风险控制值均小于0.5mg·kg-1,Cr作为优先控制对象,随后是Cd、Ni和As,不同重金属风险控制采取不同修复措施。图[19]表[18]参[128]