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矿区重金属的环境污染一直是人们关注的热点问题。采煤塌陷区使用煤矸石进行充填复垦后,复垦后土壤的结构和环境与原来相比发生了变化,煤矸石中的重金属可能向外迁移,污染土壤,影响复垦后土地的正常使用。本论文选取淮南市的潘一矿复垦区和新庄孜矿复垦区作为研究区域,主要进行了以下几方面的工作:(1)土壤样品pH值、速效钾、有机质以及六种重金属的检测分析土壤pH呈碱性。潘一矿复垦区土壤样品的速效钾含量水平均在4级以上,新庄孜矿复垦区所有土壤样品的速效钾含量和有机质含量水平均在4级以上。两个复垦区土壤中的镉含量均有较高的超标率,其中新庄孜矿复垦区镉的超标率最高,潘一矿复垦区土壤中镉的超标率相对低些。对于其它五种重金属,两个研究区域的超标率均为零。(2)煤矸石样品的检测分析潘一矿复垦区和新庄孜矿所填充的煤矸石的性质的不同,尤其表现在有机质、铬元素和镉元素上。总体上,潘一矿复垦区的煤矸石在有机质的含量上要高于新庄孜矿复垦区的煤矸石;新庄孜矿复垦区煤矸石中铬元素的含量较潘一矿复垦区煤矸石中铬元素的含量高,对于镉元素的含量亦是新庄孜矿复垦区煤矸石中的含量较潘一矿复垦区煤矸石中的含量高。(3)两个复垦区土壤中重金属的环境质量评价潘一矿复垦区土壤的环境质量状况处于警戒线内,属于尚清洁水平;而对于新庄孜矿复垦区土壤的环境质量状况而言,除了20-40cm层处于警戒线内(属于尚清洁水平)外,0-20cm层和40-60cm层均属于轻度污染水平。对于相同土壤层环境质量状况而言,潘一矿复垦区均要优于新庄孜矿复垦区。(4)研究区域每一层土壤重金属污染物的主次顺序潘一矿复垦区每一层土壤重金属污染物的主次顺序均一致为:镉>铬>镍>锌>铅>铜。新庄孜矿复垦区每一层土壤污染物的主次顺序均一致为:镉>铬>镍>锌>铜>铅。由此可以看出,潘一矿复垦区土壤中铜分担率最低,而新庄孜矿复垦区土壤中铅的分担率最低;潘一矿复垦区和新庄孜矿复垦区土壤的主要污染物均是镉元素,其次是铬元素。(5)土壤中重金属的相关性分析潘一矿复垦区土壤中铜-速效钾之间以及铜-铬之间在0.01水平上显著相关;铬-速效钾之间以及铬-镍之间在0.05水平上显著相关。新庄孜矿复垦区土壤中铜-有机质之间、锌-速效钾之间、锌-铜之间、铬-锌之间、镍-速效钾之间、镍-锌之间、镍-铬之间、铅-铜之间、铅-铬之间、铅-镍之间、镉-速效钾之间、镉-锌之间、镉-铬之间、镉-镍之间以及镉-铅之间在0.01水平上显著相关;镍-铜之间、铅-速效钾之间以及铅-锌之间在0.05水平上显著相关。说明这些元素之间有同源性。(6)覆土底层土壤与煤矸石中的不同重金属的相关性分析潘一矿复垦区覆土底层土壤与其煤矸石中镍的含量在0.05水平上显著相关,其它指标的相关性不显著,由于相关系数小于0,说明潘一矿复垦区覆土底层土壤与煤矸石之间可能存在镍的单向迁移。新庄孜矿复垦区覆土底层土壤与其煤矸石中有机质的含量在0.01水平上显著相关,由于相关系数小于0,说明新庄孜矿复垦区覆:土底层土壤与煤矸于石之间可能存在有机质的单向迁移,其它指标的相关系数较小,相关性也不显著。(7)研究区域土壤中重金属的水平分布和垂直分布分析在潘一矿复垦区0-20cm层土壤中铬的水平分布中,靠近煤矸石山处的浓度高于其周围区域,而在20-40cm层以及40-60cm层,这种规律表现的不明显,说明0-20cm层的土壤可能受到煤矸石山的影响。新庄孜矿复垦区整体的水平分布规律不明显。两个复垦区土壤铬和镉的纵向分布规律不明显,这除了受到地形、周围环境以及人为的影响外,可能与该区域种植的植物种类多样以及复垦的时间也有一定的关系。图[44]表[29]参[94]