随着煤炭的开采和利用,大量的煤矸石不断产生并被堆积在地表形成煤矸石山。煤矸石山不仅侵占大量的土地,其在淋溶、风化、自燃等过程中更会释放出一定量有毒有害物质,特别是重金属元素。重金属元素难于降解,其被释放后,可能会在堆积地周边环境介质中富集,并通过食物链或食物网在生态系统中传递,最终会对煤矸石堆积地周边人群造成潜在的环境风险。因此,研究煤矸石堆积地周边环境中重金属的分布、迁移、影响因素和风险对于矿区生态安全和风险管理具有重要意义。本研究选择淮南矿区三个典型的煤矸石堆积地,通过各环境介质中重金属元素含量分析、土壤理化性质分析和植被调查等方法,深入探讨重金属元素在煤矸石堆积地多种环境介质(矸石、土壤、水体、动植物(水稻、黄豆、蚯蚓和鱼))中含量和分布特征,重金属元素在多种介质中所产生的环境风险,矸石中重金属元素和堆积地植被分布的关系以及特征物种(蚯蚓)作为煤矸石堆积地重金属元素生物指示种或生物富集种的可能性。通过研究,主要得出：(1)环境介质中重金属元素平均含量均低于我国相应国家标准值：矸石和土壤中Zn、Pb、Cd、Ni、Cr和Cu平均含量均低于国家土壤环境质量标准一级水平；水稻、黄豆籽实和鱼肉中Zn、Pb、Cd、Cr和Cu平均含量均低于食品限量卫生标准；水体中Zn、Pb、Cd、Cr和Cu平均含量均在地表水环境质量标准二级范围内。此外,环境介质中重金属元素含量均随煤矸石堆积年限变化,但各环境介质中同一重金属元素随矸石堆积年限变化趋势不相同。(2)不同环境介质中重金属元素分布差异性明显：煤矸石山不同部位重金属元素含量不同；表层土壤(0-20cm)重金属元素含量随距离变化较明显,且可分为两种类型：重金属元素含量随着距离增加而降低或随距离增加先增加再降低；不同重金属、相同重金属在不同区域的水稻和黄豆各个器官分布均有差异,水稻和黄豆中重金属含量和土壤中相应重金属含量相关性不显著,重金属元素在富集过程中存在元素之间的协同或拮抗效应,且Zn、Ni、Mn和Cu在水稻和黄豆中富集系数均和土壤中相应元素含量存在幂指数关系；鱼内脏是重金属元素的主要富集器官,鳃中重金属含量也相对较高,而鱼肉、鱼鳞、鱼骨、鱼鳍、鱼鳔等器官富集重金属的能力相对较弱,鱼吸收水体中重金属元素也同样存在元素之间的协同或拮抗效应。(3)矸石堆积地植被分析表明：矸石中重金属元素可能不是植物定居的限制因子(以新庄孜矿为例),矸石中过高pH、盐分,及较低总磷和总钾可能是限制先锋植物定居的主要因素。而植被分析也表明：禾本科的狗牙根和菊科的野塘蒿是矸石堆积地植物群落中优势种,它们或许可被用于煤矸石山生态恢复。(4)蚯蚓体内某些重金属可表征土壤中重金属：蚯蚓体内Zn和Cd含量可较准确反映土壤中Zn和Cd浓度,蚯蚓体内Ni、Cr、V含量可在距离上反映其与煤矸石山之间远近关系,蚯蚓只对土壤Zn和Cd产生富集效应(对Cd富集能力较大),蚯蚓可作为煤矸石山周边土壤Zn和Cd的指示生物。(5)不同环境介质中重金属所产生的风险均不高(除Cr在水稻、黄豆、水体和鱼肉中所产生的致癌风险)：矸石山和土壤中总的重金属元素潜在生态风险均处于轻微水平,矸石中的风险随堆积年限增加而降低,而土壤中则升高；水稻和黄豆籽实、塌陷塘、鱼肉中化学致癌重金属健康个人风险主要来自Cr。化学致癌重金属产生的健康风险Cr>Cd,水稻籽实、塌陷塘和鱼肉中重金属产生的总的个人健康年风险均处于中等水平。黄豆籽实中重金属产生的总的个人健康年风险(除中年矿)均在可接受范围内。