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潜在有毒元素是环境中有害金属和非金属元素的统称,具有高毒性、长期残留性、生物富集性、隐蔽性、难分解等特点,对生态环境系统和人体健康造成的危害巨大,潜在有毒元素污染早已成为一个备受社会各界关注的环境问题。一般来说,金属与非金属是作为微量元素存在于岩石和土壤中,但由于人类活动,大量的金属和非金属元素通过采矿冶炼、农药化肥、垃圾焚烧、汽车尾气排放、污泥和废水在耕地上的应用等方式被释放到土壤中。这些人为因素是一个漫长且不可逆转的过程,最终会导致潜在有毒元素在土壤中富集和土壤理化性质的恶化以及各类环境问题。本文以贵州省兴仁县铊矿区作为研究区,先对采矿点及矿区内50个表层土壤样品和10个河流沉积物样品的采集和预处理,然后分析并测定所采集的土壤样品中七种潜在有毒元素（Tl、As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn）的浓度。在此基础上,采用多元统计分析和地统计学知识对土壤中潜在有毒元素的污染程度、空间分布特征、各元素之间的相关性及其污染来源进行解析,并对研究区土壤中的潜在有毒元素的生态风险和人体健康风险进行评估。此外,本研究还对研究区主要的粮食作物（大白菜、甘蓝、辣椒、红萝卜、玉米、水稻）中的几种有害元素污染和生物累积及其健康风险进行了评估。主要研究内容及结果如下:（1）研究区所有土样中Tl、As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn平均浓度为28.82 mg/kg、133.75 mg/kg、1.14 mg/kg、52.11 mg/kg、79.63 mg/kg、44.39 mg/kg、118.23 mg/kg,分别是贵州省土壤背景值的40.48、6.69、1.73、0.54、2.49、1.26、1.19倍。利用Arc Map中的Kriging插值方法绘制铊矿区潜在有毒元素的空间分布图,确定其分布趋势。结果表明Tl和As在矿区中心分布集中,Cd、Pb和Zn在西边含量较高,Cu在南边和北边的含量较中间高,Cr的空间分布特征不明显。（2）通过多元统计分析（变异系数、富集因子、Person相关分析和主成分分析）,对所研究的7种潜在有毒元素来源进行识别,我们推断出研究区Tl、As、Cd、Cu、Pb和Zn的含量均受外界因素的干扰,而Cr则为自然源。通过主成分分析,得到三个特征值大于1的因子,结合空间分布和富集系数,得知Tl、As、Cd、Cu、Pb和Zn的空间分布受采矿、煤炭燃烧,河流,运输和农业活动的影响。（3）采用地质累积指数(Igeo)、潜在生态危害指数（RI）、人类非致癌风险指数（HQ）和致癌风险指数（HI）评价了研究区土壤中潜在有毒元素的污染程度和生态环境及人体健康风险。地质累积指数表明Tl和As为主要的污染元素,Cd、Cr、Cu、Pb、Zn都处于无污染或轻微污染的水平。所有采样点的潜在生态风险指数RI的范围为91.25.13～1479.34,且主要是来自于Tl的贡献（74.32%）,其次是As（8.57%）和Cd（7.32%）,其余元素的生态风险均值都低于40（低风险阈值）,可忽略不计。（4）健康风险评估模型显示:土壤中Tl、As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn在3种暴露途径下造成成年人和儿童的非致癌风险指数分别为1.66和12.60,高于安全阈值1.0（尤其是儿童）。三种暴露途径下的非致癌危害排序为:经口摄入>皮肤接触>呼吸,且是对成年人和儿童来说,As和Tl都是造成非致癌风险的主要元素,二者的贡献比超过90%。As是所研究的元素中唯一对成年人和儿童有致癌风险的元素,且其几乎自于As元素经口摄入的暴露途径。由此可见:采矿区对当地居民,特别是儿童的健康造成不可接受的非致癌和致癌风险。（5）研究区农作物的污染状况和对潜在有毒元素的吸收能力表现为:根系蔬菜>叶片蔬菜>果类蔬菜>谷物。除了玉米外其它农作物对人体健康都存在较高的风险,且几乎是由Tl元素贡献的,胡萝卜中Cu元素对人体也有较高的风险,农作物中As、Cd、Pb虽有污染,但是它们并未对人体健康造成不利影响。总之,研究区不适合种植粮食农作物,除非土壤中的Tl元素经过特别的修复。