矿山开发水环境影响的主要途径是水系。金作为亲硫(铜)元素,伴生有大量Hg,Zn,Cd,As等元素,查明金矿区周边水系不同介质元素的分布规律与迁移转化行为,对于矿山环境的治理和区域水环境污染防治具有重要意义。论文以马脑壳金矿区水系为研究对象,依托于环保部公益行业可研专项“西南矿区地下水重金属污染源识别与污染风险评估”,在查明矿区周边水系上覆水、沉积物、间隙水等介质中元素空间分布特征的基础上,结合沉积物剖面上元素含量变化特征与赋存形态,探讨矿区水系不同介质间元素迁移转化规律,并对沉积物环境质量进行评价,研究结果显示:(1)研究区河流上覆水pH值介于8.09-8.41之间,呈弱碱性。溶解氧含量大于5ppm,均属于富氧河流,水化学类型主要为碳酸钙镁型。(2)各采样点重金属元素在上覆水和间隙水剖面中含量依次是:As>Zn>Pb>Cu>Cd。这个含量顺序与绝大多数沉积物中元素含量顺序相同,除三号采样点外,沉积物重金属元素依次是:As>Zn>Cu>Pb>Cd。同一重金属元素在三种介质中含量顺序为:沉积物>间隙水>上覆水。(3)重金属元素主要富集在间隙水和沉积物的中上部。不同间隙水剖面之间元素垂向分布规律各异,但是不同沉积物剖面中元素分布规律相似,表明相比于间隙水而言,研究区沉积物中重金属分布特征更为稳定,不同点位沉积物中重金属来源可能相同。(4)沉积物剖面不同粒度颗粒元素含量高低依次大致为:小于160目粒径>100目-160目粒径>80目-100目粒径>20目-80目粒径。表现为粒度越小,重金属元素含量越高,概由于细颗粒沉积物颗粒表面积大,具有较强的吸附作用,更有利于元素的富集。(5)大多数采样点中Cd主要以酸溶态形式存在;Pb在二号采样点和四号采样点主要以还原态为主;除Cd、Pb外,其余元素主要以残渣态为主,由高到低依次为残渣态、可还原态、可氧化态、酸溶态。(6)相关性分析表明:上覆水K、Na、Cl~-两两相关性较好,As与其他元素均有较强的相关性,间隙水和沉积物中Zn、As对其他元素均表现出较显著的相关性。除铅外,上覆水与间隙水中同种元素间相关性显著,具有较好的关联性。(7)达舍沟沟支流从矿区流过,该河段受矿区开采活动的影响较大,采样点中沉积物重金属元素含量较高,各重金属元素在表层沉积物中元素的迁移性较大,更容易从沉积物中迁移至间隙水,随深度增加迁移性先减小后增大,在底部沉积物又表现出较大迁移性。而黑河的上下游,受矿区开采的影响相对较小,各元素的迁移性不明显。间隙水中元素的含量多高于上覆水中元素含量,存在浓度差,元素会从间隙水向上覆水扩散。(8)地质累积指数法显示从矿区流过的达舍沟支流以及该支流与黑河交汇后至黑河的下游均受到As、Cd不同程度的污染,污染程度从无-中到极强,其中As在达舍沟支流及与黑河交汇处污染程度达到极强,黑河的下游污染程度为中-强,除黑河的上游外,Cd在两条河流其他流域污染程度均为中等污染,因此矿山排放的废水是As、Cd在矿区水系含量升高的主要原因。潜在生态危害指数显示达舍沟支流为强-很强潜在生态危害,与黑河的交汇处为轻微-强的潜在生态危害,黑河的上下游为轻微生态危害。