汞是一种全球性的污染物，人类活动（如汞矿开采、燃煤发电和金属冶炼等）向大气中排放大量的汞，会使得这些地区遭受土壤汞污染，造成农产品汞超标和人群暴露风险。然而，这些排放源对周边土壤汞的影响程度和污染贡献份额并不清楚。因此，定量识别人为活动与区域土壤汞的耦合关系，对土壤汞污染源头防控和修复治理具有重要意义。
汞稳定同位素是示踪汞污染来源和环境过程的有利工具。基于汞同位素的混合模型，已被用来定量揭示土壤、沉积物和大气汞的来源。受体模型常用于土壤重金属溯源研究，该方法仅通过分析受体信息就可推测端源因子及贡献率。基于以上背景，本研究选取我国四个典型汞排放行业（汞矿开采、金矿开采、锌冶炼和燃煤发电），采用汞同位素示踪与受体模型（PMF和PCA/APCS）进行土壤汞的溯源研究。
结果表明，汞矿区、金矿区和锌冶炼区土壤汞污染较为严重，而燃煤电厂周边土壤汞略高于背景值，研究区域样品的汞同位素与汞含量存在显著差异（图1）。各排放源对其周边（方圆半径5 km）土壤汞的贡献率分别是92.2%±9.70%（汞矿区），63.5%±0.83%（锌冶炼区），41.3%±1.90%（金矿区）和21.1%±3.58%（燃煤电厂）。
本研究定量揭示了我国典型汞排放地区土壤汞的污染特征和污染来源，展现了汞同位素用于研究人为排放与土壤汞耦合的潜力，为我国土壤汞污染防控和修复提供重要科学依据。相关成果在环境科学领域1区期刊《Journal of Cleaner Production》发表：Song, Z., Wang, C., Ding, L., Chen, M., Hu, Y., Li, P.,* Zhang, L., Feng, X. Soil mercury pollution caused by typical anthropogenic sources in China: Evidence from stable mercury isotope measurement and receptor model analysis. Journal of Cleaner Production 2021, 288, 125687. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.125687。联合培养硕士生宋正城和博士生王川为论文共同第一作者，李平研究员为通讯作者，研究受到中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会和贵州省社会发展项目共同资助。
图1 四个研究区域样品汞同位素组成与1/THg关系图
（冯新斌课题组/供稿）