汞(Hg)是一种持久性污染物，通过大气环流可以造成元素汞（Hg(0)）的长距离传输，在全球范围内引发环境健康和生态风险问题。土壤Hg(0)排放是重要的大气汞排放源，在全球Hg的生物地球化学循环中起着至关重要的作用。光还原、微生物还原和非生物暗还原都可能导致土壤Hg(0)的排放，但不同还原路径的贡献尚不清晰。

中国科学院地球化学研究所冯新斌研究员团队利用室内模拟实验，对万山汞矿地表土壤排放Hg(0)的通量和汞同位素特征进行了表征，并解析了不同汞还原路径的相互作用和贡献。研究结果表明，光还原和微生物还原对万山汞矿地表裸露区土壤Hg(0)排放的驱动贡献分别为79%~88%和12%~21%。相比之下，非生物暗还原的贡献可以忽略不计。推断了影响土壤Hg(0)排放的两个重要过程：微生物介导的HgS溶解，以及Hg(II)的光致还原和微生物还原。尽管微生物还原的贡献相对较小，但微生物介导的HgS溶解可以增加土壤中的溶解汞库存，进而为有机结合态汞的光还原和微生物还原提供有利条件。因此，抗菌策略可能是控制汞矿区土壤汞排放和空气汞污染的可行方法，需要在今后的研究中作进一步验证。

图1 典型汞污染区地表土壤元素汞排放驱动机制示意图

研究成果以“Isotope based characterization of soil elemental mercury emissions from historical mercury mining areas: driving pathways, and relative contributions”为题发表于环境科学与地球科学研究领域期刊Environmental Science & Technology（IF2023=10.9）。本研究获得喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室开放基金（KST202406）的联合资助。