0 引言

汞是神经毒性极强的重金属污染物，已被我国环保部、联合国环境规划署、世界卫生组织、欧盟及美国环保署等机构列为优先控制污染物[1]。环境中存在的毒性较弱的无机汞在一定条件下都可以转化成甲基汞[2]。甲基汞在食物链中通过生物累积和生物放大作用能够对人体健康产生很严重的危害。工业煤矿区作业会产生大量的化工废水，废水中含大量的汞，经过地表径流扩散后可能对当地土壤造成严重的汞污染。而土壤汞污染比其他介质汞污染更具潜伏性和深远性。土壤中的汞会再度迁移扩散，参与到水体和大气环境的循环中，扩大污染范围[3]。

1 研究区概况及研究方法

1.1 研究区概况

江源区行政管辖隶属于吉林省白山市，地理坐标位为：东经 126°23′～127°11′，北纬 41°48′～42°13′。长期以来的煤矿开采选冶活动，大量固体废弃物的长期堆积，以及居民长期生活用煤等，给江源区土壤环境造成非常严重的汞污染。本次研究对煤矿活动更为频繁的区域—石人区域进行采样分析研究。大石人镇位于江源区西南部，东西长12.3 km，南北宽17.2 km，面积 67.2 km2。

1.2 样品采集

本次采样时间为2018年4月，由于采样区域面积较大，地势相对平坦，且土壤污染程度不均匀，因此采用方格网采样的布点方法，按1:50 000的比例尺采集表层土壤。参照我国目前采用的土壤地球化学勘查的采样规范的要求，采样单元为0.25 km2，每个采样单元的样点数为3～6个，每平方公里样点数为12～24个。

1.3 样品处理

采用硝酸-氢氟酸-高氯酸三酸消解法[4]对制备好的样品进行处理，然后用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定重金属含量。每个土壤样品均平行测量三次，实验结果用平均值来表示。

2 结果与讨论

2.1 相关性分析

重金属元素之间的关系可以为重金属来源提供重要的信息，一般而言，重金属元素含量之间的显着相关性，能够反映出各元素具有相同的来源或地球化学过程。石人矿区Hg与其他重金属元素的相关性如表1所示。

表1 石人矿区土壤Hg与其他重金属元素相关系数注：**为相关性在0.01水平上显著(双侧)；*为相关性在 0.05 水平上显著(双侧)。Cr Ni Cu Zn As Cd Pb Hg Cr 1.000 0.493** 0.413* 0.366* 0.051 0.150 0.202 0.055 Ni 1.000 0.268 -0.138 0.172 -0.048 -0.116 -0.287 Cu 1.000 0.493** 0.701**0.453** 0.322 0.340 Zn 1.000 0.381* 0.454** 0.841** 0.387*As 1.000 0.521** 0.435* 0.423*Cd 1.000 0.489** 0.291 Pb 1.000 0.258 Hg 1.000

由表1可以知道，石人矿区土壤中，Hg与Zn、As在0.05水平上呈中度正相关，相关系数分别为0.387、0.423。刘硕[5]对龙口煤矿区土壤重金属空间分布特征进行分析，认为As在煤矿中大量赋存，在煤矿开采中产生的大量矿井水、洗煤水以及选冶产生的废水中都大量存在说明石人矿区土壤中Hg污染来源与Zn、As的来源相同或相近，但相关性较弱。

2.2 空间分布特征分析

对样品数据进行成图分析，运用surfer软件绘制出对应的采样区域土壤中Hg的地球化学分布图，并与遥感影像图相结合对比分析。由图1可知，石人矿区土壤Hg污染较严重地区主要有三处，分别分布在北部、西南部以及南部地区，Hg含量可达0.15 mg/kg，均呈点状分布，石人矿区土壤Hg含量高值区主要分布在东北和西南地区，且峰的坡度都相对比较平缓，向周围递减的变化率较小。Hg含量由东北和西南向中部递减，主要可能跟土地的利用类型有关，区域内东北和西南地区主要是居民生活区域以及煤矿开采利用区域，中部地区主要为农田、林地等。

图1 石人矿区土壤Hg地球化学分布图(mg/kg)

综上，推测石人矿区土壤中Hg污染的来源主要可能是生活燃煤和化工废水的排放。在研究区域内地表水系不明显，地势较平坦，Hg主要可能由大气扬尘和气候因素影响而产生迁移。

2.3 单项污染指数法评价Hg污染

选用中华人民共和国GB —1995《土壤环境质量标准》作为评价标准，如表2所示。污染指数以三级标准作为评价标准，该标准值是土壤中重金属污染物的最高允许量，三级标准主要适用林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤(蔬菜地除外)。

表2 土壤环境质量标准值 单位：mg/kg项目 一级 二级 三级土壤pH值 自然背景 ＜6.5 6.5～7.5 ＞7.5 ＞6.5 Cd 0.20 0.30 0.60 1.0 Hg 0.15 0.30 0.50 1.0 1.5 As 15 30 25 20 30 Cu 35 50 100 100 400 Pb 35 250 300 350 500 Cr 90 250 300 350 400 Zn 100 200 250 300 500 Ni 40 40 50 60 200