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工业和农业地迅速发展使得土壤环境受到多种重金属污染,其中汞污染因其隐蔽性、不可逆性和剧毒性对环境和人类造成严重危害而备受关注。燃煤发电、氯碱生产和农业生产等人类活动是最主要的汞污染来源,而玛河流域既是火力发电和氯碱生产基地又是新疆主要产粮区,保障土壤质量与安全对农产品和人类健康安全异常重要。本研究选择新疆玛河流域为研究区域,针对研究区域土壤—蔬菜系统进行汞污染时空分布特征研究;同时评估了研究区环境生态和人体健康风险程度;其次采用盆栽实验对土壤—蔬菜汞的分布及迁移转化规律进行研究,主要结论如下:研究区域表层土壤为碱性,有机质含量低。春、夏、秋表层土壤平均汞含量分别是新疆背景值的7.47倍,12.29倍,9.59倍,但都未超过国家土壤二级标准,夏季平均汞含量分别高出春、秋64.56%和28.22%,夏季表层土壤汞污染水平显著高于春季和秋季。春季汞污染空间分布呈现明显扩散趋势,夏季和秋季空间分布相对集中在化工园区内,主要扩散距离为化工园区周边1-2 km。土壤汞空间分布整体呈现以化工园区为中心的点—面污染格局。春、夏、秋时空分布差异性主要与土壤本身理化性质的有机质及黏土矿物成分密切相关。气象因子是造成差异性的主要外界因素,风向、风速影响汞扩散方向和距离;降水主要影响表层土壤汞纵向迁移;降水和臭氧浓度共同影响大气汞向表层土壤的扩散和沉降。研究区夏季蔬菜汞含量显著高于冬季,土壤汞含量及大气沉降是出现显著性差异的主要原因。6种科属绿叶蔬菜汞含量显现出可循规律性,其平均含量排序为:菊科>伞形科>十字花科>藜科>旋花科>百合科。玛河流域不同季节表层土壤汞污染对市区及农耕区域整体环境质量未造成重大影响。土壤汞污染程度春季总体表现为清洁至中度污染,夏、秋总体为清洁至严重污染,不同季节样点主要处于中度污染。石河子市工业园区和玛纳斯燃煤电厂及周边土壤汞呈现不同程度的偏重污染或重污染,潜在生态风险较高;市区和农田区域呈现不同程度偏中度或中度污染,为中等潜在生态风险;南部山区和沙漠边缘呈现清洁至轻度污染,潜在生态风险较轻。土壤、蔬菜汞给人体带来的非致癌健康风险均在安全范围以内,表现出儿童高于成人,并随汞含量增加而增加。土壤总汞对蔬菜的迁移规律无明显影响,只对蔬菜根部累积影响显著,菊科、十字花科、伞形科蔬菜初步显示出强累积性。土壤形态汞对蔬菜生长具有重要作用,CaCO3-Hg、Fe2O3-Hg和MnO2-Hg等机制结合态汞在碱性土壤中表现出较低的潜在可利用性,腐殖酸-Hg对蔬菜根部汞的累积起主要作用,而可利用态汞对蔬菜汞的迁移具有显著性影响。蔬菜生长过程中,可利用态汞和残渣态汞所占比例发生显著变化,可利用态比例由19.48%降至6.01%,逐步转化为稳定的残渣态汞,而机制结合态汞变化不显著。蔬菜根部、可食用部分汞含量都与可利用态汞呈显著相关,土壤形态汞随蔬菜生长和土壤性质改变而相互转化。土壤在蔬菜生长阶段既扮演了蔬菜中汞主要来源的角色,又有固定、降低土壤中汞直接对蔬菜毒害胁迫的作用,使得在一定污染范围内蔬菜能够正常生长。