汞（Hg）是唯一能够在常温常压下以气体形式进行全球传输的有毒重金属元素，因其生物累积性和神经毒性受到人们的广泛关注。近年来汞稳定同位素技术发展迅速，已经成为全链条追踪现代环境汞循环和记录古代环境重大演变的有效手段。汞具有七种稳定同位素，具有独特的三维同位素分馏体系，即质量分馏（MDF）、奇数同位素非质量分馏（odd-MIF）和偶数同位素非质量分馏（even-MIF）。关于汞同位素分馏的机理已经开展了大量研究，汞同位素MIF主要伴随着光化学反应过程产生(Blum et al., 2014)，但是目前对光化学过程中汞同位素分馏机理的认识还有许多的不足之处，光化学反应中各种环境因子（例如光的波长范围）对于汞同位素MIF的影响规律和机制尚不明确。而且已有的关于光还原过程汞同位素分馏机理的研究多集中在富氧水体，在近五十年来海洋的溶解氧不断降低的大背景下(Schmidtko et al., 2017)，不同氧化还原状态下的汞同位素分馏模式也亟待研究。
为了进一步揭示汞同位素分馏机理，了解不同氧化还原状态对汞同位素分馏的影响，我们开展了硫化水体中Hg(II)的光化学还原模拟实验并测试了该过程的汞同位素分馏，研究了光的波长范围（可见光、UVA、UVB、UVC）对汞光还原过程同位素分馏的影响。实验结果表明：硫化水体中汞光还原反应表现为动力学分馏，所有实验中剩余反应物Hg(II)均表现为正MDF；在含UVC的光照实验中，剩余反应物Hg(II)表现出巨大的负odd-MIF（高达~-23.43‰），即随着反应进行剩余反应物亏损奇数同位素；而在UVA和UVB实验中，汞同位素表现出正odd-MIF（~0.63‰），分馏方向与UVC光照条件实验相反；可见光条件下，硫化水体中Hg(II)不发生光还原。因此低波段紫外UVC可能是诱导硫化水体中汞同位素产生巨大负MIF的主要因素。大规模海洋硫化会增加硫化氢的大气通量，进而破坏臭氧并最终导致低波段紫外光照的增强(Lamarque et al., 2007)。这意味着海洋表层发生硫化时，UVC辐射也很可能相应增强，从而导致海洋汞的光还原倾向于产生负MIF，为利用沉积岩中的汞同位素组成示踪古海洋氧化还原状态的演化提供理论依据。在未来海洋缺氧和硫化状态加剧的趋势下，我们的研究对利用汞同位素示踪现代和未来的汞循环也有重要参考意义。
 

汞光还原，硫化水体，非质量分馏