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利用青藏高原冰芯-湖芯记录对近500年大气汞沉降历史进行重建

  汞是一种具有特殊物理化学性质的有毒重金属元素和全球性污染物。近30年来受到了科学家、立法者和公众的普遍重视和严重关切。青藏高原具有独特的高寒气候特征和广泛发育的冰川-湖泊区,是世界范围开展冰芯-湖芯记录大气汞变化历史研究的理想场所。通过利用冰芯-湖芯保真性强和分辨率较高等特点对青藏高原大气汞沉降的变化历史进行重建,不仅可以提升青藏高原汞元素生物地球化学循环规律的认知水平,而且为我国更好履行国际汞公约提供了重要的科学依据。

  中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室和青藏高原地球科学卓越中心康世昌课题组,通过喜马拉雅-青藏高原地区8支浅湖芯和1支深孔冰芯(各拉丹冬冰芯,147米)重建了过去500年以来(特别是工业革命以来)大气汞沉降变化历史,成为青藏高原迄今为止高分辨率和最长时间序列的大气汞沉降历史记录,也是全球屈指可数的长时间序列冰芯汞记录之一。

  通过该项研究,主要取得以下认识:(1)与GEOS-Chem模式模拟结果相一致,湖芯记录的大气汞沉降通量呈现出喜马拉雅山南坡地区显著高于青藏高原,南亚次大陆人类活动释放汞的跨境传输是造成这种差异的主要原因。(2)冰芯历史记录表明,15世纪后期至工业革命前夕,大气汞沉降主要受自然过程,特别是大气粉尘沉降的影响。(3)冰芯-湖芯共同记录了自工业革命以来,尤其是二战以来,大气汞沉降通量快速增加,这与欧美地区大气汞沉降通量近几十年来呈现下降或保持稳定的趋势不一致,反映了青藏高原的环境正在受到南亚地区不断增加的人类排放污染物的影响。如果未来南亚地区人类排放污染物不能得到有效控制,则大量通过跨境传输而来的污染物将极有可能对青藏高原脆弱的生态系统及人类健康构成潜在威胁,值得进一步关注。

  该项研究受到国家自然科学基金和中国科学院战略性先导专项B等项目支持。研究成果在Environmental Science & Technology 上以Atmospheric Mercury Depositional Chronology Reconstructed from Lake Sediments and Ice Core in the Himalayas and Tibetan Plateau 为题在线发表。

  论文链接

 

青藏高原湖芯和冰芯钻取位置示意图 

 

喜玛拉雅山南坡湖芯记录汞浓度与大气汞沉降通量变化历史 

 

青藏高原湖芯记录汞浓度与大气汞沉降通量变化历史 

 

各拉丹冬冰芯记录汞浓度、大气汞沉降通量、EF值和不溶微粒变化历史 

转自中国科学院

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