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記者17日從中國科學技術大學獲悉，該校環境科學與工程系極地環境與全球變化安徽省重點實驗室謝周清教授、樂凡閣博士與國內外學者合作，通過國際北極氣候研究多學科漂流觀測計劃，開展了汞的生物地球化學循環研究，發現邊緣冰區是大氣汞的重要來源，提出了夏季北極大氣汞峰值現象的產生機制。研究成果近日在《自然通訊》發表。
中國科大供圖
汞是一種劇毒液態金屬，可以隨大氣環流進行長距離傳輸。由大氣傳輸及沉降等途徑進入水體的汞經微生物甲基化后，會進入水生食物鏈，通過富集、放大作用危害水體生態環境，使得汞污染防治不僅成為環境領域的研究熱點，也是全球環境治理的重大需求。此前國外研究發現，北極地區大氣氣態單質汞（GEM）具有春季濃度虧損、夏季濃度呈現峰值的獨特季節變化現象，其夏季平均濃度水平超過北半球背景濃度。但驅動夏季GEM濃度峰值的汞來源及機制目前仍然存在爭議。
研究團隊在國際北極氣候研究多學科漂流觀測計劃期間，對北冰洋海域開展了為期一年的大氣汞在線觀測，并構建廣義相加模型對夏季的觀測數據做了重點分析。結果表明，超過63%的GEM變化可以用模型解釋。其中，人為及陸源排放的貢獻不超過2%。海洋排放的貢獻超過52%，是影響北冰洋夏季GEM變化的主導因素。潛在源區貢獻分析發現夏季汞的海洋排放主要發生在邊緣冰區。根據估算，該區域汞排放通量達到每天每平方米56納克，是開闊水域的2倍多。
研究人員進一步預測了未來邊緣冰區汞排放在北極快速變化背景下的變化情景：更多的多年海冰將會被更富含鹵素的一年海冰所取代，繼而促進活性鹵素的生成及更多大氣汞的氧化沉降，增加邊緣冰區的汞輸入；海冰進一步消融促進該區域海表光照以及初級生產力的提升，繼而提高還原二價汞能力，釋放更多的大氣汞。
這項研究揭示了北冰洋海冰變化對汞循環過程的影響，為模式模擬提供了新的約束條件，為正確評估極地生物和人群的汞暴露風險提供了科學依據。
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