新模型讓全球汞排放“有據(jù)可查”

作為一種對人體有害的重金屬，地球上的汞是如何循環(huán)分布的？日前，天津大學地科院孫若愚副教授與哈佛大學、法國科學院圖盧茲地球環(huán)境研究所、南京大學等團隊合作，歷時5年，建成了全球第一個動態(tài)、全耦合、可拓展的全球汞同位素箱體模型，該模型首次加入了穩(wěn)定汞同位素多維分餾模塊，有助于更加精確地觀測記錄全球汞排放和循環(huán)數(shù)據(jù)，從而幫助實現(xiàn)降低汞排放。該成果發(fā)表于12月出版的地學雜志《地球化學與宇宙化學學報》上。

據(jù)介紹，當今世界汞排放約為工業(yè)革命前的3至5倍。地表環(huán)境中的汞負荷顯著增加，并進一步加劇了劇毒甲基汞在生物體特別是食用魚類體內(nèi)的累積，危害人類健康。

全球汞循環(huán)模型綜合研究汞排放、遷移、轉(zhuǎn)化與沉降，能夠從理論上快速反演環(huán)境體中汞的歷史變化趨勢，并預測未來汞排放所產(chǎn)生的環(huán)境影響。但是，以往的模型參數(shù)都是建立在汞形態(tài)及其含量的基礎上，不確定度較大，存在很大的時間和空間上的變異。穩(wěn)定汞同位素是近十幾年發(fā)展起來的用于研究汞循環(huán)的有效技術(shù)手段，不但能夠有效地示蹤源區(qū)，而且還能夠準確地揭示造成汞同位素分餾的地球化學過程。孫若愚團隊在跟蹤研究汞排放過程中，創(chuàng)造性地開發(fā)出了全球汞同位素箱體模型，該模型可利用汞同位素的多維分餾信號，多個角度去交叉模擬并驗證全球汞循環(huán)過程，該模型能夠模擬各個環(huán)境儲庫的歷史汞同位素組成，從而為具有時間分辨率的環(huán)境記錄體汞同位素觀察提供新標尺。該模型研究結(jié)果顯示，當今廣泛采用的全球汞循環(huán)速率常數(shù)如土壤汞再釋放、大氣汞干沉降和大氣氧化汞光還原可能被嚴重低估，削減汞排放依然面臨嚴峻挑戰(zhàn)。（孫玉松）