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全球变暖背景下山地冰川消融对区域汞输出和循环的影响增强
2017-01-06

  汞是一种毒性很强的重金属元素,是一种全球污染物。全球变化背景下中低纬度山地冰川加速消融,促进了径流量的增加,可能引起汞的释放并参与到下游生态系统生物地球化学循环。探明山地冰川消融输出汞的过程和规律,是理解以青藏高原为代表的高海拔山区汞的生物地球化学循环的关键环节。

  基于此,中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心、中国科学院青藏高原研究所张强弓副研究员和硕士研究生孙学军对青藏高原念青唐古拉山脉扎当冰川区“冰川-融水-径流”开展协同采样观测。研究发现不同环境介质中总汞含量依次为,雪坑>冰面河>下游断面河水>冰川末端>上游断面河水(图1)。不同环境介质中均以颗粒汞为主,是影响汞分布的主要因素。冰川补给径流量具有显著的日变化特征,受其影响,融水中总汞含量也具有显著的日变化。从冰川末端融水到下游河水,水体中总汞含量峰值依次出现,并与冰川径流流量峰值相对应,体现了冰川消融对流域汞输出的控制和影响(图2)。基于冰川物质平衡、冰川融水径流量以及总汞含量,估算了扎当冰川潜在释汞量(8.76 g yr-1)以及冰川补给径流曲嘎切的年总汞输出量(157.85 g yr-1),该结果远小于北极及亚北极地区冰川作用区河流汞传输量,主要是曲嘎切流域面积很小;但特别需要注意的是,曲嘎切流域径流汞输出通量(2.74 μg . m-2 . yr-1)高于北极地区(图3),表明山地冰川对区域汞输出和循环的影响更为突出。

  山地冰川对气候响应更加敏感,距离人类居住区更近,可直接影响水资源和水质安全等问题。气候变化加剧背景下,山地冰川消融造成的直接或间接汞输出及其对下游生态系统的影响有待进一步调查和研究。

  本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略科技先导专项B类项目以及中国科学院青年创新促进会基金的资助。成果发表于Environmental Pollution.

  论文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749116319765 

图1. 不同环境介质中总汞浓度

图2. 冰川径流汞传输过程

图3 曲嘎切河汞输出总量以及通量与北极地区河流的比较(Yukon地区较高的汞输出通量主要系流域内冰湖溃决)

 
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