青藏高原各拉丹冬冰芯不同形态汞的历史记录重建

Mercury (Hg) emission has led to a series of environmental issues of global extent. Thus, a better understanding of long-term history of atmospheric Hg cycling and quantification of the source is most critical for assessing the regional and global impacts of anthropogenic Hg emissions to the environment. Deep ice core records provide a basic archive of past behavior of atmospheric Hg deposition. In this proposal, the spatiotemporal characteristics and their influence factors of speciation mercury (including Total Hg, Dissolved Hg, Particulate Hg and Methyl Hg) will be investigated in snow on Mt. Geladiandong glacier, central Tibaten Plateau. It aims to reconstruct the atmospheric mercury deposition history using a Geladiandong ice core records, and the possible relationship between mercury and other ice core records will be explored. Furthermore, effects of anthropogenic Hg emission on Tibetan environments will be assessed. This work will expand the content of ice core research in the Tibetan Plateau, and provide a scientific base to understand the global atmospheric mercury variations.

全球范围内汞排放已引起一系列环境问题，开展长时间尺度汞的大气循环与源区排放研究是评估区域乃至全球人类活动汞释放对环境影响的关键，而冰芯汞记录为我们研究大气汞沉降的历史及其源区变化提供了基础。本项目拟通过测试分析青藏高原中部各拉丹冬雪坑/冰芯不同形态汞记录，揭示高原中部地区雪冰不同形态汞（总汞、溶解态汞、颗粒态汞、总甲基汞）记录的特征及其影响因素,重建青藏高原中部过去数百年来大气汞沉降的变化历史，探讨冰芯中不同形态汞记录与冰芯其它指标记录的关系,评估人类活动释放汞对青藏高原地区大气环境的影响。本研究将进一步拓展青藏高原冰芯研究的范畴，并为认识全球大气汞的历史变化提供科学依据。

人类活动排放的重金属污染物可通过大气等介质进行长距离传输，导致全球范围内的环境污染。雪冰重金属元素的研究可以揭示全球工业污染的历史过程、评价大气环境质量、及示踪大气污染物的传输途径等。青藏高原被誉为“世界第三极”，地处欧亚大陆内陆，独特的地形发育有大量现代冰川，成为中低纬度通过冰芯记录研究过去气候环境变化的理想地区。汞是一种具有特殊物理化学性质的有毒重金属元素，并具有全球传输性。本项目通过测试分析青藏高原中部各拉丹冬雪坑/冰芯总汞记录，揭示高原中部地区雪冰总汞记录的特征及其影响因素。各拉丹冬冰芯过去500年来Hg含量整体呈上升趋势，特别是工业革命以来Hg含量显著增加。Hg含量与不溶微粒存在正相关，该关系在冷期更为显著，在20世纪暖期较弱，且冷期雪冰中Hg更多的受细微粒影响，相对温暖时段Hg受粗微粒影响较大。与其它Hg记录对比并结合HYSPLIT模型分析表明，各拉丹冬冰芯Hg含量1940年代以来快速，至1980年代出现峰值，表明高原地区Hg记录所反映的亚洲Hg沉降具有独特性，更多的受到亚洲Hg排放的影响。工业革命以来，人类活动对各拉丹冬冰芯Hg含量贡献率增至49%，20世纪以来贡献量可达66%。冰芯Hg沉降通量(FHg)分析结果显示，1940年代以来FHg达0.81 μg m-2 yr-1，约为工业革命前的4倍。