青藏高原典型地区湖泊沉积物记录的大气污染物变化特征研究

自工业革命以来，人类活动释放的污染物对大气环境产生了重大影响。湖泊沉积物中的污染物记录为评估这种影响提供了珍贵的基础资料。青藏高原是大气环境的本底区，远离人类工农业生产活动密集的区域，分布着众多的湖泊，是中低纬度地区通过湖芯记录恢复大气环境变化的理想地区之一。本项目拟在高原从南到北的典型地区选取11个湖泊钻取浅湖芯，通过对样品的重金属元素和有机污染物的分析，获得湖芯中重金属尤其是Hg和Pb以及有机污染物如滴滴涕(DDTs)和多环芳烃(PAHs)含量的时间变化序列，揭示其历史变化规律；通过Pb同位素丰度比值的测定，结合大气环流等其他气候特征，识别青藏高原大气重金属的潜在源区，区分和量化人为源和自然源的贡献，认识青藏高原的大气环境演变历史，进而评估工业革命以来人类活动释放的污染物对青藏高原大气环境的影响；通过对比分析，揭示青藏高原大气中污染物的区域差异及其影响因素。

湖泊沉积物中的污染物记录为评估人类排放污染物对大气环境的影响提供了珍贵的基础资料。青藏高原远离人类工农业生产活动密集的区域，是中低纬度地区通过湖芯记录恢复大气环境变化的理想地区之一。本项目拟通过对湖芯中污染物的分析，认识青藏高原的大气环境演变历史，进而评估工业革命以来人类活动释放的污染物对青藏高原大气环境的影响。.到目前为止，在该项目的支持下，一共发表科研论文16篇，其中SCI论文和中文核心期刊论文分别为10篇和6篇。在这16篇论文中申请人以第一作者或通讯作者发表的论文数为13篇。已经发表的论文主要分为三个方向：详细研究了与湖泊沉积密切相关的青藏高原土壤、水体和沉积物中的污染物，尤其是典型重金属元素的组成特征及其来源，为后面对湖泊沉积历史记录的研究提供了很好的对比数据；其次，在纳木错湖芯中发现了较好的气候代用指标，如总有机碳含量与大气温度之间、平均粒度与降水量之间都存在显著的正相关关系；由于大气沉降是湖泊沉积物中污染物的主要来源，因而对高原的大气污染物和湖泊沉积物的值进行了对比研究，并通过对青藏高原气溶胶重金属元素的含量计算出的通量与湖泊沉积物所恢复的沉积通量进行了对比研究。结果发现，即便是在青藏高原的大湖如纳木错，其污染元素的沉积主要来自流域内河流泥沙输入的贡献,而相应地大气的干湿沉降贡献量却只占很小的比例，因而湖芯中的污染元素含量变化特征并不能直接反映大气的沉降。上述研究为定量的评价青藏高原湖泊沉积污染元素的来源提供了很好的范例；与通常的污染元素不同，汞在大气中不仅可以以颗粒态传输，也能以气态进行传输，因而我们从湖芯中恢复的汞的沉降通量与通过模型计算出的通量之间有很好的可比性，而且，我们在青藏高原湖芯中发现了自二战结束以来汞含量和通量的明显升高，从而表明青藏高原外部排放的汞能有效的传输到青藏高原地区，影响到其大气和水体环境。由于汞在生物体中的富集作用，这些汞甚至可能会最终影响到青藏高原的生态系统。同时，还把汞的变化序列与从青藏高原冰芯中得到的变化趋势进行了对比。因此，上述研究成果加深了对青藏高原湖泊沉积受大气污染物影响的认识。