雅鲁藏布江水化学负荷的来源、时空变化及影响因素

西藏高原上显著的气候变化以及迅速发展的矿业开发活动对高原上丰富的淡水资源可能导致的影响引起了越来越多人的关注。但国际间对高原河流水环境状况的研究却很少有人问津。预知未来环境压力的变化对高原水质产生的影响，系统的研究并建立一个全面的西藏河流水质"背景"数据库尤为显得迫切和必要。雅鲁藏布江是西藏高原上流域面积最大、河流路径最长的河流。本申请选择该河流为客体，运用现代仪器及分析软件技术开展流域内水环境现状的研究。研究目的包括：1） 计算流域内化学负荷总量以及颗粒物的可能贡献，并评估对下游地区的潜在影响；2）探讨河流化学负荷的时空变化特征，同时确定不同相态的化学物质含量水平的控制因素；3）形成一批有关水环境理化特征的第一手数据，并建立河流背景"环境特征数据库"，为预测未来变化积累重要的原始性资料。此项目的开展将为我国西藏高原水环境研究培养一批新人和一支研究队伍。

雅鲁藏布江是喜马拉雅山脉北麓也是西藏高原境内流域面积最大、河流路径最长的河流。该河流域是西藏政治、历史、经济和文化中心，约过1/2的西藏人口都生活在该流域内。雅鲁藏布江进入印度境内后改称为布拉马普特拉河(Brahmaputra)。雅鲁藏布江-布拉马普特拉河水资源丰富，是数以百万计亚洲人口的重要水源。然而，在高原上有关该河流水化学特性的研究却少之甚少。本项目通过在雅鲁藏布江流域内总流程近3 900 km的主干流以及各主要支流上超过60个采样点枯水期及平水期理化参数以及水样和表面沉积物样品的收集，同时完成对这些样品主要离子和26项微量元素的测定，对流域环境水化学进行了较为系统的研究。枯水期的分析结果表明：流域内碳酸盐的风化是控制河流主干流及其主要支流水化学组成的主要因素。然而，河源地区各支流（玛攸藏布及荣久藏布）流域内蒸发盐的分解是其水样中Na及Cl离子含量显著高于主干流和其他支流的缘故。河源支流中显著含量的As（玛攸藏布，575 μg/L）是造成主干流As含量高（平均>20 μg/L）的主要因素，然而这种影响在约1 200km下游处显著降低（<7 μg/L）。主干流及其各支流具有较高的缓冲能力（pH>8.0），水体较高的pH值是导致沉积物中重金属含量显著高于水相的重要原因。流域内自然过程（风化及侵蚀）及不断加剧的人类活动（矿业开采及生活废弃物的排放）导致河流沉积物中As、Cr、Ni及Cu等对人体健康具有显著影响的元素含量高于其环境极限值。拉萨河流域内矿厂区废水的排放导致下游沉积物Cd、Cu、Mo、Sr和Zn的浓度比上游高出2倍以上。拉萨河不同水期沉积物结果表明：大多数元素含量在平水期显著高于枯水期。这是由于流域内人类活动，特别是矿业开采都集中在平水期和其之前的丰水期开展，这些活动已将大量的重金属带入了河流沉积物中。沉积物在环境条件改变的情况下是这些重金属污染的“源”，其对当地环境乃至下游地区的水质具有极大的威胁。本项目对进一步全面了解雅鲁藏布江流域环境水化学提供了基础数据，为合理、可持续地开发、利用流域内丰富的自然资源提供了科学依据。