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科技日报记者 吴长锋
记者17日从中国科学技术大学获悉，该校环境科学与工程系极地环境与全球变化安徽省重点实验室谢周清教授、乐凡阁博士与国内外学者合作，通过国际北极气候研究多学科漂流观测计划，开展了汞的生物地球化学循环研究，发现边缘冰区是大气汞的重要来源，提出了夏季北极大气汞峰值现象的产生机制。研究成果近日在《自然通讯》发表。
中国科大供图
汞是一种剧毒液态金属，可以随大气环流进行长距离传输。由大气传输及沉降等途径进入水体的汞经微生物甲基化后，会进入水生食物链，通过富集、放大作用危害水体生态环境，使得汞污染防治不仅成为环境领域的研究热点，也是全球环境治理的重大需求。此前国外研究发现，北极地区大气气态单质汞（GEM）具有春季浓度亏损、夏季浓度呈现峰值的独特季节变化现象，其夏季平均浓度水平超过北半球背景浓度。但驱动夏季GEM浓度峰值的汞来源及机制目前仍然存在争议。
研究团队在国际北极气候研究多学科漂流观测计划期间，对北冰洋海域开展了为期一年的大气汞在线观测，并构建广义相加模型对夏季的观测数据做了重点分析。结果表明，超过63%的GEM变化可以用模型解释。其中，人为及陆源排放的贡献不超过2%。海洋排放的贡献超过52%，是影响北冰洋夏季GEM变化的主导因素。潜在源区贡献分析发现夏季汞的海洋排放主要发生在边缘冰区。根据估算，该区域汞排放通量达到每天每平方米56纳克，是开阔水域的2倍多。
研究人员进一步预测了未来边缘冰区汞排放在北极快速变化背景下的变化情景：更多的多年海冰将会被更富含卤素的一年海冰所取代，继而促进活性卤素的生成及更多大气汞的氧化沉降，增加边缘冰区的汞输入；海冰进一步消融促进该区域海表光照以及初级生产力的提升，继而提高还原二价汞能力，释放更多的大气汞。
这项研究揭示了北冰洋海冰变化对汞循环过程的影响，为模式模拟提供了新的约束条件，为正确评估极地生物和人群的汞暴露风险提供了科学依据。
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