新模型让全球汞排放“有据可查”

作为一种对人体有害的重金属，地球上的汞是如何循环分布的？日前，天津大学地科院孙若愚副教授与哈佛大学、法国科学院图卢兹地球环境研究所、南京大学等团队合作，历时5年，建成了全球第一个动态、全耦合、可拓展的全球汞同位素箱体模型，该模型首次加入了稳定汞同位素多维分馏模块，有助于更加精确地观测记录全球汞排放和循环数据，从而帮助实现降低汞排放。该成果发表于12月出版的地学杂志《地球化学与宇宙化学学报》上。

据介绍，当今世界汞排放约为工业革命前的3至5倍。地表环境中的汞负荷显著增加，并进一步加剧了剧毒甲基汞在生物体特别是食用鱼类体内的累积，危害人类健康。

全球汞循环模型综合研究汞排放、迁移、转化与沉降，能够从理论上快速反演环境体中汞的历史变化趋势，并预测未来汞排放所产生的环境影响。但是，以往的模型参数都是建立在汞形态及其含量的基础上，不确定度较大，存在很大的时间和空间上的变异。稳定汞同位素是近十几年发展起来的用于研究汞循环的有效技术手段，不但能够有效地示踪源区，而且还能够准确地揭示造成汞同位素分馏的地球化学过程。孙若愚团队在跟踪研究汞排放过程中，创造性地开发出了全球汞同位素箱体模型，该模型可利用汞同位素的多维分馏信号，多个角度去交叉模拟并验证全球汞循环过程，该模型能够模拟各个环境储库的历史汞同位素组成，从而为具有时间分辨率的环境记录体汞同位素观察提供新标尺。该模型研究结果显示，当今广泛采用的全球汞循环速率常数如土壤汞再释放、大气汞干沉降和大气氧化汞光还原可能被严重低估，削减汞排放依然面临严峻挑战。