新模型讓全球汞排放“有據可查”

科技日報訊 （記者孫玉鬆）作為一種對人體有害的重金屬，地球上的汞是如何循環分布的？日前，天津大學地科院孫若愚副教授與哈佛大學、法國科學院圖盧茲地球環境研究所、南京大學等團隊合作，歷時5年，建成了全球第一個動態、全耦合、可拓展的全球汞同位素箱體模型，該模型首次加入了穩定汞同位素多維分餾模塊，有助於更加精確地觀測記錄全球汞排放和循環數據，從而幫助實現降低汞排放。該成果發表於12月出版的地學雜志《地球化學與宇宙化學學報》上。

據介紹，當今世界汞排放約為工業革命前的3至5倍。地表環境中的汞負荷顯著增加，並進一步加劇了劇毒甲基汞在生物體特別是食用魚類體內的累積，危害人類健康。

全球汞循環模型綜合研究汞排放、遷移、轉化與沉降，能夠從理論上快速反演環境體中汞的歷史變化趨勢，並預測未來汞排放所產生的環境影響。但是，以往的模型參數都是建立在汞形態及其含量的基礎上，不確定度較大，存在很大的時間和空間上的變異。穩定汞同位素是近十幾年發展起來的用於研究汞循環的有效技術手段，不但能夠有效地示蹤源區，而且還能夠准確地揭示造成汞同位素分餾的地球化學過程。孫若愚團隊在跟蹤研究汞排放過程中，創造性地開發出了全球汞同位素箱體模型，該模型可利用汞同位素的多維分餾信號，多個角度去交叉模擬並驗証全球汞循環過程，該模型能夠模擬各個環境儲庫的歷史汞同位素組成，從而為具有時間分辨率的環境記錄體汞同位素觀察提供新標尺。該模型研究結果顯示，當今廣泛採用的全球汞循環速率常數如土壤汞再釋放、大氣汞干沉降和大氣氧化汞光還原可能被嚴重低估，削減汞排放依然面臨嚴峻挑戰。