青藏高原降水中汞同位素质量分馏及非质量分馏研究

摘要

近年来,同位素方法已经成为研究全球汞(Hg)生物地球化学循环的新途径.青藏高原是世界"第三极"，生态系统极其脆弱；毗邻世界上两个最大的Hg排放国（印度和中国），独有的季风循环及强烈的紫外线辐射使其成为研究全球Hg同位素地球化学循环的理想场所。本研究首次开展了青藏高原降水中Hg同位素的研究，分别在中科院青藏高原研究所拉萨部及纳木错站内收集降雨样品，按照本课题组现有淡水样品Hg浓缩富集方法进行Hg的浓缩处理，然后利用MC-ICP-MS进行同位素分析。研究结果显示：拉萨市降水中Hg同位素呈现负的质量分馏（δ202Hg：-0.80‰-0.42‰）、明显的正的Odd-MIF(Δ199Hg：0.38‰-0.76‰)和轻微正的Even-MIF(Δ200Hg：0.10‰-0.15‰)，与目前世界范围内降水中的Hg同位素组成基本一致。纳木错降水呈现基本偏负的MDF（δ202Hg：-0.8g‰-0.42‰，平均值为另外，收集的拉萨降水恰好是单一的降水过程。随着降水过程的发生，样品中Hg的浓度逐渐降低；而Odd-MIF及Even-MIF均呈现逐渐升高的趋势，Δ199Hg前后相差达到0.38%。，这一现象非常值得注意。研究表明：这一现象无法用原位光还原解释，样品中Hg更可能是由当地排放Hg和长距离传输Hg的混合，且两者的Hg同位素组成不同，然后分别经由云下洗脱和云内清除过程进入地表生态系统。本研究进一步证明Hg同位素尤其是MIF是研究大气降水动力学、气团来源及运移的强有力工具。