地化所在同位素示蹤灰霾顆粒汞研究中取得進展

　　灰霾顆粒污染對區(qū)域環(huán)境和人體健康都會造成巨大危害。防治灰霾已成為我國部分地區(qū)（如北京）的當(dāng)務(wù)之急，而進行準(zhǔn)確的源解析，是建立行之有效的污染防控措施的根本和關(guān)鍵。由于灰霾（氣溶膠）顆粒是大氣汞的一個重要載體，因此近年來快速發(fā)展起來的汞同位素方法可能為示蹤灰霾顆粒來源開辟新的視野。鑒于此，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所研究員陳玖斌課題組于2013年開始率先建立灰霾顆粒汞同位素高精度測試方法，籍此對我國城市大氣顆粒汞的污染源和地球化學(xué)行為進行系統(tǒng)研究。

　　近期，課題組在國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃、中科院先導(dǎo)B專項和創(chuàng)新交叉團隊項目的聯(lián)合資助下，對我國灰霾汞同位素進行了系統(tǒng)研究，在結(jié)合其它地球化學(xué)參數(shù)（例如，PM2.5，元素碳，微量金屬元素濃度）和氣象數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，初步示蹤了灰霾汞的來源。結(jié)果表明：北京灰霾顆粒汞同位素組成具有明顯的四季變化（圖1），而排放源在不同季節(jié)按不同比例混合可能是導(dǎo)致汞同位素變化的主要原因：1）工業(yè)排放（例如冶煉、水泥生產(chǎn)和煤燃燒）是汞的主要貢獻來源并在四個季節(jié)普遍存在；2）燃煤排放和生物質(zhì)燃燒分別在冬季和秋季貢獻明顯；3）在春季和夏季的顆粒中發(fā)現(xiàn)的相對較高的正的奇數(shù)汞同位素非質(zhì)量分餾說明，除本地來源外，長距離輸送的汞也可能是灰霾汞的重要來源之一（圖2）。這項研究不僅為利用同位素深入研究顆粒汞的來源和遷移轉(zhuǎn)化打下基礎(chǔ)，也表明金屬（非傳統(tǒng)）穩(wěn)定同位素（如Hg、Zn、Cd等）在示蹤大氣顆粒重金屬及其載體灰霾顆粒的來源以及遷移轉(zhuǎn)化過程等研究方面具有重要應(yīng)用價值，同時，灰霾顆粒中異常高的金屬（如汞）的富集因子也指示了深入研究灰霾顆粒中重金屬及相應(yīng)的健康危害已迫在眉睫。

　　相關(guān)研究成果在大氣權(quán)威期刊《大氣化學(xué)與物理》（Atmospheric Chemistry and Physics）和《分析原子光譜學(xué)雜志》（Journal of Analytical Atomic Spectrometry）上發(fā)表。

圖1. 北京灰霾顆粒（PM_2.5）及主要人為排放源的汞同位素組成 

圖2. 灰霾顆粒汞Δ¹⁹⁹Hg值結(jié)合Zn/Al與EC關(guān)系可區(qū)分顆粒的季節(jié)性來源