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）的當務之急，而進行準確的源解析，是建立行之有效的污染防控措施的根本和關鍵。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，中國科學院地球化學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行為進行系統(tǒng)研究。

　　近期，課題組在國家重點基礎研究發(fā)展計劃、中科院先導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，在結合其它地球化學參數(shù)（例如，PM2.5，元素碳，微量金屬元素濃度）和氣象數(shù)據(jù)的基礎上，初步示蹤了灰霾汞的來源。結果表明：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化打下基礎，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化過程等研究方面具有重要應用價值，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的健康危害已迫在眉睫。

　　相關研究成果在大氣權威期刊《大氣化學與物理》（Atmospheric Chemistry and Physics）和《分析原子光譜學雜志》（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值結合Zn/Al與EC關系可區(qū)分顆粒的季節(jié)性來源