由于南極大陸低溫、干燥,生態(tài)環(huán)境十分脆弱,是全球氣候變化敏感地區(qū),一旦遭受到污染就更加難以治理。研究南極地區(qū)人類活動釋放的污染物質(zhì)的水平、來源及其路徑對保護極地環(huán)境、研究極地氣候和環(huán)境變化具有重要的意義。長壽命放射性核素129I(T1/2=15.7Ma)主要來自于人類核活動的釋放,包括核武器試驗、核燃料后處理廠、核事故及核設施運行,其在大氣中主要以氣態(tài)形式存在,且具有較長的滯留時間和較遠的遷移距離,可利用其來示蹤研究人類活動排放的氣態(tài)污染物傳輸至南極地區(qū)的途徑。
我中心在讀博士研究生邢閃及其導師通過分析南極別林斯高晉海(Bellingshausen Sea)、阿蒙森海(Amundsen Sea)和羅斯海(Ross Sea)降雪和海水中129I濃度和129I/127I原子比值發(fā)現(xiàn),南極海水中129I/127I原子比值((6.1-13)×10-12)比南極降雪中129I/127I原子比值((6.8-9.5)×10-10)低約2個數(shù)量級,比人類核活動前水平(1.5×10-12)高4-6倍,表明該地區(qū)受到了人類核活動的影響。南極降雪中129I水平比北半球降水中129I水平低2-4個數(shù)量級,但與南半球降水中129I水平相近,而全球大氣核試驗釋放的129I大部分已沉降至地表,說明南極降雪中129I主要來自于1945-1980年全球核武器試驗釋放的129I沉降及其南半球地表中129I顆粒的再懸浮和植被中129I的二次釋放。歐洲核燃料后處理廠和切爾諾貝利核事故釋放的129I由于其在大氣中主要存在于對流層,雖然排放量較大,但對南極地區(qū)的影響有限。該研究結(jié)果預示人類活動排放的氣態(tài)污染物,特別是北半球排放的污染物,當其主要存在對流層的情況下,其對南極地區(qū)的影響較小。
該成果近期以研究論文發(fā)表于國際環(huán)境科學與技術(shù)領(lǐng)域權(quán)威期刊 Environmental Science & Technology上(Shan Xing et al. 2015. Iodine-129 in snow and seawater in the Antarctic: Level and Source. Environmental Science & Technology, 49 (11): 6691–6700.)。此項研究得到了國家自然科學基金委、科技部及科學院項目的支持,同時感謝丹麥科技大學(Technical University of Denmark)和瑞典烏普薩拉大學(University of Uppsala)的聯(lián)合南極科考團隊提供的珍貴樣品。

原文鏈接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.5b01234