慕士塔格冰芯中重金屬記錄與中亞現(xiàn)代人類活動.pdf

1、冰芯是記錄大氣中重金屬變化的環(huán)境檔案之一，冰芯中的重金屬記錄了區(qū)域乃至半球規(guī)模人類活動對地球大氣環(huán)境污染歷史、規(guī)模和趨勢、區(qū)域或全球氣候變化、特殊環(huán)境污染事件、自然活動如火山等。雖然青藏高原分布大量的山地冰川，但有關(guān)雪冰中痕量重金屬方面研究數(shù)據(jù)很少。 本研究首次通過對青藏高原西部慕士塔格冰芯中Mn、Fe、Rb、Sr、Cs、Ba、Ni、Sb、Bi和U等重金屬記錄的研究，揭示了1955至2000年期間的與中國西部接壤的中亞國家人類

2、活動對大氣的污染。 在凈化條件下建立了對冰芯樣品的前處理方法，樣品中硝酸含量為1﹪為酸化樣品的最佳酸度；利用高分辨ICP-MS儀器建立了同時測定多種重金屬元素的方法，包括檢測限和測試精度，并通過標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)SRM．1640和SLRS-4對測試方法進(jìn)行質(zhì)量控制。 結(jié)果表明，慕士塔格冰芯中重金屬濃度在<1pg/g～／400ng/g之間，并且存在著較大的變化，濃度最大值是最小值的50～130倍。 通過比較發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)

3、e和Ba的濃度高于青藏高原南部雪冰中的相應(yīng)濃度，指示慕士塔格冰芯受到明顯的巖石和土壤粉塵的影響。慕士塔格冰芯中Fe、Mn、Rb、Sr和Ni的平均濃度分別為加拿大北極雪冰中的43倍、72倍、40、70和40倍；Sb的濃度分別為加拿大北極雪冰中的5倍、格陵蘭中部的12倍；Bi的平均濃度大約分別為歐洲的2倍、格陵蘭中部的3.5倍和南極CoatsLand的100倍，揭示了中亞區(qū)域大氣中重金屬的自然循環(huán)受到顯著的人類活動的擾動。U的平均濃度分別是

4、歐洲的3倍、加拿大北極的65倍、格陵蘭中部的19倍和南極CoatsLand的520倍，可能說明中亞豐富的鈾礦資源開采和冶煉活動對區(qū)域大氣的影響。在所測樣品中U濃度最高值出現(xiàn)在1959年，可能指示在這一時間左右發(fā)生在中亞的大氣層核試驗。 冰芯中來自巖石和土壤粉塵的重金屬如Fe、Ba、Sr、Rb、Cs、Ni和Tl的濃度也在1990s之前呈波動式的增加趨勢，與相應(yīng)時間內(nèi)中亞植被覆蓋面積減小、干旱土壤面積擴(kuò)大，人類活動增加而導(dǎo)致的大量

5、地殼粉塵被抬升到大氣中有關(guān)。 與北極雪冰中Sb記錄的時間趨勢不同，慕士塔格冰芯中Sb的濃度在1960s中后期開始到1990s初期呈現(xiàn)出波動式的增加趨勢。通過比較研究，發(fā)現(xiàn)慕士塔格冰芯中Sb的濃度在研究時間段內(nèi)的變化與對應(yīng)時間內(nèi)吉爾吉斯坦Sb礦產(chǎn)量變化一致，而與中國的Sb礦產(chǎn)量變化趨勢不一致，揭示了吉爾吉斯斯坦Sb礦生產(chǎn)是慕士塔格冰芯中Sb的重要來源。Sb濃度在1990s年代的變化趨勢揭示了中亞吉爾吉斯坦和哈薩克斯坦煤炭燃燒是慕