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世界最深的海沟到底有没有源自人类的汞污染

时间:2020-11-19 08:15   tags: 公司新闻  

60多年前,日本曾迸发震动国际的“水俣病”事情,水俣病背面的首恶便是甲基汞。汞是一种有毒且可以全球传输的污染物,当今的汞排放约为工业革命前的3—5倍,使得表层生态体系中的汞污染显着添加。当今干流观念以为海洋中的甲基汞首要发生于中部海洋(100—1000米)的低氧区。跟着航测汞数据覆盖率的添加,越来越多的研讨标明深海(大于1000米)甲基汞含量或许并不低。

日前,《天然·通讯》上宣布的一篇文章《上层海洋甲基汞侵入到马里亚纳海沟》证明,人为源汞或许现已抵达地球上最偏僻的海洋生态体系的食物网,并对软弱的深渊生态体系构成潜在损害。此项研讨由天津大学地球体系科学学院副教授孙若愚、刘羿团队与中国科学院深海科学与工程研讨所以及法国科学院图卢兹地球环境研讨所、南开大学、南京大学协作,使用深渊着陆器收集马里亚纳海沟生物样品,经过汞同位从来提醒深渊甲基汞的来历与搬迁途径。

但因为人类对深海的探究还比较有限,因而甲基汞在深海中的富集程度怎么,人为发生和天然发生汞的份额是多少,还有没有其他途径让甲基汞抵达深海,全球几十个海沟体系是否都具有相同的汞来历和搬迁途径,现在还都是一个谜。

学术界长时刻以为 千米以下深海没被甲基汞污染

汞是国际上仅有一种在常温常压下以液态存在的金属元素,具有很强的挥发性。“天然和人类活动都会发生汞。汞有各种天然来历,比方火山迸发和森林火灾。可是,人类活动,如煤炭和石油焚烧、采矿和锻炼,是汞污染海洋环境的首要原因。”文章的榜首通讯作者孙若愚介绍,进入到海洋中的汞在细菌的效果下会转化为剧毒的甲基汞,而甲基汞易于在生物中富集,并经过食物链进入到高养分级鱼类以及哺乳动物和人体中。比方,箭鱼中的甲基汞浓度为鲑鱼的40倍。

因而,在全球改变的大布景下,海洋甲基汞的生成、转化和富集的研讨关于拟定全球和区域性环境方针(如《关于汞的水俣条约》)具有重要的含义。

此前在《天然》等科学期刊上已宣布的研讨以为,当今海洋大约有6万多吨人为发生的汞,其间2/3坐落上层海洋,其他1/3坐落深层水快速构成区的北大西洋深层水和南极底层水。

“曾经的研讨以为,因为北大西洋受欧美等国家大规模工业化等影响,人为汞排放加大,构成大气中汞含量增多。大气中的汞进入到海洋上层,遭到洋流影响,当海水流到北冰洋,因为海水温度下降,敏捷下沉,加快了人为来历的汞沉入海洋深处。”孙若愚介绍,这现已被科研人员发现并证明,在这些区域的深层海洋中,都存在人为发生的甲基汞。

“但其时科研人员用相同的办法预算太平洋深层海洋中是否有汞污染的时分,得出的定论是,理论上讲太平洋深海根本没有遭到汞污染。因为太平洋并不坐落深层水构成区,假如上层海水被污染,海水渐渐混合到基层,这是个十分绵长的进程。”孙若愚说,假如因洋流效果,被污染的海水从大西洋深层流到太平洋深层间隔有两万多公里,速度也十分的缓慢,或许需求上千年的时刻。

根据这些研讨,一直以来,学术界都以为甲基汞首要发生于海洋顶部几百米深度的当地,千米以上的深海根本上都没有遭到来自人为的汞污染,被视作地球上最终的“净土”。

同位素测定发现 深海动物体内富集人为发生的汞

近年来,跟着深海勘探热的鼓起,深潜器技能发展提速,国产深潜器和捕捉器都能抵达万米下深海进行作业。孙若愚说:“咱们挑选了马里亚纳海沟进行取样,因为这是现在已知海洋的最深处,假如汞污染能到达这儿,其他当地也应该是存在的。”

孙若愚团队于2016—2017年,在马里亚纳和雅浦海沟的海底布置了精细的深海采样器,并在7000—11000米处捕获了特有的动物群,如狮子鱼和沟虾,在5500—9200米处收集了沉积物。研讨发现,比较于淡水及海岸带区域里类似的片脚类动物,深渊钩虾体显着富集总汞和甲基汞。

孙若愚等研讨人员发现,7000—11000米海沟生物与上层海洋(1000米以内)鱼类具有类似的汞同位素组成。结合海沟区域的深层水生成方式、甲基汞生命周期以及颗粒物传输途径,该研讨以为:海沟生物的甲基汞首要来自上层海洋;表层海洋经过光降解的甲基汞与中层海洋未经光降解的甲基汞混合,继而经过下沉的颗粒物进入到深海食物链体系。

孙若愚解说:“大气中存在的汞,跟着降雨沉积到表层海洋,然后以鲸落(指鲸死去后沉入海底的现象)和逝世海藻颗粒团等小颗粒方式输送到深海。在这个进程中,马里亚纳海沟一起地质结构导致地震频发,发生的漏斗扩大体系会加快小颗粒传输。咱们经过丈量汞的同位素组成来确认汞的富集状况,成果显现海底生物与太平洋400—600米深处的鱼类十分符合,并且相关依据显现,这些汞或许来历于近几十年,因而很大部分来自人类活动。”

有待进一步验证 深海汞污染天然构成仍是人为构成

“现在检测生物体内富集的汞及其同位素都是直接依据,只要直接检测海水中的汞含量和同位素才是直接依据。”孙若愚介绍,可是因为海水中汞含量极端低,以现有检测技能很难直接精确测验海水中的汞同位素组成,所以下一步需求发展出更好的技能,以获取直接依据来支撑这个定论。

“并且现在马里亚纳海沟深海里发现的甲基汞中,源自人为的汞和天然汞的份额是多少,经过同位素检测也都无法确认。”

海洋生物需求生计,就需求食物。鲸落与热液、冷泉一起被称为是深海生命的“绿地”,它们一起促进了海洋生物的昌盛。“经过检测海洋生物体内的汞同位素,现在现已证明出了鲸落是甲基汞搬迁的途径之一。但咱们还没测验过热液和冷泉周围的样本,因而无法探知热液和冷泉是否也是深海甲基汞的来历。假如有,深海鱼类体内来自冷泉和热液的甲基汞又是多少呢?”孙若愚表明,这些问号都有待于进一步采样进行验证。

此外,全球有几十个海沟体系,这些海沟体系是否都具有相同的来历和搬迁途径?“现在需求去这些海沟体系的深海区域采样检测,才干证明其是否也都具有和马里亚纳海沟相类似的状况。”孙若愚表明,多样本剖析后,才干做出一个合理的模型,使咱们对海洋最深处汞的来历有更好的了解,将有助于模仿汞在海洋中的命运。

“假如再斗胆地估测一下,在深海或许有不知道的暗潮,速度比较快,或许很快就能把上层海水带到太平洋深海区域。”孙若愚说,深海不知道的东西太多了,科学家还需求继续进行探究。