陈光杰教授团队近日以丽江老君山地区的7个高山湖泊为研究对象,对湖泊沉积物的重金属污染历史开展了对比分析,以王磊博士为第一作者以“Environmental legacy and catchment erosion modulate sediment records of trace metals in alpine lakes of southwest China”为题,在环境科学领域的TOP期刊《Environmental Pollution》(SCI影响因子:5.7)上发表最新研究成果。
在受人类影响较弱的高山湖泊,重金属污染物主要以大气传输的方式进入湖泊环境,其污染物的沉积物记录通常可以反映区域大气环境质量的长期演变历史。然而,在受到前工业化活动显著影响的地区,残留于湖泊周边环境中的重金属可通过流域输入大量进入沉积物中,会使得湖泊沉积物记录同时受到区域性大气沉降和流域输入来源信号的复合影响。云南地区有着悠久的有色金属冶炼历史,通过分析环境遗留物(Environmental legacy)对湖泊重金属沉积物记录的影响,不仅有助于了解云南地区百年尺度上大气重金属污染传输的历史,还可为准确解读流域重金属的污染模式与影响因子提供科学依据。
高山湖泊沉积物记录显示,铅(Pb), 铜(Cu), 银(Ag), 镉(Cd), 锌(Zn)和砷(As)等重金属污染物主要来自于矿物开采、冶炼和煤炭燃烧,其湖泊沉积物记录呈现出了显著的时空差异性。在1950s之后,沉积物中Cd, Zn和As的浓度开始逐步增加,这和云南地区近几十年的有色金属冶炼工业发展趋势相一致;而同期Pb, Cu和Ag的浓度并未出现显著变化。近一步的研究显示,多数湖泊沉积物中Pb, Cu和Ag的变化趋势与Al和Ti等反映流域侵蚀的地表过程高度正相关。Pb同位素结果表明,沉积物中的Pb主要来自于矿物冶炼和煤炭燃烧。研究得出,湖泊水动力学、水化学、有机质和粒度变化对这些湖泊的重金属沉积物记录的影响有限。由于存在竞争吸附作用,土壤对Pb, Cu和Ag的滞留能力高于Cd,Zn和As,这会使得Pb, Cu和Ag的沉积物记录受到“环境遗留物”的长期控制,使其沉积物记录更多的反映了流域输入量的变化而非大气沉降过程的影响。
图1.老君山高山湖泊沉积物记录的典型重金属含量与富集因子变化特征
本研究主要工作在云南师范大学旅游与地理科学学院与高原地理过程与环境变化云南省实验室完成,并与加拿大渥太华大学Jules Blais教授实验室开展了国际合作。该研究得到科技部国家重点研发计划“全球变化及应对”专项课题(2017YFA0605202)、国家自然科学基金项目(41171048, U1133601)和教育部科学技术研究项目(213034A)的联合资助。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113090