中科院地化所等建立定量研究地-氣間汞交換通量的新方法

汞是一種可在地表與大氣間雙向交換的持久性有毒污染物，其大氣來源包括自然源和人為源。近年來的研究表明，自然源排放占向大氣釋放總量的2/3，由于受當(dāng)前測量方法的限制，不同學(xué)者的估算結(jié)果差異極大。地-氣間汞交換通量的研究方法主要包括：動力學(xué)通量箱法，微氣象學(xué)法，激光法等。由于測量簡便、可應(yīng)用于不同類型地表，動力學(xué)通量箱法被學(xué)界廣泛采用，也是當(dāng)前估算研究數(shù)據(jù)的主要來源。然而，傳統(tǒng)動力學(xué)通量箱方法由于隔絕地表與大氣環(huán)境，測定結(jié)果只在一固定摩擦風(fēng)速下進行，不能真實反映影響通量的環(huán)境因子，因而也不能真實反映地-氣間的汞交換量。

中科院地球化學(xué)研究所馮新斌研究員課題組同美國Lamar大學(xué)的Che-Jen Lin教授研究組合作，建立了定量測定地表土壤與大氣間汞交換的新型動力學(xué)通量箱方法。該方法通過模擬設(shè)計通量箱內(nèi)部流場以定量通量箱內(nèi)部地面摩擦系數(shù)，再通過模型運算將真實大氣環(huán)境下地表的摩擦系數(shù)與新型通量箱的測定通量關(guān)聯(lián)。實驗結(jié)果表明，新型通量箱能夠獲得穩(wěn)定的內(nèi)部流場。該研究提出獲得可控流場的設(shè)計，其測定結(jié)果可與大氣地表摩擦系數(shù)進行模型運算。通過模型運算，在高摩擦風(fēng)速的大氣環(huán)境下，傳統(tǒng)動力學(xué)通量箱低估了地表向大氣釋放量（1-3倍不等）。

該研究極大降低了傳統(tǒng)測定的不確定性，對準(zhǔn)確估算自然源排汞具有重要的意義。

相關(guān)論文已發(fā)表于Environmental Science & Technology（2012. 46(16): 8910-8920）上。該研究到受國家自然科學(xué)基金和王寬誠科研獎勵基金的支持。