科研進(jìn)展
北極多年凍土中持久性有機(jī)污染物研究獲新進(jìn)展
北極地區(qū)是氣候變化的敏感區(qū)，同時受人類活動直接干預(yù)程度較低，受持久性有機(jī)污染物“全球蒸餾效應(yīng)”影響，該區(qū)域成為此類污染物的重要富集區(qū)。當(dāng)前氣候變暖導(dǎo)致北極凍土持續(xù)退化，而六氯丁二烯（HCBD）作為新型持久性有機(jī)污染物，其在北極地區(qū)多年凍土中的空間分布特征、賦存總量及遷移機(jī)制尚缺乏系統(tǒng)性研究與深入探索。
中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國重點實驗室張玉蘭研究員團(tuán)隊，在北極阿拉斯加地區(qū)開展了多年凍土樣品采集與分析，系統(tǒng)揭示了該區(qū)域多年凍土中HCBD的賦存特征。研究獲取了不同凍土剖面HCBD濃度數(shù)據(jù)，為深入認(rèn)識高緯度冰凍圈環(huán)境中持久性有機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程提供了重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
研究結(jié)果顯示，阿拉斯加北極多年凍土中HCBD濃度范圍為0.0551至2.08 ng/g-dw，平均值為0.43 ± 0.40 ng/g-dw 。值得注意的是，該濃度水平與北極及青藏高原土壤中傳統(tǒng)持久性有機(jī)污染物（如六氯苯和多氯聯(lián)苯）的水平相當(dāng)，甚至略高?；谝患壻|(zhì)量平衡模型，研究團(tuán)隊初步估算出阿拉斯加多年凍土表層30cm內(nèi)儲存了約160噸的HCBD。這一數(shù)據(jù)有力證明，北極多年凍土不僅是全球重要的碳庫，同時也是持久性有機(jī)污染物的關(guān)鍵儲庫。
為剖析影響污染物在凍土中保留與遷移的關(guān)鍵驅(qū)動因子，研究團(tuán)隊引入了隨機(jī)森林模型進(jìn)行歸因分析。研究發(fā)現(xiàn)，溶解性有機(jī)碳是影響HCBD空間分布的主導(dǎo)因子（貢獻(xiàn)率超過42%），凸顯了由pH值和電導(dǎo)率調(diào)控的“溶解性有機(jī)質(zhì)中介傳輸”在凍土環(huán)境中的核心作用。同時，利用菲克擴(kuò)散定律分析揭示了HCBD在凍土活動層中的雙向遷移模式：在淺層表現(xiàn)為受凍結(jié)濃縮和揮發(fā)驅(qū)動的向上遷移，在深層則表現(xiàn)為受溶解有機(jī)碳（DOC）介導(dǎo)的向下滲透與累積。
研究指出，多年凍土正經(jīng)歷從污染物“匯”向潛在“排放源”的轉(zhuǎn)變。該研究成果不僅豐富了持久性有機(jī)污染物在冰凍圈的賦存特征認(rèn)識，也為科學(xué)評估極地生態(tài)風(fēng)險、制定全球化學(xué)品監(jiān)管政策提供了重要科學(xué)支撐。
相關(guān)研究成果以Spatial distribution, retention and transport of hexachlorobutadiene in Arctic permafrost soils為題發(fā)表于環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域期刊Environmental Pollution上。西北研究院博士研究生康強(qiáng)強(qiáng)為論文第一作者，張玉蘭研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃和甘肅省重大科技專項共同資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2026.128038
環(huán)境因子與HCBD濃度關(guān)系的隨機(jī)森林模型結(jié)果及相關(guān)性分析。(a)隨機(jī)森林模型中各環(huán)境變量的特征重要性，按其對HCBD濃度預(yù)測的貢獻(xiàn)度排序。(b)HCBD與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)矩陣；紅色和藍(lán)色方框分別表示正相關(guān)和負(fù)相關(guān)。
多年凍土剖面中HCBD遷移的垂直分布。圖中顏色表示HCBD的遷移方向（藍(lán)色向上，紅色向下），圓圈大小反映遷移強(qiáng)度。
