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(lái)源包括自然源和人為源。近年來(lái)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(cè)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(dòng)力學(xué)通量箱法，微氣象學(xué)法，激光法等。由于測(cè)量簡(jiǎn)便、可應(yīng)用于不同類(lèi)型地表，動(dòng)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(lái)源。然而，傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)通量箱方法由于隔絕地表與大氣環(huán)境，測(cè)定結(jié)果只在一固定摩擦風(fēng)速下進(jìn)行，不能真實(shí)反映影響通量的環(huán)境因子，因而也不能真實(shí)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(guó)Lamar大學(xué)的Che-Jen Lin教授研究組合作，建立了定量測(cè)定地表土壤與大氣間汞交換的新型動(dòng)力學(xué)通量箱方法。該方法通過(guò)模擬設(shè)計(jì)通量箱內(nèi)部流場(chǎng)以定量通量箱內(nèi)部地面摩擦系數(shù)，再通過(guò)模型運(yùn)算將真實(shí)大氣環(huán)境下地表的摩擦系數(shù)與新型通量箱的測(cè)定通量關(guān)聯(lián)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新型通量箱能夠獲得穩(wěn)定的內(nèi)部流場(chǎng)。該研究提出獲得可控流場(chǎng)的設(shè)計(jì)，其測(cè)定結(jié)果可與大氣地表摩擦系數(shù)進(jìn)行模型運(yùn)算。通過(guò)模型運(yùn)算，在高摩擦風(fēng)速的大氣環(huán)境下，傳統(tǒng)動(dòng)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(cè)定的不確定性，對(duì)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?chē)?guó)家自然科學(xué)基金和王寬誠(chéng)科研獎(jiǎng)勵(lì)基金的支持。

 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