据《环境科技》(Environ. Sci. Technol.)网站2011年4月7日公布的美国9所大学与美国橡树林国家实验室以及沙漠研究所的科学家共同合作完成的研究结果,对横跨美国大陆的14个森林土壤中的Hg含量进行研究后发现,美国北部森林土壤中含Hg量竟然达到南部的森林土壤中含Hg量的16倍(
Environ. Sci. Technol., DOI:
10.1021/es104384m)。根据美国环境保护署的透露,每年进入大气层的汞在5000 t到8000 t之间。而自然的来源如火山喷发等仅是其中很少一部分,大多数是来源于工业生产,特别是燃煤发电厂。排向大气层的汞有些会迁入森林,因为森林中的树木、落叶层以及土壤均会吸收汞。因此森林已经成为自工业革命以来,一直在富集着排向大气层的汞元素。正是因为如此,科学家怀疑在全球范围内,森林对大气层汞的富集可达数十万吨, 但是研究人员对其汞的地理分布知之甚少,更为令人担忧的是随着气候变暖,是否会导致汞的循环加快,使更多的汞进入到大气层。科学家们希望了解汞的迁移规律,因为它完全可能从大气中或从森林土壤层进入水体,最终在水生食物链中富集。沙漠研究所的
Daniel Obrist领导的研究小组对横跨美国大陆的14个森林,每个森林中收集12个土样,在实验室里,采用冻干、粉碎后分析其样品中的汞和碳含量。研究人员发现,总的来说,高纬度森林土壤中汞含量较低纬度的更高一些。例如,来自美国缅因州Howland森林土壤中汞平均浓度是美国佛罗里达州盖恩斯维尔(Gainesville, Fla.)森林土壤中汞含量的17倍。根据这种分析结果研究人员认为,低纬度由于日光照射充足,导致其更多的汞蒸发,这可能会导致其在土壤中滞留期缩短,而高纬度地区气温较低,甚至有些地区气候终年严寒,被吸附而富集的金属汞不易挥发,导致汞含量高也是在预料之中。关于汞与碳含量的关系,科学家发现碳含量越高,则汞浓度也较高,这可能因为汞常与有机分子结合,所以说高碳水平可能有助于解释为什么在美国北部森林土壤含有更多的汞。美国佛罗里达大学生物系博士后Sue Natali认为,在凉爽的气候条件下,有机质分解缓慢,这可能使汞积累在土壤中,但是气候变化完全有可能扰乱这种格局。不断上升的气温可能会使有机物分解率加速、使汞逸出逃到大气中,并且最终将可能造成水体污染。这个过程是一种值得特别关注的过程,因为北纬地区气候变暖速度要快于世界其他地方。研究人员同时指出,在这个问题上应该继续深入研究,他们也承认他们拥有的实验数据非常有限。
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