南極中山站大氣鉛污染的同位素示蹤研究TracingtheleadpollutionoftheatmosphereinAntarcticaattheZhongshanStationusingleadisotopes所屬項(xiàng)目：南極中山站大氣鉛污染的同位素示蹤研究經(jīng)費(fèi)：40萬(wàn)元所屬學(xué)科：大氣科學(xué)所在隊(duì)次：中國(guó)第26次南極科學(xué)考察隊(duì)

觀測(cè)平臺(tái)：中山站

考察類(lèi)型：越冬1.項(xiàng)目相關(guān)人員負(fù)責(zé)人：陳立奇國(guó)家海洋局極地考察辦公室現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行人：李偉國(guó)家海洋局第三海洋研究所2.考察背景、目的和意義南極遠(yuǎn)離人類(lèi)活動(dòng)區(qū)，是地球上至今未被開(kāi)發(fā)、受人類(lèi)活動(dòng)影響和環(huán)境污染最少的潔凈大陸。由于南極所處獨(dú)特的地理位置，在這里能夠觀測(cè)到在地球其他地區(qū)無(wú)法觀測(cè)到的代表全球特征的氣候環(huán)境變化信息，同時(shí)也為人類(lèi)打開(kāi)了觀察和解讀地球過(guò)去和探索未來(lái)全球變化的窗口。在全球性污染嚴(yán)重、人類(lèi)生存環(huán)境發(fā)生較大變化的今天，獲取南極大氣化學(xué)特征、大氣本底環(huán)境的資料，有利于人類(lèi)更全面地掌握和預(yù)測(cè)全球環(huán)境的變化，對(duì)了解人類(lèi)活動(dòng)與全球環(huán)境變化的關(guān)系有重要的意義。由于人類(lèi)廣泛使用加鉛汽油以及工業(yè)高溫生產(chǎn)過(guò)程中鉛的排放，目前全球范圍內(nèi)已廣泛受到鉛的污染。盡管南極遠(yuǎn)離人類(lèi)活動(dòng)區(qū)，以及環(huán)繞南極的大氣輻合帶的屏障作用，但是在大氣、海流傳輸作用下，人類(lèi)活動(dòng)的鉛等污染物還是在南極地區(qū)留下了許多記錄。近年來(lái)，已經(jīng)陸續(xù)在南極海水、表層雪、冰芯中發(fā)現(xiàn)人類(lèi)來(lái)源的鉛，這是全球性污染物波及南極陸地的重要證據(jù)，這些研究表明南極作為全球唯一無(wú)污染地區(qū)的意義正在消失。Sun等分析了3000年含有企鵝糞土的湖泊沉積物，發(fā)現(xiàn)企鵝糞中的鉛含量在工業(yè)革命以后的200年里，尤其是1950年以來(lái)，明顯升高。這清楚地表明，全球污染已經(jīng)影響到南極生態(tài)系統(tǒng)，重金屬鉛已經(jīng)通過(guò)食物鏈在企鵝體內(nèi)得到蓄積。陳立奇等進(jìn)一步研究了近代企鵝糞土鉛富集的原因，認(rèn)為導(dǎo)致近代企鵝糞土鉛富集的主要原因是全球性人為污染和南極科考旅游活動(dòng)的局部污染并通過(guò)南極食物鏈的富集所造成的。Boutron等先后研究南極表層冰和冰芯中的鉛含量時(shí)發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去的200年里，鉛含量有明顯的增長(zhǎng)，并認(rèn)為南極表層雪中的鉛（2.3×10-12g/g）有80%來(lái)源于人為污染。效存德等比較和研究了南極冰蓋、青藏高原冰川以及北極中心的雪坑樣品中的鉛的含量，發(fā)現(xiàn)南極雪樣中鉛的含量（11.9×10-12g/g）比青藏高原冰川（36.6×10-12g/g）和北極中心（105.7×10-12g/g）低很多，盡管南極雪樣中鉛的污染量很小，但仍然明顯高于地球自身環(huán)境（地殼和海洋）的天然含鉛水平。自從上世紀(jì)70年代以來(lái)，歐、美等國(guó)家先后禁用了含鉛汽油，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)南極雪層中的含鉛量有所下降，但仍需更多的觀測(cè)資料來(lái)證實(shí)這一減少趨勢(shì)是否仍在持續(xù)。

目前，有關(guān)南極地區(qū)環(huán)境污染物的鉛同位素示蹤研究，在國(guó)際上僅有個(gè)別學(xué)者涉及到，至于大氣鉛同位素示蹤研究幾乎是空白。Rosman等在1994年首次報(bào)道了南極積雪中鉛同位素的測(cè)量結(jié)果，證實(shí)了南極的表層雪已受到人為鉛的高度污染，他們通過(guò)比較表層雪以及從南極冰穹C的冰芯中提取的古代陸源沙塵的鉛同位素比值特征，認(rèn)為表層雪中所含的放射性成因較少的鉛同位素可能是來(lái)自南美洲的鉛污染，同時(shí)指出，距離考察點(diǎn)33km的澳大利亞Dumontd'Urville考察基地也可能是一個(gè)重要的污染源。Flegal等通過(guò)測(cè)量西南極附近海域表層水Pb的含量（9.6－10.3μg/kg），并結(jié)合同位素206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb的測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)南極表層水的2073.實(shí)施計(jì)劃具體內(nèi)容、方法和手段及支持條件(1)具體內(nèi)容A、大氣氣溶膠微量金屬元素和鉛同位素的ICP－MS分析方法的建立。B、南極中山站大氣鉛本底時(shí)間序列、變化趨勢(shì)及其環(huán)境制約因素研究。C、南極中山站大氣鉛同位素（206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb）的指紋特征、大氣鉛的各種來(lái)源識(shí)別以及定量分析。D、南極中山站鉛等污染物的大氣長(zhǎng)距離輸送軌跡和輸送機(jī)制研究。E、南極中山站大氣鉛含量水平及其與現(xiàn)代大氣環(huán)境的區(qū)域特征和人類(lèi)工業(yè)污染的關(guān)系。(2)方法和手段：在中山站站區(qū)，利用一臺(tái)大容量氣溶膠采樣器（M420，美國(guó)），連續(xù)采集大氣氣溶膠樣品，每7天采集一個(gè)氣溶膠濾膜樣品，采樣后，樣品放入塑料袋冷凍保存。每次采樣的同時(shí)記錄風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、氣溫等氣象要素。實(shí)驗(yàn)室分析方法：●采用離子色譜法測(cè)定氣溶膠樣品中的F-、Cl-、Br-、NO3-、SO42-、PO43-、Na+、NH4+、MSA等陰陽(yáng)離子；●采用ICP-MS分析法測(cè)定氣溶膠樣品中的K、Na、Ca、Mg、Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、Al、V等金屬元素。

(3)工作計(jì)劃：由一名越冬考察隊(duì)員協(xié)助氣溶膠樣品的采集和采樣器的維護(hù)。

(4)交通方式：步行

(5)作業(yè)設(shè)備：風(fēng)控大容量氣溶膠采樣系統(tǒng)（M420，美國(guó)）(6)作業(yè)要求：1.需要站上提供室外電源維持氣溶膠采樣器的運(yùn)轉(zhuǎn)；2.需要使用中山站的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品預(yù)處理和保存。

4.其它說(shuō)明考察類(lèi)別：站區(qū)非常規(guī)觀測(cè)

日期范圍：2008-06-01至2012-12-31觀測(cè)子項(xiàng)：南極中山站大氣鉛污染的同位素示蹤研究修訂日期：2008-06-16申請(qǐng)狀態(tài)：已申請(qǐng)數(shù)據(jù)交換：獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)的交換按照國(guó)家海洋局極地考察辦公室規(guī)定執(zhí)行。TracingtheleadpollutionoftheatmosphereinAntarcticaattheZhongshanStationusingleadisotopesExecutor&OrganizationTeammembersof26thChineseAntarcticExpeditionResearchContenta)Determinethechemicalcomposition,thelevels,trendsofleadandrelativeelements(suchasheavymetals)intheatmosphere.b)Identifythesourcesofleadpollutantsinatmosphereusingleadisotopesandunderstandmechanismsofitslong-rangeatmospherictransporttotheArcticarea.c)Theeffectsofthescientificactivitieso