Исследователи выявили доминирующий источник атмосферной ртути в Арктике
Исследовательская группа под руководством профессора Се Чжоуцина и профессора Ле Фанжа из Университета науки и технологий Китая (USTC) Китайской академии наук (CAS) обнаружила, что маргинальная ледяная зона (MIZ) является доминирующим источником атмосферных осадков. газообразную элементарную ртуть (GEM) и предложил механизм летнего пика GEM в Арктике. Их работа была опубликована в журнале Nature Communications.
GEM является высокотоксичным загрязнителем, который может переноситься на большие расстояния посредством атмосферной циркуляции. Ртуть попадет в водную пищевую цепь после метилирования микроорганизмами, что поставит под угрозу экологическую среду.
Арктика играет важную роль в процессе круговорота ртути, а также является чувствительным регионом к воздействию ртути. Предыдущие исследования показали, что атмосферный GEM в Арктике имеет уникальные сезонные колебания с дефицитом весной и пиком летом, а его средняя летняя концентрация превышает фоновый уровень северного полушария. Однако источник и движущий механизм летнего максимума GEM до сих пор остаются спорными.
В ходе работы Многопрофильной дрейфующей обсерватории по изучению арктического климата (MOSAiC) исследовательская группа провела годичные наблюдения GEM в Северном Ледовитом океане с использованием атомно-флуоресцентного спектроскопического анализатора ртути холодного пара Tekran 2537 и построила обобщенную аддитивную модель (GAM). проанализировать летние данные.
Результаты показали, что более 63% вариаций GEM можно объяснить GAM. Антропогенные и наземные выбросы дают не более 2% вариаций, тогда как океаническое уклонение составляет более 52%, что является доминирующим фактором летних вариаций ГЭМ в Северном Ледовитом океане.
Анализ функции вклада потенциального источника (PSCF) показал, что океаническое уклонение в летнее время в основном происходит в MIZ. Поток эвакуации ртути в ЗМЗ оценивается в 56 нг м -2 сут -1, что более чем в два раза превышает поток в арктическом открытом океане.
Путем междисциплинарного анализа данных наблюдений команда предложила движущий механизм уклонения Hg в MIZ.
Весенние события истощения атмосферы ртутью (AMDE) привели к окислению и отложению большого количества атмосферных GEM на поверхности морского льда. Эта отложившаяся ртуть затем переносится в МИЗ вместе с таянием снега и морского льда в летнее время, что значительно увеличивает нагрузку двухвалентной ртути в МИЗ.
Большое количество органических соединений, образующихся в летнее время, существенно способствовало фотовосстановлению двухвалентной ртути до элементарной ртути, которая легко обменивалась между морем и воздухом. Таяние морского льда в МИЗ и исчезновение слоя талой воды способствуют выходу элементарной ртути из морской воды в атмосферу через границу воздух-море, что делает МИЗ важным источником атмосферного пика ГЭМ в Арктике в летнее время.
Это исследование выявило влияние изменений морского льда в Арктике на процессы круговорота ртути, обеспечив научную основу для оценки риска воздействия ртути на полярные организмы и популяции.