地球化学所建立定量研究地-气间汞交换通量的新方法

汞是一种可在地表与大气间双向交换的持久性有毒污染物，其大气来源包括自然源和人为源。近年来的研究表明，自然源排放占全球向大气释放总量的2/3，由于受当前测量方法的限制，不同学者的估算结果差异极大。地-气间汞交换通量的研究方法主要包括：动力学通量箱法，微气象学法，激光法等。由于测量简便、可应用于不同类型地表，动力学通量箱法被学界广泛采用，也是当前估算研究数据的主要来源。然而传统动力学通量箱方法由于隔绝地表与大气环境，测定结果只在一固定摩擦风速下进行，不能真实反映影响通量的环境因子，因而不能真实反映地-气间的汞交换量。

中科院地球化学研究所冯新斌研究员课题组同美国Lamar University的Che-Jen Lin教授研究组合作，建立了定量测定地表土壤与大气间汞交换的新型动力学通量箱方法。该方法通过模拟设计通量箱内部流场以定量通量箱内部地面摩擦系数，再通过模型运算将真实大气环境下地表的摩擦系数与新型通量箱的测定通量关联。实验结果表明新型通量箱能够获得稳定的内部流场，该研究首次提出获得可控流场的设计，其测定结果可与大气地表摩擦系数进行模型运算。通过模型运算，在高摩擦风速的大气环境下，传统动力学通量箱低估了地表向大气释放量（1-3倍不等）。该研究极大的降低了传统测定的不确定性，对准确估算自然源排汞具有重要的学术意义。

该研究成果到受国家自然科学基金和王宽诚科研奖励基金支持。

相关研究已发表于Environmental Science & Technology上：

Novel dynamic flux chamber for measuring air-surface exchange of Hgo from soils. 2012. 46(16): 8910-8920.

相关链接：

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es3012386

（环境室冯新斌课题组 供稿）

传统和新型动力学通量箱测定通量对流速的响应及内部流场模拟