世界最深的海沟 到底有没有源自人类的汞污染

60多年前，日本爆发了震惊世界的“水俣病”事件。 水俣病的罪魁祸首是甲基汞。 汞是一种可以在全球范围内迁移的有毒污染物。 如今的汞排放量约为工业革命前的3-5倍，这使得地表生态系统的汞污染显着增加。 当今的主流观点是，海洋中的甲基汞主要产生于中央海洋的低氧区（100-1000米）。 随着航空汞数据覆盖范围的增加，越来越多的研究表明，深海（大于1000米）的甲基汞含量可能并不低。

《自然通讯》最近发表的一篇文章《上层海洋甲基汞入侵马里亚纳海沟》证实，人为来源的汞可能已经到达地球上最偏远的海洋生态系统的食物网，并对脆弱的深海生态系统构成潜在危害。 天津大学地球系统科学学院孙若愚、刘毅副教授团队与中科院深海科学与工程研究所、法国科学院图卢兹地球环境研究所合作、南开大学和南京大学利用深渊登陆器从马里亚纳海沟收集数据。 生物样本，利用汞同位素揭示深渊中甲基汞的来源和迁移途径。

但由于人类对深海的探索还比较有限，深海中甲基汞的富集程度如何，人类产生的汞与自然产生的汞的比例是多少，甲基汞是否还有其他途径达到深海？ 所有沟渠系统是否共享相同的汞源和迁移途径仍然是一个谜。

学术界长期以来认为一公里以下的深海并未受到甲基汞的污染

汞是世界上唯一在常温常压下以液态存在的金属元素，具有极强的挥发性。 “汞既有自然产生的，也有人类活动产生的。汞有多种自然来源，如火山喷发、森林火灾等。然而，煤炭和石油燃烧、采矿和冶炼等人类活动是汞污染的主要原因。海洋环境。” 第一通讯作者孙若宇介绍，进入海洋的汞在细菌的作用下会转化为剧毒的甲基汞，而甲基汞很容易在生物体中积累，并通过食物链进入高营养鱼类等物种。 在哺乳动物和人类中。 例如，箭鱼体内的甲基汞浓度是鲑鱼的40倍。

因此，在全球变化的背景下，海洋甲基汞的形成、转化和富集研究对于全球和区域环境政策（如水俣公约）的制定具有重要意义。

此前发表在《自然》等科学期刊上的研究认为，当今海洋中存在超过6万吨人类产生的汞，其中2/3位于上层海洋，其余1/3位于下层海洋。北大西洋深处的深水快速形成区。 水和南极底层水。

“此前的研究认为，由于欧美等北大西洋国家大规模工业化，人为汞排放量增加，导致大气中汞含量增加。大气中的汞进入位于海洋上层，受洋流影响，海水流向北冰洋时，由于海水温度降低，迅速下沉，加速了人造汞沉入海洋深处。 孙若愚介绍，这一点已经被科研人员发现并证实，并且在这些地区的深海中，存在着人造甲基HG。

“但当研究人员用同样的方法估算太平洋深海是否存在汞污染时，他们得出的结论是，从理论上讲，太平洋深海基本没有汞污染。因为太平洋并不位于深水地层中。”地区，如果上层海水受到污染，海水会慢慢混合到下层，这是一个非常漫长的过程。” 孙若愚表示，如果受污染的海水由于洋流的作用，从大西洋深处流向太平洋深处，距离将超过2万公里，而且速度非常慢，可能需要数千年的时间。

基于这些研究，学术界一直认为甲基汞主要产于海洋顶部数百米深处。 净土”。

同位素测量发现深海动物体内人为汞富网集

近年来，随着深海勘探的兴起，深潜器技术发展加快，国产深潜器和打捞装置可到达万米以下深海进行作业。 孙若愚说：“我们选择马里亚纳海沟进行采样，因为这是已知最深的海洋。如果汞污染能到达这里，其他网地方也应该存在。”

孙若愚团队于2016年至2017年在马里亚纳海沟和雅浦海沟底部部署了精密的深海采样器，在7000米至11000米处捕获了独特的动物群，例如狮子鱼和沟虾。 沉积物在9200m处收集。 研究发现，与淡水和沿海地区的同类片脚类动物相比，G. 的总汞和甲基汞显着富集。

孙若愚等研究人员发现，7000-11000米海沟生物的汞同位素组成与海洋上层（1000米以内）鱼类相似。 结合深水生成模型、甲基汞生命周期和海沟区域颗粒输运路径，研究得出：海沟生物的甲基汞主要来自于上层海洋； 表层海洋中光降解的甲基汞与中层海洋中的甲基汞混合后一样，通过下沉颗粒进入深海食物链系统。

孙若愚解释说：“大气中的汞随着降雨沉积到表层海洋，然后以鲸落等细小颗粒的形式输送到深海（指鲸落后沉入海底的现象）。死亡）和死亡海藻颗粒。在这个过程中，马里亚纳海沟独特的地质结构导致地震频繁发生，由此产生的漏斗放大系统会加速小颗粒的输送。我们通过测量汞的同位素组成来确定汞的富集程度。汞。这与现场的鱼类非常吻合，而且有证据表明，这种汞可能起源于近几十年，所以很大一部分来自于人类活动。”

深海汞污染是自然还是人为仍有待进一步验证

“目前，检测生物体内富集的汞及其同位素是间接证据，只有直接检测海水中的汞含量和同位素才是直接证据。” 孙若愚介绍，但由于海水中的汞含量极低，以现有的检测技术很难直接准确地测量海水中汞的同位素组成，因此下一步要开发更好的技术来获取直接证据支持这个结论。

“而且，在马里亚纳海沟深海发现的甲基汞中，通过同位素检测无法确定人源汞与天然汞的比例。”

海洋生物需要食物才能生存。 鲸瀑布与热液、冷泉一起被称为深海生物的“绿洲”，共同促进了海洋生物的繁荣。 “通过检测海洋生物中的汞同位素，已经证明鲸鱼坠落是甲基汞迁移的途径之一。但我们没有测试热液和冷泉周围的样本，所以我们无法知道热液和冷泉是否也是深海甲基汞的来源。如果有的话，有多少甲基汞来自深海鱼类的冷泉和热液？” 孙若愚表示，这些问号还需要进一步采样来验证。

另外，全球有数十个海沟系统，这些海沟系统是否都有相同的来源和运移路径？ “目前有必要前往这些海沟系统的深海区域进行采样和测试，以论网证它们是否都具有与马里亚纳海沟相似的条件。” 孙若愚表示，经过多样本分析，可以做出合理的模型，让我们更好地了解海洋最深处汞的起源，有助于模拟汞在海洋中的命运。

“如果我们大胆猜测，深海中可能存在一股未知的暗流，速度比较快，可能很快就会将上层海水带到太平洋深处。” 孙若愚表示，深海未知的事物太多，科学家还需要继续探索。