科研進展
北極多年凍土中持久性有機污染物研究獲新進展
北極地區(qū)是氣候變化的敏感區(qū)，同時受人類活動直接干預程度較低，受持久性有機污染物“全球蒸餾效應”影響，該區(qū)域成為此類污染物的重要富集區(qū)。當前氣候變暖導致北極凍土持續(xù)退化，而六氯丁二烯（HCBD）作為新型持久性有機污染物，其在北極地區(qū)多年凍土中的空間分布特征、賦存總量及遷移機制尚缺乏系統(tǒng)性研究與深入探索。
中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學與凍土工程全國重點實驗室張玉蘭研究員團隊，在北極阿拉斯加地區(qū)開展了多年凍土樣品采集與分析，系統(tǒng)揭示了該區(qū)域多年凍土中HCBD的賦存特征。研究獲取了不同凍土剖面HCBD濃度數據，為深入認識高緯度冰凍圈環(huán)境中持久性有機污染物的遷移轉化過程提供了重要基礎數據。
研究結果顯示，阿拉斯加北極多年凍土中HCBD濃度范圍為0.0551至2.08 ng/g-dw，平均值為0.43 ± 0.40 ng/g-dw 。值得注意的是，該濃度水平與北極及青藏高原土壤中傳統(tǒng)持久性有機污染物（如六氯苯和多氯聯(lián)苯）的水平相當，甚至略高?；谝患壻|量平衡模型，研究團隊初步估算出阿拉斯加多年凍土表層30cm內儲存了約160噸的HCBD。這一數據有力證明，北極多年凍土不僅是全球重要的碳庫，同時也是持久性有機污染物的關鍵儲庫。
為剖析影響污染物在凍土中保留與遷移的關鍵驅動因子，研究團隊引入了隨機森林模型進行歸因分析。研究發(fā)現(xiàn)，溶解性有機碳是影響HCBD空間分布的主導因子（貢獻率超過42%），凸顯了由pH值和電導率調控的“溶解性有機質中介傳輸”在凍土環(huán)境中的核心作用。同時，利用菲克擴散定律分析揭示了HCBD在凍土活動層中的雙向遷移模式：在淺層表現(xiàn)為受凍結濃縮和揮發(fā)驅動的向上遷移，在深層則表現(xiàn)為受溶解有機碳（DOC）介導的向下滲透與累積。
研究指出，多年凍土正經歷從污染物“匯”向潛在“排放源”的轉變。該研究成果不僅豐富了持久性有機污染物在冰凍圈的賦存特征認識，也為科學評估極地生態(tài)風險、制定全球化學品監(jiān)管政策提供了重要科學支撐。
相關研究成果以Spatial distribution, retention and transport of hexachlorobutadiene in Arctic permafrost soils為題發(fā)表于環(huán)境科學領域期刊Environmental Pollution上。西北研究院博士研究生康強強為論文第一作者，張玉蘭研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃和甘肅省重大科技專項共同資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2026.128038
環(huán)境因子與HCBD濃度關系的隨機森林模型結果及相關性分析。(a)隨機森林模型中各環(huán)境變量的特征重要性，按其對HCBD濃度預測的貢獻度排序。(b)HCBD與環(huán)境因子的Pearson相關矩陣；紅色和藍色方框分別表示正相關和負相關。
多年凍土剖面中HCBD遷移的垂直分布。圖中顏色表示HCBD的遷移方向（藍色向上，紅色向下），圓圈大小反映遷移強度。
