汞管理

珊瑚记忆:二战及鸦片战争到底释放了多少汞

2017-09-20 13:44:33 DeepTech深科技 作者:Patrick Monahan

1841年1月7日,第一次鸦片战争中,英国的铁甲舰Nemesis号击中了一艘中国军舰,那次炮击所引发的爆炸,将有毒金属汞释放到空气中。

目前,一项新的研究发现,那些汞可能被中国南海的珊瑚吸收了,这些珊瑚用它们的骨骼记录下了那次激战以及后来的战争。这项发现为研究人类对海洋污染史提供了一个新思路,而且可以帮助如今的我们了解汞在大气中是如何传播的。

硬珊瑚的骨骼由霰石(一种碳酸钙矿物)构成。随着自身机体的生长,珊瑚会从水中吸收额外的钙来形成骨架。珊瑚每年的生长带就像树的年轮一样,可以用来追踪珊瑚机体的生长历程。但是,由于一些特定的金属污染物——比如铅和汞——可以取代珊瑚骨架中的钙,所以珊瑚的生长带也可作为海水中游离金属的存档库。

加拿大彼得堡市特伦特大学的地球化学家Ruoyo Sun领导的研究团队也想证实珊瑚能否作为汞污染的记录。因此,他们提取了一个生长于中国南海的200多岁的滨珊瑚的内核,期待其中记录的信息能与收集到的冻冰和泥炭样本匹配,主要的对比物是这些样本中受到采矿、煤燃烧和后来的工业生产的影响的长期沉积物。

但是,他们发现的记录却截然不同。珊瑚内核中最老的部分可追溯到1800年到1830年期间,其中汞含量很低且相对稳定。但是,在接下来的170年间,珊瑚骨骼中的汞含量一再飙升,甚至有些年间的浓度比基准线高出4到12倍。

据《Environmental Science & Technology》本月刊发的一篇研究成果报道,这些汞含量的峰值与中国附近爆发的战争的时间段精确吻合,包括第一次鸦片战争(1839-1842),第二次鸦片战争(1856-1860)和第二次世界大战。虽然汞含量的基准线在整个20世纪中也一直在上升,但和战时峰值相比,这些增量就显得无足轻重了。

Sun说道:“我们从没想过汞会来自战争。”但是,我们完全能理解为什么。武器和炸药的制造都会用到汞,而它们的爆炸也会将汞释放到空气中。当空气中的汞元素遇到海浪中散发出的活性化学物质(比如溴)后,就会形成所谓的“活性气态汞”分子。当这些分子下沉到海底之后,珊瑚将这些溶解在海水里汞吸收到骨骼中。

哈佛大学的大气化学家Hannah Horowitz并未参加此项研究,但对他来说,这项研究中战争导致的局部效应与最近发现的汞在大气中的活动现象相吻合。Horowitz表示,曾经认为由于汞能够在大气中漂浮一年及以上,属于能够远距离传播的长期稳定化合物,但现在,汞的影响逐渐倾向于是本地化的。Horowitz提到,他们正在逐月修正以往记录。这可以解释西方采矿业和制造业为何没有对中国南海造成汞污染。

其他科学家则对这个结论更多持怀疑态度。位于圣克鲁斯的加利福尼亚大学的地球化学家Carl Lamborg提到,“在珊瑚中发现战争的痕迹,也许是可能的,但是随时间的推移需要输入大量的汞的。”

一个很大的不确定因素在于,珊瑚可能不是以恒定速度吸收汞的,也就是说珊瑚骨骼中汞的记录不能如实地反应海水中的汞含量。他同时还强调,关于珊瑚吸收汞的机理研究仍处于初期。但是他表示,他们的解释听起来还是蛮有道理的。

当然,这不是Sun和他同事们研究的最后一步。为了明确珊瑚中汞含量和战争的关系,Sun下一步计划在珊瑚骨骼中寻找汞的同位素。Sun说道,“大气中来源不同的汞,包括火山、煤燃烧和爆炸,均具有不同含量的同位素元素。在19世纪,矿物丹砂中提取的液态汞,和其他成分一起作为许多炸药的添加剂,因此会有它独特的痕迹”。他补充道,如果这些汞和在珊瑚中的发现一样,就能够证实他们的研究结论。

延伸阅读:

古今中外 你所不了解的汞

北极星环保网官方微信

相关推荐

加载中...