随着全球气候变暖，许多冰川正在融化，导致污染物会被释放。处于偏远地区的高山湖泊，大气污染物（人为源）和冰川释放的污染物终将汇入湖泊沉积物中。迄今为止，如何定量不同输入过程对冰川补给湖泊沉积物中污染物积累的贡献，尚未有公开报道。为填补这一空白，中国科学院青藏高原地球科学卓越中心、中国科学院青藏高原研究所高寒环境质量与安全团队选取青藏高原南部枪勇错（半封闭冰前湖）作为研究对象，钻取了一根长28厘米的湖芯，可追溯到1836年。基于气候反演、污染物浓度-通量的沉积历史和正矩阵分解模型的定性-定量分析，该研究首次估算了冰川融水和人类活动对西藏冰前湖泊沉积物中污染物累积的贡献。
沉积物的地球化学指标（TOC、IC、Rb/Sr和沉积速率）和本地气象数据（图1）均表明，枪勇错在过去两个世纪里呈持续变暖的趋势，导致冰川融化加剧、侵蚀加强，枪勇错沉积速率增加。
污染物的浓度-通量剖面可能与人为排放历史广泛相关。有毒元素的浓度-通量在1880-1920年间出现两个峰值（图2），此期间西藏曾发生两次抗英战争（1888年和1904年）；1950s的峰值（图2），可能与第二次世界大战（1939-1945年）引起全球金属元素排放量增加有关；在1980s以前，有毒元素的趋势基本与欧洲和前苏联排放模式一致，但之后与中国和南亚的排放模式更吻合。汞浓度-通量的时间趋势以1940年为界（图2），在20世纪40年代后显著增加，与亚洲的汞排放历史同步（特别是中国和印度）；黑碳浓度的历史趋势虽不明显，但通量的历史趋势是上升（图2），这可能由于中国和印度排放量不断增加而造成。
基于以上结果，应用正交矩阵因子分析模型估算出不同输入过程的贡献（图3），结果表明：人类活动的贡献从1850s的低于10%增加至1980s的40%以上；冰川融水释放污染物的信号明显，其贡献在1950s达到最大值（61%）；近二十年来，西藏湖泊沉积物中90%的污染物累积是人类活动和冰川融水共同作用的结果。按照这个趋势，未来，冰川消融和人为排放的共同作用将显著增加亚洲高山湖泊污染物的累积。
本研究获得中国科学院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”和国家自然科学基金项目的资助。上述研究成果发表于环境领域顶级学术期刊Environmental Science & Technology。我所硕士研究生祝婷婷为第一作者，王小萍研究员为通讯作者，论文链接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c01849 （Zhu T. T.; Wang, X. P.; Lin H.; Ren J.; Wang C. F.; Gong, P., Accumulation of pollutants in proglacial lake sediments: Impacts of glacial meltwater and anthropogenic activities, Environmental Science & Technology, doi: 10.1021/acs.est.0c01849）。
图1.（A）有机和无机地球化学指标的历史剖面
（B）浪卡子气象站在1970-2010年间的气温和降水变化
(红色和蓝色虚线分别是温度和降水随时间变化的线性趋势线)
图2. 枪勇错沉积物中有毒元素、汞和黑碳浓度（红色曲线）与通量（蓝色曲线）的历史记录
图3. 源贡献百分比的时间序列
