《自然.地球科学》杂志发表青藏高原冻土中发现“冬眠”的卤代有机物

    近日，由甘肃省油气资源研究重点实验室资助的开放基金项目“青藏高原多年冻土区表层土壤结合残留态有机污染物”研究成果，以“Substantial halogenated organic chemicals stored in permafrost soils on the Tibetan Plateau”（青藏高原冻土储藏大量卤代有机物）为题，于2023年10月23日在《自然·地球科学》（Nature Geoscience）上发表。该项研究由复旦大学王梓萌研究团队主导，中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称西北研究院）油气资源中心、中国科学院青藏高原研究所、中国科学院广州地球化学研究所等作为重要的合作单位。研究分析了青藏高原的多年冻土，首次列出了冻土样品中的卤代有机化合物的详细清单，并发现传统的溶解萃取方法测得的含量只是真实总量的“冰山一角”。研究还揭示了这些物质在气候变暖中的释放风险。

    该研究采用了分步化学处理方法，在传统溶剂提取的基础上，逐级分析冻土中的不可提取残留态物质（Non-extractable residues, NER）。他们从23个样品中共鉴定出了270多种卤代有机化合物，平均浓度高达310,000 ng/g，其中180,000 ng/g可能是自然来源。令人惊讶的是，冻土中的卤代有机物的不可提取残留态占了总量的99%以上，远超其他常温环境的土壤和沉积物。研究还发现，冻土中85%的不可提取残留态是物理封存的，与化学结合态相比，它们有更高的释放潜力。实验表明，冻土融化会增加可提取态卤代有机物的含量，而微生物活动的增强则促进了污染物的释放。这一发现引发了广泛的讨论和研究，科学家们认为这将为我们更深入地理解青藏高原生态系统的环境演变提供重要线索。同时，这也提醒我们，对于脆弱生态环境中潜在的污染物，需要加强监测和保护，以应对日益严峻的气候变化挑战。

图2. 青藏高原冻土和德国城市土卤代有机物在可提取和不可提取态组分间分布的显著差异

    文章第一作者为复旦大学环境科学与工程系博士后朱晓婧，通讯作者为复旦大学王梓萌研究员和德国亚琛工业大学Jan Schwarzbauer教授，其他共同作者还包括西北研究院马素萍副研究员、张婷博士等。中国科学院西北研究院、青藏高原研究所、广州地球化学研究所和南京大学、美国麻省大学等国内外合作团队提供了宝贵的样品和技术支持。

   甘肃省油气资源研究重点实验室成立于2013 年，依托西北研究院油气资源研究中心。西北研究院油气中心的前身是1960年成立的中国科学院兰州地质研究所，是国内最早开展油气地质学基础理论研究的综合性科研机构。长期以来，重点实验室面向学科前沿，聚集了一批优秀人才，建立了有机地球化学、气体地球化学、同位素地球化学、储层地质学、油气构造地质学、油气成藏年代学等主力学科，配备了先进、系统的测试分析实验室，可支持基础性、战略性、前瞻性综合研究，服务国家战略需求和社会经济发展。

 文章链接  https://doi.org/10.1038/s41561-023-01293-1