在喜馬拉雅尋找污染物

我叫王小萍，來自中國科學院青藏高原研究所，今天和大家分享一下我在喜馬拉雅尋找污染物的故事。

對于喜馬拉雅和青藏高原，我們熟知的是它是印度板塊和歐亞板塊碰撞的產物，但是我們不太清楚的是，其實青藏高原還是一個大的抽氣機。由于它海拔高，可以接受更多的大氣輻射，所以它上空的大氣就受熱蒸騰、向上運動，在地表形成了一個低氣壓的空缺，吸引著低海拔的暖濕氣流向青藏高原運輸。

低海拔的暖濕氣流運輸到青藏高原之后，就形成了冰川。目前青藏高原有四萬多條冰川，也被稱為亞洲水塔。長江、黃河，以及很多跨境的水系，比如雅魯藏布江—恒河水系、瀾滄江—湄公河水系都是發源于青藏高原。青藏高原其實是我們亞洲幾十億人民的水源地。

無論是人類對于高山的征服，還是對未知的探秘、對水源地的保護，人類在喜馬拉雅的活動越來越劇烈了，產生的垃圾也越來越多，這是我們肉眼可以看到的污染，但事實上還有很多我們看不見的污染存在，這就是我今天要分享的故事。

早在20世紀60年代，科學家就在南極的企鵝和北極的北極熊體內發現了大量的DDT（有機氯類殺蟲劑）。科學家覺得非常奇怪，南極和北極應該是世界上最后的一片凈土，應該非常潔凈，為什么在那個區域的高等生物體內還會有這么高含量的污染物呢？

這類污染物被稱為持久性有機污染物，科學家發現它具有長距離大氣傳輸的特點。它可以受熱揮發進入大氣，在大氣中進行傳輸，然后冷的時候它又可以沉積到地表，這樣它就在大氣里完成了一次跳躍。

青藏高原也叫第三極，它和南北極一樣，也是非常冷、有很多的降雪。而且它是一個大的抽氣機，不斷地抽吸著南亞次大陸的暖濕氣流，那么大氣環流給青藏高原帶來了什么呢？為了進一步的研究，所以我們就必須到風來的地方去。

到風來的地方去

我在第三極建立了大氣持久性有機污染物的觀測網絡。這個網絡目前包括青藏高原、尼泊爾、巴基斯坦，覆蓋了大概300萬平方公里。而且有五條跨境斷面，從南亞國家一直做到青藏高原，海拔跨度超過了5000米。

基于這個觀測網絡，其實我們前幾年并沒有獲得有效的數據，因為這個采樣器在野外使用的狀況并不是很好。野外的地形很復雜，有平地，也有斜坡。而且這個采樣裝置放在野外會超過一年的時間，有時候就被風吹歪了，這樣更加影響內部的風場變化，使得采樣效率變得不穩定。

隨后我們就對這個采樣器進行了改進，雖然這個采樣器是加拿大皇家科學院院士發明的，但是我們還是很大膽地進行了改造。主要是在底部加了很多的導流片，然后在導流片上又補充了很多的導流孔，這樣既能使氣流進入采樣器裝置之內，也能夠降低地形以及斜放和懸掛對采樣效率的影響。

我們目前在尼泊爾、巴基斯坦和青藏高原的大氣中都檢測到了DDT，在空間分布上也都呈現了南部高、北部低的趨勢。在尼泊爾和印度交界的邊境地區，我們甚至觀測到了目前全球最高的大氣DDT含量。青藏高原南部大氣中DDT的含量高于北極一到兩個數量級，這說明對于青藏高原來講，DDT的輸入不容忽視。

冰川檔案中的大氣污染物

傳輸到青藏高原這些污染物能夠被降雪捕獲、沉積到冰川里嗎？

如果沉積在青藏高原的冰雪不融化的話，每年的冰雪沉積下來就像樹木年輪一樣，會形成一層一層的冰川檔案。通過鉆取冰芯，研究冰川檔案就可以恢復大氣過去的歷史。

我們在珠峰獲得了世界上海拔最高的DDT的冰芯記錄，發現這個冰芯記錄與印度瘧疾的暴發情況有很好的對應關系。印度瘧疾暴發的時候大量使用DDT，在珠峰冰芯中也觀測到DDT的一個峰值。

在90年代后期之后，全世界很多國家意識到DDT的危害之后就禁用了DDT，但是印度還在持續地使用DDT，那么在珠峰的冰芯中也監測到這種持續使用的信號。

除了DDT之外，在冰芯中我們也觀測到燃燒所產生的污染物質，比如左旋葡聚糖是生物質燃燒的一個標志物，它的含量在2000年之后急劇增加。這根冰芯采自藏色崗日冰川，位于海拔6070米，它是用我們自主研發的設備鉆取的，全長208米，是目前我們用自主設備鉆取的最長一根冰芯。

喜馬拉雅大氣污染物的影響

我們知道這些南亞的燃燒污染物以及DDT污染物都可以傳輸到喜馬拉雅和青藏高原，那它們產生了怎樣的影響和危害呢？

DDT污染物具有生物富集的作用，雖然在水體里面它可能含量非常低，但它可以通過大魚吃小魚的食物鏈發生富集作用，最后富集在高等的魚和鳥的體內。

目前美國的國鳥白頭海雕瀕臨滅絕，就是由于它的體內富集了DDT之后，蛋殼變得比較薄和脆，影響了白頭小海雕的孵化過程，很多小海雕無法孵化和長成。

我們在青藏高原主要研究了野生魚類對DDT的富集情況。青藏高原的魚類非常特殊，長度15厘米的魚就將近有25歲那么老，生長得非常緩慢。

另外一個特點是它們對食物有很高的吸收能力，因為青藏高原的湖泊都是寡營養的湖泊，湖泊中很少有營養物質，一旦有物質進來，魚類就會拼命地吸收這些物質，所以它的吸收能力非常強。在這樣兩個特點的影響下，我們發現青藏高原的魚類對DDT的富集系數與北極熊相當。

喜馬拉雅的南坡有很廣袤的原始森林，有一些葉片有很厚的葉蠟，這些葉蠟也可以吸附大氣中的有機污染物，然后隨著樹葉掉落就沉積到地表，導致了森林土壤中的腐殖里有很高含量的DDT污染物。

冰川的退縮已經是一個不爭的事實。這是美國科學家在喜馬拉雅拍攝的照片，從1921年到2008年冰川退縮是非常明顯的。我們的研究工作也支持這個結論，比如1991年的報道雅拉冰川的平衡線在海拔5300米，而我們自己的工作發現2012年平衡線已經到了海拔5455米，整個退縮了150多米，而且在冰川的前端形成了一個冰川湖。

我們通過模式定量了一下黑碳對冰川消融的影響，發現黑碳顆粒物的貢獻最大限度可以使溫度升高1.5攝氏度，消融量最高也可以達到25毫米的水當量。

以上就是我們在喜馬拉雅尋找污染物的故事，我在做這個研究的時候也不斷地在想人類和自然的關系。因為我們使用摩托車、燒秸稈、排放污染物，但是我們不知道這些污染物沉降到冰川上會加速冰川的消融；我們使用了很多的殺蟲劑來保證糧食和蔬菜產量，但是我們沒有想到的是，它會毒害遠在千里之外的西藏的野生魚類。

人類和自然的關系始終是我們要面對的一個很關鍵的問題，我們怎樣去和諧相處。我不禁會想起黑格爾的這句話：當人類歡呼對自然的勝利之時，也就是自然對人類懲罰的開始。

在上面的故事中，我們主要是用眼睛去看青藏高原，用兩條腿去丈量青藏高原，接下來我們會用一些高科技的手段，比如第三極衛星、系留氣艇、遙感飛機、無人機等，保持用一雙好奇的眼睛繼續去觀察青藏高原的大氣和冰川的變化。