青藏高原被誉为“亚洲水塔”，拥有除南北极外最广泛的冰川分布，是亚洲多条重要河流的发源地。气候变暖引发冰川退缩、融水增强和极端降水事件增多，正在重塑高山河流的水沙输移过程。汞是一种可随悬浮泥沙迁移的全球性有毒污染物，可转化为甲基汞并经食物链富集，威胁生态环境安全。因此，阐明冰川融化如何影响泥沙与汞的耦合输出机制，对认识气候变化对青藏高原河流水环境的影响具有重要意义。
近日，北京大学孙卫玲研究团队在Environmental Science & Technology发表研究论文。研究团队针对青藏高原6条典型冰川补给河流，包括绒布、老虎沟、海螺沟、扎当、枪勇和廓琼岗日冰川流域，获得350组季节尺度和日尺度的悬浮泥沙和汞观测数据，同时整合全球36条冰川补给河流资料，评估了青藏高原冰川流域汞输出特征及其环境作用机制。
研究发现，青藏高原冰川补给河流的总汞浓度和单位面积汞输出通量与阿拉斯加冰川流域相当，高于冰川覆盖度相近的其他冰川流域。悬浮泥沙是汞输出的关键载体，总汞浓度随悬浮泥沙浓度升高而增加。在无冰前湖影响的流域中，总汞浓度随冰川覆盖度增加和冰川运动速度加快而增加，表明冰川侵蚀产生并输送的携汞颗粒是河流汞的重要来源（图1）。
在季节和日尺度上，升温、冰川消融增强和冰川运动速度加快共同促进悬浮泥沙及颗粒态汞输出。降雨可显著增加泥沙浓度，但对水体总汞浓度提升相对较弱，说明强降雨通过增加径流量提高汞通量。冰前湖则在冰川汞输移中发挥缓冲作用，可截留悬浮泥沙及其结合的颗粒态汞，并改变汞的形态分配。随着冰川退缩和冰前湖扩张，这一过程可能暂时削弱下游汞输出通量。
研究认为，未来冰川消融和降雨增强可能提高青藏高原冰川流域汞输出通量，并使汞通量“峰值”相对滞后于泥沙峰值。冰川退缩早期，增强的融水和机械侵蚀可首先推动泥沙通量达到高峰；随着泥沙来源和水文路径改变，富汞细颗粒及溶解态汞可能在更晚阶段持续输出 （图2）。
该成果明确了青藏高原冰川河流悬浮泥沙与汞耦合输移的主要控制因素，揭示了冰川融化、降雨、冰川水系发育和冰前湖共同调控汞输出的过程机制。研究提示，未来气候变化影响评估和水环境风险管理中，应重视冰川退缩背景下污染物释放及其下游生态效应。
该研究得到了教育部基础学科和交叉学科突破计划（JYB2025XDXM910）等支持。研究成果以“Glacier Melt Enhances Suspended Sediment and Mercury Export from the Tibetan Plateau”为题发表。北京大学博雅博士后李明月为论文第一作者。
图1 青藏高原冰川补给河流中悬浮泥沙和总汞的空间分布
图2 气候变暖背景下冰川融水河流泥沙与汞输出机制示意图
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.6c01369
