在喜马拉雅寻找污染物

我叫王小萍，来自中国科学院青藏高原研究所，今天和大家分享一下我在喜马拉雅寻找污染物的故事。

对于喜马拉雅和青藏高原，我们熟知的是它是印度板块和欧亚板块碰撞的产物，但是我们不太清楚的是，其实青藏高原还是一个大的抽气机。由于它海拔高，可以接受更多的大气辐射，所以它上空的大气就受热蒸腾、向上运动，在地表形成了一个低气压的空缺，吸引着低海拔的暖湿气流向青藏高原运输。

低海拔的暖湿气流运输到青藏高原之后，就形成了冰川。目前青藏高原有四万多条冰川，也被称为亚洲水塔。长江、黄河，以及很多跨境的水系，比如雅鲁藏布江—恒河水系、澜沧江—湄公河水系都是发源于青藏高原。青藏高原其实是我们亚洲几十亿人民的水源地。

无论是人类对于高山的征服，还是对未知的探秘、对水源地的保护，人类在喜马拉雅的活动越来越剧烈了，产生的垃圾也越来越多，这是我们肉眼可以看到的污染，但事实上还有很多我们看不见的污染存在，这就是我今天要分享的故事。

早在20世纪60年代，科学家就在南极的企鹅和北极的北极熊体内发现了大量的DDT（有机氯类杀虫剂）。科学家觉得非常奇怪，南极和北极应该是世界上最后的一片凈土，应该非常洁净，为什么在那个区域的高等生物体内还会有这么高含量的污染物呢？

这类污染物被称为持久性有机污染物，科学家发现它具有长距离大气传输的特点。它可以受热挥发进入大气，在大气中进行传输，然后冷的时候它又可以沉积到地表，这样它就在大气里完成了一次跳跃。

青藏高原也叫第三极，它和南北极一样，也是非常冷、有很多的降雪。而且它是一个大的抽气机，不断地抽吸着南亚次大陆的暖湿气流，那么大气环流给青藏高原带来了什么呢？为了进一步的研究，所以我们就必须到风来的地方去。

到风来的地方去

我在第三极建立了大气持久性有机污染物的观测网络。这个网络目前包括青藏高原、尼泊尔、巴基斯坦，覆盖了大概300万平方公里。而且有五条跨境断面，从南亚国家一直做到青藏高原，海拔跨度超过了5000米。

基于这个观测网络，其实我们前几年并没有获得有效的数据，因为这个采样器在野外使用的状况并不是很好。野外的地形很复杂，有平地，也有斜坡。而且这个采样装置放在野外会超过一年的时间，有时候就被风吹歪了，这样更加影响内部的风场变化，使得采样效率变得不稳定。

随后我们就对这个采样器进行了改进，虽然这个采样器是加拿大皇家科学院院士发明的，但是我们还是很大胆地进行了改造。主要是在底部加了很多的导流片，然后在导流片上又补充了很多的导流孔，这样既能使气流进入采样器装置之内，也能够降低地形以及斜放和悬挂对采样效率的影响。

我们目前在尼泊尔、巴基斯坦和青藏高原的大气中都检测到了DDT，在空间分布上也都呈现了南部高、北部低的趋势。在尼泊尔和印度交界的边境地区，我们甚至观测到了目前全球最高的大气DDT含量。青藏高原南部大气中DDT的含量高于北极一到两个数量级，这说明对于青藏高原来讲，DDT的输入不容忽视。

冰川档案中的大气污染物

传输到青藏高原这些污染物能够被降雪捕获、沉积到冰川里吗？

如果沉积在青藏高原的冰雪不融化的话，每年的冰雪沉积下来就像树木年轮一样，会形成一层一层的冰川档案。通过钻取冰芯，研究冰川档案就可以恢复大气过去的历史。

我们在珠峰获得了世界上海拔最高的DDT的冰芯记录，发现这个冰芯记录与印度疟疾的暴发情况有很好的对应关系。印度疟疾暴发的时候大量使用DDT，在珠峰冰芯中也观测到DDT的一个峰值。

在90年代后期之后，全世界很多国家意识到DDT的危害之后就禁用了DDT，但是印度还在持续地使用DDT，那么在珠峰的冰芯中也监测到这种持续使用的信号。

除了DDT之外，在冰芯中我们也观测到燃烧所产生的污染物质，比如左旋葡聚糖是生物质燃烧的一个标志物，它的含量在2000年之后急剧增加。这根冰芯采自藏色岗日冰川，位于海拔6070米，它是用我们自主研发的设备钻取的，全长208米，是目前我们用自主设备钻取的最长一根冰芯。

喜马拉雅大气污染物的影响

我们知道这些南亚的燃烧污染物以及DDT污染物都可以传输到喜马拉雅和青藏高原，那它们产生了怎样的影响和危害呢？

DDT污染物具有生物富集的作用，虽然在水体里面它可能含量非常低，但它可以通过大鱼吃小鱼的食物链发生富集作用，最后富集在高等的鱼和鸟的体内。

目前美国的国鸟白头海雕濒临灭绝，就是由于它的体内富集了DDT之后，蛋壳变得比较薄和脆，影响了白头小海雕的孵化过程，很多小海雕无法孵化和长成。

我们在青藏高原主要研究了野生鱼类对DDT的富集情况。青藏高原的鱼类非常特殊，长度15厘米的鱼就将近有25岁那么老，生长得非常缓慢。

另外一个特点是它们对食物有很高的吸收能力，因为青藏高原的湖泊都是寡营养的湖泊，湖泊中很少有营养物质，一旦有物质进来，鱼类就会拼命地吸收这些物质，所以它的吸收能力非常强。在这样两个特点的影响下，我们发现青藏高原的鱼类对DDT的富集系数与北极熊相当。

喜马拉雅的南坡有很广袤的原始森林，有一些叶片有很厚的叶蜡，这些叶蜡也可以吸附大气中的有机污染物，然后随着树叶掉落就沉积到地表，导致了森林土壤中的腐殖里有很高含量的DDT污染物。

冰川的退缩已经是一个不争的事实。这是美国科学家在喜马拉雅拍摄的照片，从1921年到2008年冰川退缩是非常明显的。我们的研究工作也支持这个结论，比如1991年的报道雅拉冰川的平衡线在海拔5300米，而我们自己的工作发现2012年平衡线已经到了海拔5455米，整个退缩了150多米，而且在冰川的前端形成了一个冰川湖。

我们通过模式定量了一下黑碳对冰川消融的影响，发现黑碳颗粒物的贡献最大限度可以使温度升高1.5摄氏度，消融量最高也可以达到25毫米的水当量。

以上就是我们在喜马拉雅寻找污染物的故事，我在做这个研究的时候也不断地在想人类和自然的关系。因为我们使用摩托车、烧秸秆、排放污染物，但是我们不知道这些污染物沉降到冰川上会加速冰川的消融；我们使用了很多的杀虫剂来保证粮食和蔬菜产量，但是我们没有想到的是，它会毒害远在千里之外的西藏的野生鱼类。

人类和自然的关系始终是我们要面对的一个很关键的问题，我们怎样去和谐相处。我不禁会想起黑格尔的这句话：当人类欢呼对自然的胜利之时，也就是自然对人类惩罚的开始。

在上面的故事中，我们主要是用眼睛去看青藏高原，用两条腿去丈量青藏高原，接下来我们会用一些高科技的手段，比如第三极卫星、系留气艇、遥感飞机、无人机等，保持用一双好奇的眼睛继续去观察青藏高原的大气和冰川的变化。