近日，天津大学地球系统科学学院郑旺教授入选国际地球化学协会(IAGC)的Emerging Investigator, 并在其旗下期刊《Applied Geochemistry》上发表论文“Mercury stable isotopes reveal the sources and transformations of atmospheric Hg in the high Arctic”。该奖励主要授予“在地球化学领域取得创新性成果，并能促进地球化学应用的青年科学家”。郑旺教授是全球第二个入选者。

入选论文利用汞同位素示踪北极的汞循环。极地在全球汞循环中占有非常特殊的地位。南北极春季大气中的卤素自由基会引起大气汞的强烈氧化和沉降(称为大气汞耗竭现象，AMDE)，使极地成为全球汞的汇。但当前全球变暖正导致极地的冰川融化、冻土解冻，使原本封存在冰雪和冻土中的汞重新释放出来，未来极地也可能成为全球汞循环重要的源。然而，极地环境的汞循环仍然是目前汞研究中的“黑箱”：极地大气和冰雪中汞来源何处?如何转化?极地冰雪中汞的再释放对极地生物有何影响?回答这些问题对于预测全球变暖趋势下汞循环如何变化以及如何影响极地生态系统有着至关重要的意义。

图1.北极Alert站大气形态汞浓度的连续观测

郑旺教授与多伦多大学Bridget Bergquist教授和加拿大环境与气候变化部Alexandra Steffen研究员合作，对2011-2015年间北极高纬度地区(加拿大Alert站，82.5°N)春季大气不同形态汞以及地表雪的汞同位素组成进行了测定，并结合大气形态汞浓度的高分辨率观测，系统研究了北极大气和雪中汞的来源以及转化机制。这项研究表明：1)北极春季大气颗粒态汞主要由北极本地的气态零价汞氧化而来，而并非由低纬度地区人为排放的颗粒态汞长距离传输而来;2)雪中汞的光化学再释放量受汞沉降形态的影响，总体低于以往的估算，这意味着可能有更多汞随融雪进入北极海洋生态系统。目前关于南北极大气形态汞的同位素数据还非常少。这项工作有助于进一步探明极地汞的氧化还原机制和极地在全球变化背景下源汇关系的转化。

图2.北极大气形态汞的同位素组成与文献数据的对比

作者简介：

郑旺，天津大学地球系统科学学院教授。本科毕业于中国科学技术大学。博士毕业于加拿大特伦特大学，先后在美国橡树岭国家实验室、加拿大多伦多大学和美国亚利桑那州立大学担任博士后和助理研究员。2018年入选天津大学“北洋学者”英才计划长聘教授。2020年获第18届“侯德封矿物岩石地球化学青年科学家奖”。主要研究方向为金属稳定同位素环境地球化学，重点研究金属同位素分馏机理、汞等污染物的同位素示踪，以及利用金属同位素重建古环境和生命演化。在PNAS, Environmental Science and Technology, Geochimica et Cosmochimica Acta, Global Biogeochemical Cycles, Journal of Analytical Atomic Spectrometry, Applied Geochemistry等高影响力期刊发表论文30余篇。