作者:黄辛 卜叶 来源: 中国科学报 发布时间:2019/4/11 9:51:41
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“有形之手”消解“无形之毒”
研究表明量化贸易传输控制汞污染

 

■本报记者 黄辛 见习记者 卜叶

3月,安徽省破获一起跨省污染环境案,900吨含汞等重金属物质的污泥被倾倒进当地采煤沉陷区,令人意外的是,这些污泥均源自沿海地区。为何会出现跨区域排放污染物?如何有效控制汞污染?

华东师范大学、北京师范大学、伦敦大学学院等团队的合作研究成果有望解决这些难题。该研究发现,地区间贸易显著加剧了中国人群汞摄入暴露的健康风险,为加强中国地区间合作并从多视角来履行汞的《水俣公约》提供了新思路。相关研究成果以《中国大气汞排放的跨省健康影响》为题,近日在线发表于《自然—通讯》。

“既往研究往往注重汞的大气动力传输,忽略了贸易往来、经济活动对汞暴露风险的虚拟转移。”论文通讯作者、华东师范大学地理科学学院教授束炯说,“该研究引入了经济贸易因素,有助于更加科学全面地了解我国各地区人群汞暴露健康风险的可能来源。”

“谁污染谁治理”难实现

汞(俗称水银)是常温常压下唯一的一种液态金属,常温下即可蒸发。人类活动诸如化石燃料燃烧、有色金属冶炼等均会排放汞。汞进入大气,是一种持久有毒污染物,大气汞也会随降水等过程沉降到陆地和海洋生态系统,并富集到食物链中。

自20世纪中期以来,食物链中的甲基汞暴露就对人类健康造成了影响。例如,上世纪50年代日本水俣湾的汞污染事件,就是由于工业废水排放污染造成的公害。日本至少有5万人因此受到不同程度的影响,确认了2000多例“水俣病”,重症病例出现脑损伤、瘫痪等。

论文第一作者、华东师范大学地理科学学院博士后陈龙告诉《中国科学报》,起初外界认为水俣病是一种地域性疾病,但后来发现汞可以通过排放进入大气并随大气环流进行全球传输,人们逐渐意识到汞污染是一种全球威胁。

2013年,全球100多个国家和地区签署了《水俣公约》,开出了有关限制汞排放的清单,以此减少全球汞污染所带来的健康和生态风险。该公约于2017年8月正式在全球范围内生效。

束炯表示,中国是汞排放大国,工业活动诸如化石燃料燃烧、有色金属冶炼、水泥生产、含汞产品生产与使用等过程均会排放汞进入环境。这意味着中国将采取多种措施,应对和妥善解决汞污染问题。科研人员为此做了诸多尝试,一些新型监测方法、低汞技术等被投入到实际应用中。“传统单一的治理方式是从生产者角度入手监测,而对消费者和初始投入者的治理方式却鲜为人知,如何从多视角进行汞控制至关重要。”

地区间贸易促进大气汞跨省传输

基于经济活动驱动工业生产这一理念,研究团队耦合了多区域投入产出模型、大气汞排放清单编制、大气化学传输模型、食物汞浓度响应关系、人群汞摄入清单编制及汞暴露健康风险评估模型等多领域研究方法,建立了一套描述从经济活动到人群健康风险的汞生物地球化学循环链的方法,用于评估人类经济活动如何影响人类自身汞暴露健康风险。

通过这一方法,研究团队展示了一份健康风险地图,地图显示了2010年各地区因汞摄入暴露而出现胎儿智商损失和汞关联性成人心脏病死亡的风险情况。

进一步分析汞暴露健康风险来源,研究人员发现不同视角下的跨省影响具有不同特点。总体来看,全国约一半的汞暴露健康风险来源于不同区域生产活动汞排放的跨省大气动力传输。在大气动力传输的基础上,地区间贸易进一步促进了大气汞的跨省健康影响。

陈龙介绍,对于中国大陆人群汞暴露健康风险,京津地区、中部沿海和南部沿海具有更高的消费者贡献。因为这些经济发达地区主要位于中国经济供应链的下游,其主要作为消费者,消费上游所供应的产品和服务。而东北、西北地区具有更高的初始投入者贡献,因为这些资源丰富的地区主要位于中国经济供应链的上游,其主要作为投入者,为下游生产投入产品和服务。

此外,研究还发现,由最终消费驱动的地区间产品贸易,使大气汞排放发生了从东南沿海地区向西北内陆地区的虚拟转移,而东南沿海水稻种植区和鱼类生产区提供了中国人群汞暴露最主要的食物来源——大米、鱼类。于是,汞由敏感地区(东南沿海地区)向非敏感地区(西北内陆地区)发生转移,最终从整体上降低了全国胎儿的智商损失和汞关联性心脏病死亡的风险。

汞暴露控制应具有针对性

该研究量化了健康风险,总体来看,中国各地区的汞暴露仍处于较为安全的量值。“中国是全球最大的大气汞排放国,人群汞暴露的潜在风险依然存在,有效的、具有针对性的汞控制策略尤为重要。”束炯说。

该研究提示,针对不同地区汞的来源,可从不同视角制定相应的控制措施并加强地区间合作。陈龙介绍,山东、河南可优先采取生产环节的控制措施,例如提高能效、安装汞去除设备等;京津地区、中部沿海和南部沿海地区则优先采取消费环节的控制措施,例如改变客户消费习惯、推行消费税等;对于山西、内蒙古和陕西,初始投入环节的控制措施更为有效,例如改变投资、贷款和补贴策略等。

对于跨地区贸易合作,研究建议作为最终消费者的上海、浙江和广东,可以转移先进技术和资本至其上游的贸易伙伴地区,例如河南、甘肃等,协助贸易伙伴进行控制减排;同理,作为初始投入者的山西和内蒙古,可以转移先进技术和资本到其下游的贸易伙伴地区,例如甘肃、云南等,由此减少最终消费者和初始投入者通过地区间贸易所转移的汞暴露风险。

“汞污染具有富集效应,一旦超过安全量值后果严重,长期监测汞污染的风险变化尤为重要。”束炯说,“该研究实现了对以往忽视的风险转移的量化,为监测风险变化提供了理论和技术支撑。”

相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41467-019-09080-6

《中国科学报》 (2019-04-11 第4版 综合)
 
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