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大气中痕量金属元素对指示区域及大范围自然来源及人类活动的影响有重要意义,因此它的研究一直是全球环境变化中的热点之一。天山乌鲁木齐河源1号冰川(以下简称天山1号冰川)距离拥有众多人口的城市很近,同时受周边地区及遥远地区污染源的影响显著。2002年9月-2003年9月,天山1号冰川过程研究(PGPI)组在天山1号冰川东支海拔4130m粒雪盆,共采集113个雪坑样品,用于痕量金属分析。本文首次通过对天山1号冰川表层雪和雪坑样品中痕量金属Pb、Cd、Zn、Fe、Al的含量及季节变化进行研究,初步分析了在不同季节里,不同来源对天山1号冰川积雪中痕量金属含量的贡献,又对雪坑融水的淋溶作用对各种元素在雪层中的分布的影响进行了研究。
研究结果表明,天山1号冰川表层雪中Pb、 Cd、 Zn、 Fe、 Al的平均浓度分别为2.48、0.04、9.34、122.70、131.07 ng/g。通过与世界其它冰川区痕量金属含量的比较,发现天山1号冰川雪冰中各种金属元素的浓度均较其他冰川区高,因此可推断为天山1号冰川受各种污染源的影响较其他冰川显著。地壳富集系数(EFc)分析结果表明,这些金属主要来自岩石风化物和土壤粉尘及人类活动对大气的污染。另外EFc季节分析表明,在不同季节,不同的来源对各种金属的贡献差异较大。痕量金属输入具有明显的季节变化:冬季高,夏季低,春、秋季为过渡时期。初步分析有两个原因:(1)冬季人类活动对痕量金属输入的贡献比其它季节显著;(2)夏季减弱的NE和ENE风减少了对各种物质输送,且本时期较大的降水量对大气中各种元素有较强的淋洗作用。
淋溶作用对痕量金属元素在雪层中的分布具有影响。各种金属的雪坑平均浓度亦呈现明显的季节变化:冬季高,夏季低,且与同期气温呈明显反相关关系。初步分析是随着气温升高,雪层融水量增加,融水的下渗迁移对各金属元素具有搬运作用,部分金属元素随冰面径流流失。对雪层剖面与金属元素含量剖面比较发现,元素浓度的高值一般对应剖面的下层粗粒雪与污化层,或在不同层位之间形成峰值。