城市與環境學院王學軍和劉茂甸課題組發文揭示人類活動與氣候擾動正在加速全球最大海洋汞匯的釋放
汞是全球性劇毒污染物，可通過食物鏈大量富集，進而威脅人類健康。海洋沉積物作為汞的最終封存場所，被認為可永久隔離這一危險元素。然而，作為全球最大的海洋汞匯，大陸架沉積物中的汞正面臨前所未有的加速釋放危機。
北京大學城市與環境學院劉茂甸研究員、王學軍教授領銜的國際團隊，聯合中、美、英、荷蘭等4國共8所科研院所的專家學者，在全球汞循環研究領域取得重要進展。研究團隊通過構建高分辨率數據集與多過程耦合模型，精確量化全球大陸架汞封存功能，首次揭示拖網捕撈和氣候變暖對該汞匯的頻繁擾動。該成果以《拖網捕撈與氣候擾動威脅全球最大海洋汞匯》（“Fish trawling and climate perturbations threaten the largest marine mercury sink”）為題，于2025年9月25日發表于《自然·可持續性》（Nature Sustainability ）。
研究揭示全球大陸架每年埋藏近1300噸汞，遠超此前聯合國環境署（UNEP）估算值，相當于深海沉積汞年封存量的2—7倍。這使其以不到10%的面積，承擔了全球海洋汞封存總量的約80%。此外，自工業革命以來，大陸架表層沉積物汞濃度已增長3倍，表明其儲存了大量人為排放的汞。
“大陸架如同海洋的‘腎臟’，高效濾除了水體中的有毒汞，降低了汞對沿海漁業和人類健康的威脅”，王學軍比喻道，“但我們的拖網捕撈船和疏浚活動正變成摧毀腎臟功能的‘手術刀’。”
研究團隊進一步量化了人類活動對大陸架汞封存的直接沖擊，揭示了底層拖網與疏浚作業通過物理攪拌作用每年擾動5000多噸沉積物中的汞，相當于年埋藏量的4倍以上。其中，地中海、東亞海域僅占全球14%陸架面積，卻承受了50%的人為擾動。在歐洲部分陸架，由于拖網與疏浚導致的每年大陸架沉積物汞被輸運到外海的量甚至已超過其埋藏量，預示這些海域從“汞匯”向“汞源”的轉折（圖1）。這將直接威脅占全球漁業產量80%的陸架生態系統，并通過海產品消費放大人類健康風險。
與此同時，氣候變化通過溫度上升加劇了沉積物汞的溶解和釋放。模型模擬顯示，若全球升溫1.5—5°C，沉積物汞向水體的自然釋放將在本世紀末加劇6—21%。海洋變暖預計還會增強沉積物中有機質的降解，進一步促進汞的溶解與釋放。這一過程可能與更頻繁的風暴等氣候事件協同，加劇沉積物汞向水體的釋放。
“拖網船犁過海床時，可能會加速海床沉積物中歷史汞的釋放”，劉茂甸警示，“這些被深埋數十至數百年的‘歷史遺留汞’一旦被重新激活，將可能重新進入食物鏈的惡性循環。”
鳥瞰漁船將漁網扔到海里進行拖網捕魚，土耳其，Tamer Gunal 攝
作者們研究呼吁多維度協同響應：落實《水俁公約》，進一步削減燃煤、采礦等汞排放源；限制拖網作業，設立污染物敏感海洋保護區；遏制變暖以降低沉積物汞活化速率。“保護大陸架汞匯關乎聯合國可持續發展目標（SDGs）的核心——它既是人類健康的盾牌，也是海洋生態的守護者，” 劉茂甸強調，“唯有將汞管理、漁業政策與碳中和目標結合，才能守住這道最后的防線。”
該研究由北京大學牽頭，劉茂甸，已畢業博士生張倩茹，王學軍為共同通訊作者，劉茂甸，城市與環境學院博士生周誠真，張倩茹為論文的共同第一作者，城市與環境學院沈國鋒研究員、朱東強教授、本科生李曉龍、碩士生秦何豪，烏得勒支大學Junjie Wang研究員，卡里生態系統研究所Taylor Maavara博士，耶魯大學Peter Raymond教授，康涅狄格大學Robert Mason教授和佛羅里達大學Thomas Bianchi教授等為論文重要合作者。該研究得到國家青年人才計劃（海外）、國家自然科學基金、北京市自然科學基金等的資助。
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