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科研团队六探雅鲁藏布江:建样品银行 留住纯净

2017年11月29日 17:12来源:知识产权保护网手机版
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再过一周,中国江川河流就要进入枯水期了。11月的雅鲁藏布江比以往平静了许多。

这条自西流向东的世界最高河流,贯穿西藏自治区南部,从阿里到那曲,从日喀则到林芝,雅鲁藏布江(以下简称“雅江”)所经过的地方,形成了近5000米的海拔高差。时湍时缓的河水有哪些化学特征,川流不息的背后将有怎样的未来?多年以来,无人探知。

壮美的雅鲁藏布江。视觉中国 资料图壮美的雅鲁藏布江。视觉中国 资料图

为了探寻青藏高原水资源的守护密码,天津大学-西藏大学高原水化学联合实验室的研究人员沿着雅江在西藏流过的足迹,行走了两年。

近日,研究团队又走进了西藏,准备采集雅江在今年枯水期的水质样品。这已经是他们两年间第六次针对雅江而进藏开展野外监测调查。目前,他们已经保存了近700个雅江河水与沉积物样本,加上这次的采集,将有超千份样本。

“通过近两年的采样测试,我们发现,现在的雅江还是一条非常清洁的大河。”天津大学-西藏大学高原水化学联合实验室主任、天津大学环境科学与工程学院教授谭欣表示,目前得出的这个实验结论是令他们欣慰的。在全球气候变暖的背景下,通过对雅江实地采样测试,留下全面的水化学背景信息,是联合实验室一次次进藏调查的初衷,同时,这项工作也是西藏环境水化学调查及饮用水安全评价技术研究的一个重要组成部分。

  “全面补位”

关于青藏高原,有许多标签,除了最常被称呼的“世界屋脊”、“地球第三极”,还有“亚洲水塔”——这里是亚洲十大河流的发源地,为世界近1/3人口的生活、生产提供淡水资源。

因此,青藏高原水资源的生态状况具有特殊意义,同时也有着与众不同的脆弱——空气稀薄干燥、高山地形土壤侵蚀严重、水热条件不利、生态系统结构简单,使得青藏高原对人为活动干扰的容忍度极低、被破坏后恢复能力差、生态脆弱性较高。

“目前,青藏高原及其周边地区正面临着气候变暖导致冰川融化加速等问题,根据以往的研究发现,在过去30年期间内青藏高原有7090处冰川面积出现减小。”谭欣指出,由于青藏高原是西风、印度洋季风和东亚季风的相交处,大气环流也带来印度、尼泊尔等国的跨境传输污染增加,局部地区人为活动增强,“这些变化对青藏高原和高原河流所带来的影响是未知的。”

“但是,对雅江开展野外监测调查工作组织难度大、过程消耗高,目前,以雅江为代表的主要河流水化学系统研究还很缺乏,而了解和掌握环境压力变化对高原水化学的潜在影响是可持续管理高原丰富水资源的前提条件。”谭欣发现,通过科学数据库检索关键词“雅鲁藏布江”,发现近20年仅有700余篇相关文献,“这说明国内外对雅江的研究尚不深入,对于青藏高原河流水质的研究很少,多水期、大范围的研究更是缺乏。”

在这样的背景之下,2015年底开始,由天津大学、西藏大学、北京大学、中国科学院地理科学与资源研究所共同组成的科研团队,在科技部的资助下,开始了“西藏环境水化学调查及饮用水安全评价技术研究”的课题研究,在不同水期采用瞬时采样的方法,采集自上游河源地区到下游墨脱的河流水样、水体悬浮物及表层沉积物样品。

“我们的工作以科技基础性工作专项“西藏环境水化学调查及饮用水安全评价技术研究”项目为支撑,对雅鲁藏布江流域水质状况进行全面的考察,拟建成雅江水化学现状的‘背景’数据库,为高原水资源的可持续管理提供依据。”谭欣介绍。

  六探雅江

这个11月,联合实验室研究人员又走进了西藏,再探整个雅江流域,全程约4000余公里。

这是自项目立项以来的第六次实地研究探访,“这次的考察总共为期20多天,结束后,我们就完成了2016和2017两个年度雅江全流域的采样工作。”采样工作领队、西藏大学理学院环境科学系副主任黄香博士介绍,每年的采样主要是在枯水期、丰水期和平水期期间进行,这次采样是针对枯水期。

“采集水体样品之后需要进行现场过滤,受高海拔的影响,抽滤时真空泵的工作效率会变很低,因此采样极为耗时耗力。”正在实地考察的黄香说,除了高海拔、低含氧量、低气温、强紫外线、强风沙之外,下水采样作业,也是入冬后草树凋敝的青藏高原带给研究团队的最现实考验。“我们需要在雅江干流及其5大支流上共布设68个采样点位。”

取样上岸后,样品的保存与运输也是一个需要克服的难题。“采集到的沉积物样品,要收集在棕色样品瓶中,水样则是先采用抽滤泵过滤,对于pH、电导率、浊度、水温等一些水体理化参数,则需要在现场采用便携式仪器进行测定,其余水样针对不同测试目的,分别收集于酸洗预处理过的采样瓶中。”黄香说。

待收集满水样后,需要立刻将样品瓶放于清洁的自封式聚乙烯塑料袋中,过滤水样后的滤膜,则是用塑料镊子取出放于酸洗预处理过的培养皿中,加盖放于双层清洁的自封式聚乙烯塑料袋中。除此之外,但由于海拔高、路途颠簸,为了避免样品在运输过程中破损,导致个别监测点样品缺失,这就要求团队工作人员们对采样后的包装与检查工作更加细致,在路途行进的过程中,也需要专人照看。

天津大学环境科学与工程学院副教授毛国柱介绍,雅江流域内人口密度相对较小,主要分布于雅江中游,集中于拉萨市及日喀则地区,而日喀则地区主要以农业活动为主,而拉萨地区周边存在矿业开发活动,也可能会对雅江水质造成影响。基于六次实地取样监测,研究团队通过对雅江干流以及一级支流的金属元素空间分布进行分析时发现,流经拉萨市区的一级支流部分重金属元素浓度明显偏高,这表明人为活动对拉萨河水化学产生了一些影响。

  “样品银行”

这些从青藏高原所采集而来的样品,通过空运,走进了天津大学。

在环境科学与工程学院的实验室里,一个特殊的冰柜,是取自雅鲁藏布江的样品的最终落脚点。毛国柱说,采样结束返回实验室后,需要立即将所有样品置于冰箱中冷藏储存,由此,便建起了这座“样品银行”。

对于采集回的样品,需要严格按照国家、行业分析测试标准要求,在较低环境浓度下进行测试,以确保实验数据的准确性、可靠性和真实性。“我们对雅鲁藏布江流域中的4种常量元素、65种微量元素及有机质组成情况及其含量水平进行测试分析,力求建立丰富全面的雅江水化学信息数据库。”

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