4月2日，我校地理科學(xué)學(xué)院束炯教授團(tuán)隊(duì)及其合作者在《自然》子刊《自然?通訊》（Nature Communications）上在線(xiàn)發(fā)表了題為《中國(guó)大氣汞排放的跨省健康影響》（Trans-provincial health impacts of atmospheric mercury emissions in China）的研究論文。該研究首次建立了一套描述從經(jīng)濟(jì)活動(dòng)到人群健康風(fēng)險(xiǎn)的汞生物地球化學(xué)循環(huán)鏈的方法。運(yùn)用該方法，研究團(tuán)隊(duì)首次繪制了中國(guó)大陸人群汞攝入暴露的健康風(fēng)險(xiǎn)地圖，從多視角探討了各地區(qū)健康風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源，最終發(fā)現(xiàn)，地區(qū)間貿(mào)易顯著改變了中國(guó)人群的健康風(fēng)險(xiǎn)。該研究為加強(qiáng)中國(guó)地區(qū)間合作并從多視角來(lái)履行汞的《水俁公約》提供了嶄新思路。
《自然通訊》（Nature Communications）刊登束炯教授團(tuán)隊(duì)研究成果
地理科學(xué)學(xué)院束炯教授與陳龍博士
汞（俗稱(chēng)水銀）是常溫常壓下唯一以液態(tài)存在的金屬，常溫下即可蒸發(fā)。人類(lèi)活動(dòng)諸如化石燃料燃燒、有色金屬冶煉等過(guò)程均會(huì)排放汞進(jìn)入大氣，大氣汞隨大氣環(huán)流進(jìn)行全球傳輸，被公認(rèn)為全球性的持久有毒污染物。大氣汞也會(huì)隨降水等過(guò)程沉降到陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)，并富集到食物鏈中。自20世紀(jì)中期以來(lái)，食物鏈中的甲基汞暴露就對(duì)人類(lèi)健康造成了影響，例如發(fā)生在日本水俁的汞污染事件是最早出現(xiàn)的由于工業(yè)廢水排放污染造成的公害病。日本至少有5萬(wàn)人因此受到不同程度的影響，確認(rèn)了2000多例“水俁病”，重癥病例出現(xiàn)腦損傷、癱瘓等。為此，全球一百多個(gè)國(guó)家和地區(qū)簽署了《水俁公約》，開(kāi)出了有關(guān)限制汞排放的清單。該公約于2017年8月正式生效，旨在減少全球汞污染所帶來(lái)的健康和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。在全球汞公約的履約背景下，如何從多視角進(jìn)行汞控制至關(guān)重要。
全新耦合技術(shù)呈現(xiàn)汞攝入健康風(fēng)險(xiǎn)地圖
束炯教授團(tuán)隊(duì)的研究耦合了多區(qū)域投入產(chǎn)出模型、大氣汞排放清單編制、大氣化學(xué)傳輸模型、食物汞濃度響應(yīng)關(guān)系、人群汞攝入清單編制及汞暴露健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型等多領(lǐng)域研究方法，首次建立了一套描述從經(jīng)濟(jì)活動(dòng)到人群健康風(fēng)險(xiǎn)的汞生物地球化學(xué)循環(huán)鏈的方法。循環(huán)鏈中，最終消費(fèi)和初始投入等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)生產(chǎn)排放汞進(jìn)入大氣并進(jìn)行遷移、沉降、富集、甲基化、攝入暴露及健康效應(yīng)等過(guò)程。該方法可用于評(píng)估人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)如何影響人類(lèi)自身汞暴露健康風(fēng)險(xiǎn)。
該研究建立的從經(jīng)濟(jì)活動(dòng)到人群健康風(fēng)險(xiǎn)的汞生物地球化學(xué)循環(huán)鏈
通過(guò)運(yùn)用這套方法，束炯教授團(tuán)隊(duì)首先展示了2010年中國(guó)大陸人群汞攝入暴露的健康風(fēng)險(xiǎn)地圖。風(fēng)險(xiǎn)地圖分別展示了2010年各地區(qū)人群因汞攝入暴露而出現(xiàn)的胎兒智商損失和汞關(guān)聯(lián)性成人心臟病死亡。
中國(guó)人群甲基汞攝入暴露所引起的胎兒人均智商損失和關(guān)聯(lián)性心臟病死亡
地區(qū)間貿(mào)易促進(jìn)大氣汞跨省健康影響
研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了人群汞暴露健康風(fēng)險(xiǎn)的來(lái)源分析，發(fā)現(xiàn)不同視角下的跨省影響具有不同特點(diǎn)?？傮w來(lái)看，全國(guó)約一半的汞暴露健康風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源于不同區(qū)域生產(chǎn)活動(dòng)汞排放的跨省大氣動(dòng)力傳輸。而在大氣動(dòng)力傳輸?shù)幕A(chǔ)上，地區(qū)間貿(mào)易進(jìn)一步促進(jìn)了大氣汞的跨省健康影響。例如，相比于單獨(dú)的大氣動(dòng)力傳輸作用，不同地區(qū)消費(fèi)活動(dòng)和初始投入活動(dòng)分別驅(qū)動(dòng)了全國(guó)額外上百例的汞關(guān)聯(lián)性心臟病死亡。從地區(qū)來(lái)看，京津地區(qū)、中部沿海和南部沿海作為消費(fèi)者比作為生產(chǎn)者對(duì)其他地區(qū)健康風(fēng)險(xiǎn)的影響要大很多，因?yàn)檫@些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)主要位于中國(guó)經(jīng)濟(jì)供應(yīng)鏈的下游消費(fèi)環(huán)節(jié)，其主要作為消費(fèi)者消費(fèi)上游所供應(yīng)的產(chǎn)品和服務(wù)。同樣，東北地區(qū)和西北地區(qū)作為初始投入者比作為生產(chǎn)者對(duì)其他地區(qū)健康風(fēng)險(xiǎn)的影響要大很多，因?yàn)檫@些資源豐富地區(qū)主要位于中國(guó)經(jīng)濟(jì)供應(yīng)鏈的上游初始投入環(huán)節(jié)，其主要作為投入者為下游生產(chǎn)投入產(chǎn)品和服務(wù)。
初始投入、生產(chǎn)和最終消費(fèi)等視角下中國(guó)人群汞暴露健康風(fēng)險(xiǎn)的多地區(qū)源匯關(guān)系
研究發(fā)現(xiàn)，海魚(yú)、淡水魚(yú)和大米等食物的攝入是中國(guó)大陸人群最主要的汞暴露途徑。而這些食物主要產(chǎn)于中國(guó)東南部水稻種植區(qū)和魚(yú)類(lèi)生產(chǎn)區(qū)，研究稱(chēng)之為敏感地區(qū)。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，由最終消費(fèi)驅(qū)動(dòng)的地區(qū)間產(chǎn)品貿(mào)易使得汞由敏感地區(qū)（東南部沿海地區(qū)）向非敏感地區(qū)（西北內(nèi)陸地區(qū)）轉(zhuǎn)移，最終使全國(guó)人群避免了一部分的胎兒人均智商損失和汞關(guān)聯(lián)性心臟病死亡。而由初始投入驅(qū)動(dòng)的地區(qū)間產(chǎn)品貿(mào)易卻使得汞由非敏感地區(qū)（北方地區(qū)）向敏感地區(qū)（南方地區(qū)）轉(zhuǎn)移。
地區(qū)間貿(mào)易的存在與否所造成的中國(guó)地區(qū)大氣汞排放、沉降和人群健康風(fēng)險(xiǎn)的變化
地區(qū)間貿(mào)易的顯著作用揭示了開(kāi)展經(jīng)濟(jì)供應(yīng)鏈不同環(huán)節(jié)中汞風(fēng)險(xiǎn)溯源及相關(guān)針對(duì)性政策制定等工作的重要性，其中貿(mào)易合作顯得尤為重要。針對(duì)不同地區(qū)來(lái)源，可在不同視角下制定相應(yīng)針對(duì)性的控制措施。例如，山東和河南可優(yōu)先采取生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制措施（例如提高能效、安裝汞去除設(shè)備），而京津地區(qū)、中部沿海和南部沿海地區(qū)則優(yōu)先采取消費(fèi)環(huán)節(jié)的控制措施（例如改變客戶(hù)消費(fèi)習(xí)慣、推行消費(fèi)稅），對(duì)于山西、內(nèi)蒙古和陜西，初始投入環(huán)節(jié)的控制措施將更為有效（例如改變投資、貸款和補(bǔ)貼策略）。對(duì)于貿(mào)易合作，研究建議作為最終消費(fèi)者的上海、浙江和廣東可以轉(zhuǎn)移先進(jìn)技術(shù)和資本到其上游作為直接排放者的貿(mào)易伙伴地區(qū)（例如河南、甘肅），作為初始投入者的山西和內(nèi)蒙古也可以轉(zhuǎn)移先進(jìn)技術(shù)和資本到其下游作為直接排放者的貿(mào)易伙伴地區(qū)（例如甘肅、云南），由此來(lái)減少這些最終消費(fèi)者和初始投入者通過(guò)地區(qū)間貿(mào)易所轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)。
本研究雖然量化了健康風(fēng)險(xiǎn)，但總體來(lái)看中國(guó)地區(qū)的汞暴露仍處于較為安全的量值，但潛在風(fēng)險(xiǎn)依然存在。同時(shí)，中國(guó)也是全球最大的大氣汞排放國(guó)，風(fēng)險(xiǎn)變化不容忽視。在中國(guó)，有效的具有針對(duì)性的汞控制策略尤為重要。由此，本研究提出了從多視角制定控制措施并加強(qiáng)地區(qū)間合作，以期達(dá)到更好的控制效果。
該工作是華東師范大學(xué)、北京師范大學(xué)、倫敦大學(xué)學(xué)院、廣東工業(yè)大學(xué)、北京大學(xué)、南京大學(xué)等單位的合作成果。華東師范大學(xué)為該研究成果的第一完成單位，地理科學(xué)學(xué)院學(xué)科博士后陳龍為論文第一作者，地理科學(xué)學(xué)院束炯教授、北京師范大學(xué)梁賽教授、倫敦大學(xué)學(xué)院米志付博士、廣東工業(yè)大學(xué)楊志峰院士為論文共同通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金的資助和華東師范大學(xué)高性能計(jì)算中心的支持。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-09080-6
采訪(fǎng)、攝影｜呂安琪 文、來(lái)源｜地理科學(xué)學(xué)院 編輯｜王曉榮 編審｜郭文君
