21世纪经济收入和身心健康是影响民众幸福感的两个重要因素，而“呼吸新鲜空气”与居民身心健康有着密不可分的关系。大气颗粒物污染及由此引发的灰霾问题不仅是国内外科学研究重点，也是影响民众生产生活的热点社会问题。防治灰霾已成为我国大气污染地区的首要任务。
重金属是我国大气污染的重要成分之一。其中的铅和汞均是人体神经发育毒素。大气颗粒物是大气中铅和汞的一个重要载体，近年来快速发展起来的铅和汞的同位素示踪法可能为大气灰霾的来源开辟新的研究领域和提供新的认识。近日，西安交通大学能源与动力工程学院环境工程系徐红梅博士联合法国国家科学研究院地球科学与环境实验室和中国科学院地球环境研究所粉尘与环境研究室将大气颗粒物中的总碳、铅、汞浓度及同位素等相结合系统探究西安2009-2012年大气污染中重金属的季节和来源变化及其地球化学行为。该成果于2017年3月16日发表在ES&T上(Environ.Sci.Technol.2017,51,3759-3766)。
本研究表明大气颗粒物中铅和汞的浓度呈现出明显的冬高夏低的季节变化规律，这主要是由于关中和西安本地冬季燃煤活动的加强和大气扩散条件的减弱造成的，而气态汞由于在大气中滞留时间长和跨区域传输距离远等特点，季节变化不同且变化不明显。铅同位素比值相较汞同位素而言，由于其来源过于复杂，未能在西安大气颗粒物的来源解析中有突出贡献，而汞的同位素存在质量分馏和非质量分馏现象，同位素组成具有显著的季节变化。与陕西及周边省份的原煤相比，颗粒态δ202Hg富集于较轻的同位素中，而气态δ202Hg富集于重同位素中;颗粒态和气态的Δ199Hg与原煤中汞同位素差异不大，表明在近城市-工业化环境中，大气汞的光化学非质量分馏非常微弱。气态δ202Hg与气态汞浓度的显著相关很可能反映了全球背景下的大气汞输送与本地工业排放对西安大气汞来源的混合贡献。
这项研究证实了城市-工业化地区大气汞和颗粒态汞和铅的同位素示踪法在解析大气灰霾和颗粒物中有毒重金属的来源和迁移转化研究中的应用，为大气污染的人体暴露研究和污染物的跨地区和全球传输打下基础。另外，值得注意的是，该文还对比研究了西安市2003至2012年大气颗粒物中铅的水平变化，发现西安市十年间年冬季大气颗粒物中铅浓度以每年4.6%的幅度下降。可见政府在控制大气污染，尤其是颗粒物重金属方面的有效性，也为政府治理大气污染提供借鉴和科学支撑。
(关键字：汞 铅)