新春佳節,在中科院青藏高原研究所青藏高原地球系統與資源環境重點實驗室里,忙碌的身影穿梭在儀器設備與實驗試劑之間,副研究員董慧科正小心翼翼地在一堆沙石碎粒里尋找一些東西,連眼都不敢眨。
“我在找青藏高原上粒徑范圍為10微米到5毫米的微塑料顆粒。”趁著喘息的空當,董慧科向《中國科學報》記者解釋道。
微塑料的蹤跡已經出現在世界第三極——青藏高原。微塑料污染是人類社會面臨的全球性環境問題,微塑料降解緩慢,能長期儲存在環境中,并對生物以及食物鏈產生有害影響。借助水、風和海冰等,微塑料可以跨越山海,進入世界三極地區。
董慧科的研究對象是青藏高原的污染物,他想要探明污染物在青藏高原環境中是如何輸入、遷移和轉化的。2022年底,青藏高原第二次科考隊隊員們在三江源,以及中科院在青藏高原設立的野外臺站,如納木錯站、珠峰站、藏東南站等地采集了降水和河流水體樣品共260余個。
作為科考隊的科研工作者,根據科研進度安排,董慧科需要在3個月內完成所有水體樣品的前處理“凈化”以及分析工作。這個春節,他和小伙伴們一直堅守在實驗室里。
消解、過濾、浮選、挑樣、測試……水體前處理過程難度不大,但必不可少,且需要極大的耐心和細心。首先,董慧科要根據樣品采集時間的長短、性質等對樣品進行分類,以便使用不同方法對其進行處理。
董慧科拿著三角試劑瓶向記者演示了已經完成的“消解”工作。他表示,“消解”是處理的第一步,這一過程需要3天,溫度要控制在60攝氏度左右。接著,他把消解液過濾到薄膜上,借助氯化鋅溶液沉淀密度大的無機顆粒,從而篩出浮在表面的微顆粒。
由于雜質太多且種類繁多,稍一不仔細,就會挑出無用物質或遺漏研究對象。
接下來,董慧科要進一步“凈化”樣品——定性和定量分析。定量是對微塑料的個數進行挑選和統計,定性則是對篩選出的樣品顆粒逐個進行“拍照成像“,觀察其形態、尺寸和顏色等,再通過紅外光譜儀測定聚合物類型,把“真”微塑料顆粒挑出來。
這一系列工作費時費力,但在董慧科看來意義重大。他告訴《中國科學報》,青藏高原擁有除南北兩極外體量最大的冰川,而一直以來,大氣-冰川-湖泊系統中微塑料的遷移機理研究尚未開展,大氣沉降和冰川融水對青藏高原湖泊中微塑料負荷的貢獻還無從知曉。
“比如三江源表層水體微塑料相關研究還沒人做,我們獲得的這些數據是比較珍貴的。”董慧科說。
2021年,董慧科以第一作者身份在環境科學研究領域頂級期刊《環境科學與技術》上發表了重要研究成果,通過對納木錯湖水體的研究,首次定量了高原封閉湖泊微塑料的物質情況。研究表明了大氣沉降是微塑料湖泊輸入高原偏遠地區的主要方式,微塑料在冰川中長期儲存,為冰川消融釋放微塑料過程等提供了基礎數據。
“我很享受科研的過程,獲取有用的實驗數據讓我感到充實,很有成就感。這些數據也許可以為環境治理提供一些科學支持。”董慧科說。
董慧科的眼神和語氣中流露出對科學和青藏高原的熱愛。在太行山下長大的他對山川充滿向往,后來毅然把青藏高原環境研究作為科研事業的追求,足跡踏至海拔5000米的冰川湖泊。如今,作為一名年輕科研人員,董慧科對未來充滿期待,他希望為青藏高原環境保護和科學研究的基礎性數據支撐盡一份力,守護青藏高原這片“凈土”。
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