近日，中國科學院地球環境研究所金章東研究團隊在鉀（K）同位素組成示蹤人類活動研究中取得新進展。研究以湖光巖瑪珥湖（HML）為研究對象，通過分析湖泊沉積物中淋濾態和殘渣態的K含量和同位素組成（δ41K），重建了過去120年HML流域的K循環和人類活動歷史。該研究成果發在Environmental Science & Technology（《環境科學與技術》）上。
非傳統穩定同位素組成能夠通過源解析與過程追蹤提供環境信息，從而示蹤元素循環中所涉及的人為過程。鎘（Cd）、汞（Hg）、鉛（Pb）、鋅（Zn）和銅（Cu）等非傳統穩定同位素已被廣泛用于研究金屬排放對環境的影響。然而，人類活動的強度和類型在不同的地域和時期具有顯著差異，因此需要引入多維示蹤劑來更好地評估它們對環境的影響。
團隊研究結果表明，湖泊沉積物殘渣K（Kresidue）主要來自流域基巖侵蝕，淋濾態K（Kleachate）則受燃煤等化石燃料輸入的強烈影響，且表現出顯著的時代特征。
湖泊沉積物中的K同位素信號能夠清晰反映與區域經濟發展相關的自然過程與人類活動，并為流域侵蝕、能源利用、大氣污染及其治理政策等變化提供了有價值的信息。盡管鉀是一種地殼中豐度較高的主要元素，通過相態提取仍可有效區分其自然來源與人為輸入，從而使K同位素在示蹤大氣、水體、土壤和沉積物中人為因素對K地球化學循環方面展現出潛力。
相關論文信息：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c00777