从燃烧化石燃料和壁炉到采矿产生的污染尘埃，人类活动以无数种方式改变着地球的大气层。这些有人类造成的长期影响的记录保存在永恒的极地冰层中，就像一个时间胶囊，让科学家和历史学家将地球的历史与人类社会的历史联系起来。

一项最新研究表明，早在13世纪，与采矿活动有关的铅和其他有毒重金属就已经污染了南半球。这项研究成果发表在《整体环境科学》（Science of the Total Environment）杂志上。

图源：绿会融媒

有证据表明，800年前的早期安第斯文化以及后来西班牙殖民时期的采矿和冶金活动，似乎在9000公里以外的南极洲造成了可检测到的铅污染。这项研究由麦康奈尔在美国沙漠研究所（DRI）的团队与挪威、奥地利、德国以及佛罗里达州的合作者共同领导。这是科学家首次评估人类对南极洲铅污染的影响，最早可追溯到2000年前。这也是首次对铊、铋和镉污染进行详细评估。

除铅之外，这些重金属（除铋的含量较低外）被认为有剧毒，会危害到人类和生态系统健康。

研究小组发现，重金属污染物（尤其是铅）的首次增加始于1200年左右，与南美洲北海岸奇穆人建立城市社区的时间相吻合。铅通常存在于银矿石中，玻利维亚波托西地区的湖泊沉积物样本也表明，铅在整个12世纪和13世纪都有排放，这与南极冰川的记录一致。

大约在1585年至1591年期间，铅污染明显减少，当时安第斯社区遭受了严重的流行病肆虐。研究小组将波托西殖民铸币厂的白银登记与冰芯数据进行了比较，发现它们与南极的污染下降情况一致。

不出所料，污染物在工业化之后显著增加。19世纪晚期澳大利亚铅矿开采开始时出现大幅飙升。与两次世界大战和经济大萧条相对应的记录中也出现了明显的下降，这表明北半球的工业活动和政治事件对全世界都产生了影响。

这项研究，是对美国沙漠研究所（DRI）冰芯实验室从南极东部冰原提取的五种不同冰芯进行分析后得出的结果，该实验室是一个独特的设施，配备有能够检测冰雪中痕量金属的仪器。

得益于这些进步，这项研究提供了比以往更深入的历史研究，之前的研究无法确定工业时代之前的重金属污染，是因为无法区分火山爆发产生的金属和人类活动产生的金属。在这项研究中，研究小组利用冰层中记录的铊含量来估算和减去铅、铋和镉的火山本底含量，从而确定了人类污染的开始时间和程度。

麦康奈尔说：“我们发现，铅、铋和镉的含量在工业化之后都上升了一个数量级或更多。” 但铊实际上没有任何变化，这表明人类几乎没有排放铊，因此我们可以用铊作为过去2000年间火山活动的指标。

麦康奈尔表示，他和他的团队希望利用这项研究中开发的技术来完善对北极地区工业化前污染水平的了解，因为那里的采矿和冶金业在人类历史上比南美洲早得多。

编译 | LYJ

审核 | Maggie

参考资料

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169431

https://phys.org/news/2024-01-toxic-heavy-metal-pollution-southern.html

来源: 海洋与湿地