人類在喜馬拉雅製造的可見污染越來越多，今天我要講的是我們根本看不見的污染_風聞

來源：一席王小萍 中科院青藏高原研究所研究員。

我們使用摩托車、燒秸稈、排放污染物，但是我們不知道這些污染物沉降到冰川上會加速冰川的消融；我們使用很多殺蟲劑來保證糧食和蔬菜產量，但是我們沒有想到的是，它會毒害遠在千里之外的西藏的野生魚類。

2020.05.10 北京

大家好，我叫王小萍，來自中國科學院青藏高原研究所，今天和大家分享一下我在喜馬拉雅尋找污染物的故事。

對於喜馬拉雅和青藏高原，我們熟知的是它是印度板塊和歐亞板塊碰撞的產物，但是我們不太清楚的是，其實青藏高原還是一個大的抽氣機。由於它海拔高，可以接受更多的大氣輻射，所以它上空的大氣就受熱蒸騰、向上運動，在地表形成了一個低氣壓的空缺，吸引着低海拔的暖濕氣流向青藏高原運輸。

低海拔的暖濕氣流運輸到青藏高原之後，就形成了冰川。目前青藏高原有大約四萬多條冰川，也被稱為亞洲水塔。長江、黃河，以及很多跨境的水系，比如雅魯藏布江-恆河水系、瀾滄江-湄公河水系都是發源於青藏高原。青藏高原其實是我們亞洲幾十億人民的水源地。

我們對於青藏高原有很大的好奇心。下面這個圖是電影《攀登者》的劇照，故事的原型是1975年的珠峯測高。目前珠峯測高已經進行了兩次，分別是1975年和2005年。

我非常有幸參加了2005年的中國第四次珠峯地區綜合考察，負責的是大氣環境方面的工作，其他同事主要負責登頂和測高。現在是2020年，正在進行珠峯第三次測高。

無論是人類對於高山的征服，還是對未知的探秘、對水源地的保護，人類在喜馬拉雅的活動越來越劇烈了，產生的垃圾也越來越多，這是我們肉眼可以看到的污染，但事實上還有很多我們看不見的污染存在，這就是我今天要分享的故事。

早在上個世紀的60年代，科學家就在南極的企鵝和北極的北極熊體內發現了大量的DDT。科學家覺得非常奇怪，南極和北極應該是世界上最後的一片淨土，應該非常潔淨，為什麼在那個區域的高等生物體內還會有這麼高含量的污染物呢？

這類污染物被稱為持久性有機污染物，科學家發現它具有長距離大氣傳輸的特點。它可以受熱揮發進入大氣，在大氣中進行傳輸，然後冷的時候它又可以沉積到地表，這樣它就在大氣裏完成了一次跳躍。

當温度合適的時候它可以再次揮發進入大氣，再進行一個長距離遷移，然後再沉降。它在地表的運動就像一個螞蚱一樣在不斷地跳躍，跳的過程就相當於從熱的地方向冷的地方遷移。

地球上哪裏冷呢，自然就是南北極。我們知道雪花有六個瓣，是一個多孔狀的結構，所以降雪的過程就可以捕獲這些大氣中的污染物，最後讓它從大氣沉降到南北兩極，這也就是為什麼南北極會發現污染物的原因。

青藏高原也叫第三極，它和南北極一樣，也是非常地冷、有很多的降雪。而且它還是一個大的抽氣機，不斷地抽吸着南亞次大陸的暖濕氣流，那麼大氣環流給青藏高原帶來了什麼呢？為了進一步的研究，所以我們就必須到風來的地方去。

到風來的地方去

我在第三極建立了大氣持久性有機污染物的觀測網絡。這個網絡目前包括青藏高原、尼泊爾、巴基斯坦，覆蓋了大概300萬平方公里。而且還有五條跨境斷面，從南亞國家一直做到青藏高原，海拔跨度超過了5000米。

那麼我們怎麼做觀測呢？我們依賴一種觀測裝置，它的外殼是鐵皮狀，裏面有一個藍顏色的柱芯，可以吸附大氣中的污染物。300萬平方公里的觀測網絡也不是一蹴而就的，每年我們都把這個網絡往前拓展五六個觀測點，這樣積累了十幾年，一直在不斷做這個工作。

我的同事跟我開玩笑：“你的採樣裝置挺簡陋的，一看你就沒什麼錢！”我和他也開玩笑説：“我就打算用這個破鐵筒子打江山了！”最開始工作的時候都沒有太多經費，我們甚至都負擔不起租車的費用，我們就採取了一步一挪的方式，坐着公交車、帶着我們的採樣器一個縣一個縣地去布點。

有的時候採樣器也會放在當地老鄉的院子裏，或者是房頂上，我們會留給老鄉200塊錢做看護費。有的老鄉也不要我的錢，説你肯定是想做點事情，否則的話你不可能大老遠跑到我家裏來，這樣也給我們節約了一些經費。

最開始幾年是我自己在跑，後來我招了一些研究生，我和研究生做了分工，一張地圖分兩半，我跑北邊、他跑南邊。這樣我們就慢慢地形成了300萬平方公里的觀測網絡。

基於這個觀測網絡，其實我們前幾年並沒有獲得有效的數據，因為這個採樣器在野外使用的狀況並不是很好。野外的地形很複雜，有平地，也有斜坡。而且這個採樣裝置放在野外會超過一年的時間，有時候就被風吹歪了，這樣更加影響內部的風場變化，使得采樣效率變得不穩定。

隨後我們就對這個採樣器進行了改進，雖然這個採樣器是加拿大皇家科學院院士發明的，但是我們還是很大膽地進行了改造。主要是在底部加了很多的導流片，然後在導流片上又補充了很多的導流孔，這樣既能使氣流進入採樣器裝置之內，也能夠降低地形以及斜放和懸掛對採樣效率的影響。

我們目前在尼泊爾、巴基斯坦和青藏高原的大氣中都檢測到了DDT，在空間分佈上也都呈現了南部高、北部低的趨勢。在尼泊爾和印度交界的邊境地區，我們甚至觀測到了目前全球最高的大氣DDT含量。青藏高原南部大氣中DDT的含量高於北極一到兩個數量級，這説明對於青藏高原來講,DDT的輸入不容忽視。

我們對尼泊爾進行了進一步的詳細的研究，發現DDT主要存在於蔬菜種植地和農貿市場中，為什麼會出現這樣的現象？所以我們對南亞的DDT使用進行了追蹤。

瘧疾是印度夏季的主要疾病之一，DDT可以殺滅瘧疾傳播過程中的媒介——蚊子，因此為了防治瘧疾，需要持續地使用DDT。

DDT還可以殺滅其他的一些害蟲，老百姓將這種非常便宜的殺蟲劑廣泛地應用在農田和蔬菜的種植中。這就是為什麼我們可以在印度，以及尼泊爾的南部與印度接壤的地方能夠觀測到這麼高含量的DDT的原因。

我們知道喜馬拉雅是崇山峻嶺，但事實上它還存在着很多的縱向的峽谷。峽谷中大氣的質量並不是很高，我們可以看到霧濛濛的一片，那到底是沙塵、霧霾還是污染物呢？

我們在最大的峽谷——雅魯藏布大峽谷開展了廣泛的觀測，發現這個峽谷是DDT輸入的主要通道，峽谷中有比較高含量的DDT。我們對它進行源頭的追蹤，就追蹤到了印度的東海岸，這裏也是瘧疾的一個高爆發區。

除了污染物DDT之外，在南亞次大陸的上空和喜馬拉雅的南部，還聚集着大量灰色的雲團，這是當地的一些燃燒活動所造成的。

如果你去過尼泊爾，就會發現這真的是一個摩托車的王國，大家都在騎摩托車。他們的垃圾也處理得非常簡單，垃圾收集起來就付之一炬，燒了就結束了。而且他們還有很頻繁的秸稈燃燒活動，還有很多山火，這些燃燒活動都使得他們的上空中聚集了大量棕色的和灰色的雲團。

我們在山谷中對這些棕色的雲團就進行了監測，使用激光雷達向空中射出一束光，根據這些顆粒物對光的反射的不同就能定性和定量這些污染物到底是什麼樣的顆粒。

從這個圖上我們可以看到，其實青藏高原上空有很高濃度的黑碳類的污染物，而且在喜馬拉雅的山谷裏，既有煙霾，也有污染的氣溶膠，還有沙塵。

我們通過一些模式的計算就發現在喜馬拉雅的南部，風的驅動作用能把這些污染物送到峽谷，再傳輸到青藏高原。這個模擬圖非常直觀，可以看到這些污染物首先在南部聚集，然後發生抬升，最後順着峽谷傳輸到青藏高原的內陸。

冰川檔案中的大氣污染物

傳輸到青藏高原這些污染物能夠被降雪捕獲、沉積到冰川裏嗎？

上圖是珠峯的冰塔林，如果沉積在青藏高原的冰雪不融化的話，每年的冰雪沉積下來就像樹木年輪一樣，會形成一層一層的冰川檔案。通過鑽取冰芯，研究冰川檔案就可以恢復大氣過去的歷史。

要鑽取冰芯，首先要尋找一個合適的地點，山坡肯定是不合適鑽孔的，我們一般選的是這種埡口。這個埡口就像一個碗一樣，降雪沉積下來就一直保存在那裏，就形成了一個歷年積雪的檔案庫。

然後我們還要建設一個基礎的營地，用汽車把物資運上去，包括一些器材、設備，還有我們個人的生活用品。之後我們就要僱傭犛牛，把這些器材和生活用品運到高海拔的營地中。在犛牛不便行動的情況下，我們還要自己肩扛手提。

圖片中是我們的高海拔營地的樣子，非常有中國特色的綠色軍用帳篷主要是男同志的工作場所和住所，他們有的時候會順着這個綠色的帳篷睡一圈，或者選擇一個角落聚集在一起，留出更大的空地來進行其他工作。我們女同志基本上是睡在外面的這些小帳篷裏頭。

這個圖是我在珠峯6350米拍攝的照片，我就睡在旁邊的一個小帳篷裏頭。其實從這個小帳篷到我拍攝照片的地方只有兩三米遠，但是走過來會非常費力，因為海拔6350米的氧氣含量只有10~15%，我的基礎心跳是150到160次，所以走兩步就會非常非常地喘。

這張照片中我還是露出了非常燦爛的笑容，其實我的眼淚是在嘩啦嘩啦地流，當時的心情非常地激動，並不是覺得有多麼地辛苦、多麼地難，而是因為我眼前是冰川，身後是冰川，左邊是國旗，右邊是我們中國科學院的院旗，心情非常地激動。

我剛剛提到我參加了2005年的珠峯科考，但那個時候其實是我剛剛參加工作的第一年。我非常感謝珠峯給了我這樣一個實戰的場所，我首先得到的一條經驗就是不積跬步無以至千里。雖然珠峯很高、爬珠峯也很難，但是你只要選對了方向，只要一步一步地走，朝着方向去努力和堅持，那麼你總會到達那個高度。

我還深刻地體會到大自然實在是太偉大了，而人類非常地渺小。大家可以想象一個場景，在那麼廣闊的一個高原上，那麼高的高山裏，我這樣一個非常小的小人物在那裏徘徊、迷茫、前進。我深刻地理解到為什麼中國的山水畫里人總是被畫得那麼小，像一個螞蟻一樣那麼小。

言歸正傳，再講一下我們到了6350米到底要幹什麼。我們首先要對這個埡口狀區域的冰雪進行測厚，來估測一下冰芯到底能夠打多長，一百米還是兩百米。然後還要架設一些氣象站，監測一下會不會有暴風雪到來；還要挖雪坑採集一些雪樣。

​這是我們鑽取冰芯的過程，鑽取出來的冰芯並不像大家想象的，是一個完整的一百米、五十米或十米這麼長，而是一截一截的，每一截大概只有七八十釐米。然後我們會把冰芯會一截一截地拼起來，還要對冰芯進行一個簡單的描述和記錄。

我們把冰芯裝在塑料袋裏頭，記錄起冰芯的頭和尾，冰芯的頭尾必須是相連的，這樣才能體現出一個完整的時間記錄。我們要檢測裏面的元素、黑碳、有機物、細菌等等多種指標。

冰芯打完後，我們會把冰芯包裹嚴實以後放到這樣的不鏽鋼的鐵筒子裏，由人把它背下去，最後再由冷凍卡車運輸到北京部和拉薩部的冷庫裏。目前我們的冷庫裏已經有上萬個這樣的鐵筒子，規模非常地震撼，後期我們對於冰芯的分析也會持續五到十年。

大家一定會好奇怎麼去完成冰芯的定年呢，也就是確定那一層的雪到底是哪一年的。其中一種方法是根據冰芯記錄的核爆事件來定年。

這根冰芯裏就記錄了全球熱核實驗所發生的1963年的信號，以及1986年切爾諾貝利核泄露的信號。我們就可以把這兩個層位上的積雪就定位為1986年和1963年，其他層位就可以根據同位素的週期信號來判定。

我們在珠峯獲得了世界上海拔最高的DDT的冰芯記錄，發現這個冰芯記錄與印度瘧疾的爆發情況有很好的對應關係。印度瘧疾暴發的時候大量使用DDT，在珠峯冰芯中也觀測到DDT的一個峯值。

在90年代後期之後，全世界很多國家意識到DDT的危害之後就禁用了DDT，但是印度還在持續地使用DDT，那麼在珠峯的冰芯中也監測到這種持續使用的信號。

除了DDT之外，在冰芯中我們也觀測到燃燒所產生的污染物質，比如左旋葡聚糖是生物質燃燒的一個標誌物，它的含量在2000年之後急劇增加。這根冰芯採自藏色崗日冰川，位於海拔6070米，它是用我們自主研發的設備鑽取的，全長208米，是目前我們用自主設備鑽取的最長一支冰芯。

喜馬拉雅大氣污染物的影響

我們知道這些南亞的燃燒污染物以及DDT污染物都可以傳輸到喜馬拉雅和青藏高原，那它們產生了怎樣的影響和危害呢？

DDT污染物具有生物富集的作用，雖然在水體裏面它可能含量非常低，但它可以通過大魚吃小魚的食物鏈發生富集作用，最後富集在高等的魚和鳥的體內。

目前美國的國鳥白頭海雕瀕臨滅絕，就是由於它的體內富集了DDT之後，蛋殼變得比較薄和脆，影響了白頭小海雕的孵化過程，很多小海雕無法孵化和長成。

我們在青藏高原主要研究了野生魚類對DDT的富集情況。青藏高原的魚類非常特殊，長度15釐米的魚就將近有25歲那麼老，生長地非常緩慢。

另外一個特點是它們對食物有很高的吸收能力，因為青藏高原的湖泊都是寡營養的湖泊，湖泊中很少有營養物質，一旦有物質進來，魚類就會拼命地吸收這些物質，所以它的吸收能力非常強。在這樣兩個特點的影響下，我們發現青藏高原的魚類對DDT的富集係數與北極熊相當。

喜馬拉雅的南坡有很廣袤的原始森林，有一些葉片有很厚的葉蠟，這些葉蠟也可以吸附大氣中的有機污染物，然後隨着樹葉掉落就沉積到地表，導致了森林土壤中的腐殖裏有很高含量的DDT污染物。

**我們做了一個對比，青藏高原森林土壤中DDT的含量是目前全球最高的，而且處在高於北歐森林十倍的水平。**如果繼續以這個狀態積累下去，再過二十年青藏高原森林土壤就已經不能被稱為背景土壤了。

去南亞旅行的時候，從飛機上我們也可以很清晰地看見，這些棕色的雲、黑碳顆粒物的雲團一直覆蓋在冰川上。如果這些黑碳顆粒沉降到冰川上，就相當於在冰川上撒了一層碳粉，它就會吸收太陽的熱，然後加速冰川的消融。

冰川的退縮已經是一個不爭的事實。這是美國科學家在喜馬拉雅拍攝的照片，從1921年到2008年冰川退縮是非常明顯的。我們的研究工作也支持這個結論，比如1991年的報道雅拉冰川的平衡線在海拔5300米，而我們自己的工作發現2012年平衡線已經到了海拔5455米，整個退縮了150多米，而且在冰川的前端形成了一個冰川湖。

這是我們在冰川消融區行走的過程，非常地艱難。這些雪白天是消融狀態，但是晚上會凍結，每一步行走都要非常地小心，因為這個雪非常地鬆軟，一不小心就垮塌了。我們也可以從照片中看到，在冰川的表面形成了一些小的冰川的河流。

我們揹着的觀測儀器叫蒸汽鑽，我們要帶着這個儀器以及少量的高山氣，高山氣就相當於煤氣。我們點燃高山氣，就地取材選一些冰雪把它融化之後形成了蒸汽，用蒸汽在冰川上鑽一個洞，然後把測杆放進去。

這是我們鑽了洞之後的照片，以及放測杆的情況。從這個圖中我們可以看到，這個測杆是高於雪面大概二十三四釐米這樣的一個高度，再過一年之後我們還會來找這個測杆，如果降雪降得比較多，那麼測杆露出地面的高度就會減少。其實不幸的時候，我們去找這個測杆，發現這個測杆已經徹底倒掉了，也就説明冰雪融化得非常劇烈。

我們還在冰川表面採集很多的表面的雪樣去研究冰川消融過程中，表面的黑碳的遷移變化隨時間的變化。對於這個冰川來講，在7月份的時候冰川消融非常劇烈，黑碳也發生了大量的聚集，整個冰川幾乎都是黑色的。隨後隨着一些新鮮降雪的補給，以及冰川消融過程中黑碳向下遊輸送，在8月份的時候冰川上部是白色的，下部是黑色。等到10月份的時候消融變弱了，降雪也補給上了，整個冰川又逐漸地變白。

我們通過模式定量了一下黑碳對冰川消融的影響，發現黑碳顆粒物的貢獻最大程度上可以使温度升高1.5度，消融量最高也可以達到25毫米這樣的一個水當量。

以上就是我們在喜馬拉雅尋找污染物的故事，我在做這個研究的時候也不斷地在想人類和自然的關係。因為我們使用摩托車、燒秸稈、排放污染物，但是我們不知道這些污染物沉降到冰川上會加速冰川的消融；我們使用了很多的殺蟲劑來保證糧食和蔬菜產量，但是我們沒有想到的是，它會毒害遠在千里之外的西藏的野生魚類。

人類和自然的關係始終是我們要面對的一個很關鍵的問題，我們怎樣去和諧相處。我不禁會想起黑格爾的這句話：當人類歡呼對自然的勝利之時，也就是自然對人類懲罰的開始。

在上面的故事中，我們主要是用眼睛去看青藏高原，用兩條腿去丈量青藏高原，接下來我們會用一些高科技的手段，比如第三極衞星、繫留氣艇、遙感飛機、無人機等等，保持用一雙好奇的眼睛繼續去觀察青藏高原的大氣和冰川的變化。

我們做這個工作，艱苦是毫無疑問的，有的時候一天也吃不上飯，有時是上頓方便麪、下頓方便麪。但是我們的心情都非常地激昂，用一句話可以來代表：馳騁長路，心懷激盪。

藉此機會致敬每一位攀登者！

謝謝大家。