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图 青藏高原冻土和德国工业城市土卤代有机物在可提取和不可提取态组分之间分布的显著差异（a,b）按化学结构种类区分（c,d）按每个具体物质区分
在国家自然科学基金项目（批准号：42107390）等资助下，复旦大学环境系王梓萌教授团队和德国亚琛工业大学Jan Schwarzbauer教授合作，联合中国科学院西北生态环境资源研究院、青藏高原研究所、广州地球化学研究所和南京大学、美国麻省大学等单位，在青藏高原冻土有机污染物和气候变化环境风险研究领域取得进展。研究成果以“青藏高原冻土储藏大量卤代有机物（Substantial halogenated organic chemicals stored in permafrost soils on the Tibetan Plateau Soils）”为题，于2023年10月23日在线发表于《自然·地球科学》（Nature Geoscience）。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41561-023-01293-1。
在全球气候加速变暖的背景下，青藏高原冻土融化及其生态环境风险受到广泛关注。高寒环境通常被认为是卤代有机物的汇，这些有机化合物可能从融化的多年冻土中释放出来。然而，由于技术限制，现有文献中关于土壤卤代有机物的报道主要集中在溶剂可提取的游离态。这类物质化学性质相对活跃，生物有效性较高，就像处于“清醒”状态。但在高寒环境中，是否还存在化学稳定、被土壤锁定的结合态物质，仿佛在“冬眠”而未被察觉？目前，人们对冻土中卤代有机物的真实情况了解甚少，这限制了我们对未来气候变化可能带来的生态风险的评估。
本研究以青藏高原多年冻土为研究对象，在传统溶剂提取的基础上采用分步化学处理方法，逐级释放和分析不可提取残留态的卤代有机物，首次报道了青藏高原多年冻土样品中卤代有机化合物的详细清单，并惊讶地发现传统的溶解萃取方法测得的含量只是真实总量的“冰山一角”。本研究鉴定了270多种卤代有机化合物，总平均浓度达310,000 ng/g，其中180,000 ng/g可能为自然来源。令人惊讶的是，冻土中的卤代有机物的不可提取残留态占了总量的99%以上，远超其他常温环境的土壤和沉积物。研究还发现，冻土中85%的不可提取残留态是物理封存的，与化学结合态相比，它们有更高的释放潜力。实验表明，冻土融化会增加可提取态卤代有机物的含量，而微生物活动的增强则促进了污染物的释放。因此，虽然大量卤代有机物在多年冻土中目前处于“冬眠”状态，但气候变暖导致的冻土融化可能“唤醒”这些物质，引发广泛且未知的生态环境风险。
研究团队通过追踪污染物“冬眠”和“苏醒”的化学状态，揭示了青藏高原冻土中大量的不可提取残留态卤代有机物，并证明了它们在气候变暖中的释放风险。本研究成果为气候变化应对、新污染物治理和冰冻圈的生物地球化学研究开辟了新的前沿方向。