追蹤大氣中的“隱形鐵”：氣溶膠中的可溶性鐵 | 卓越亮點

原文發表于 《科技導報》2025年第20期科技新聞-卓越亮點

追蹤大氣中的“隱形鐵”：氣溶膠中的可溶性鐵

圖片來源：攝圖網

可溶性鐵，這一看似微不足道的元素，正在連接起氣候變化、海洋生態與人類健康的復雜鏈條。中國地質大學（武漢）環境學院孔少飛團隊聯合湖北省大氣復合污染研究中心，在《地球科學》發表綜述論文，總結了源排放大氣氣溶膠中可溶性鐵的理化特性、形成機制與排放清單構建方法，為改進氣候和大氣化學模型提供了關鍵支撐。

大氣氣溶膠中的可溶性鐵能夠調控海洋浮游植物的生長，對全球碳循環與氣候具有深遠影響。過去人們普遍認為海洋鐵主要來自沙塵輸入，而最新研究發現，人為燃燒源——包括燃煤、工業排放和生物質燃燒——在全球海洋可溶性鐵沉降中貢獻可達20%~80%。這些鐵顆粒不僅能吸收太陽輻射、改變大氣能量平衡，還能通過光化學反應生成強氧化性物質，促進二次氣溶膠形成，從而影響空氣質量與人體健康。

研究團隊梳理發現，鐵的“溶解性”是決定其環境效應的核心變量。低pH的酸性環境、富含有機酸的氣溶膠、細粒徑顆粒和低溫燃燒過程，均能顯著提升鐵的可溶性。其中，含硫或富氧條件可加速鐵礦物轉化為離子態，使其更易被生物利用。同時，小粒徑氣溶膠中的可溶性鐵可在大氣中停留更久、傳輸更遠，成為遠洋生態系統的重要“營養通道”。

研究還揭示了一個關鍵問題：目前國際通用的鐵排放清單多基于早期有限觀測數據，未充分考慮燃料類型、燃燒溫度及粒徑分布等差異，導致模型模擬結果偏低。為此，研究團隊建議建立統一的飛灰浸出實驗標準，完善燃燒源可溶性鐵的實測數據庫，從而支撐更精準的全球鐵沉降與氣候模型計算。

（來源于中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊：《地球科學》，2025，50（9））

《科技導報》創刊于1980年，中國科協學術會刊，主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的研究成果、權威性的科學評論、引領性的高端綜述，發表促進經濟社會發展、完善科技管理、優化科研環境、培育科學文化、促進科技創新和科技成果轉化的決策咨詢建議。常設欄目有院士卷首語、科技新聞、科技評論、專稿專題、綜述、論文、政策建議、科技人文等。