水-气界面汞交换是理解全球汞地球化学循环的关键，双向通量的精准定量对于限制全球汞排放至关重要。目前常用的三种测量方法—动态通量箱法、气体交换模型法和微气象学法均存在固有不确定性。近日，国科大杭州高等研究院2023级硕士孙宁琨系统梳理各方法原理、优劣与主要不确定来源，提出针对性改进路径，为降低全球汞通量评估误差提供方法论指南。相关成果以“Uncertainty in air-water mercury exchange flux measurements: A methodological review”发表于《Trends in Analytical Chemistry》。

▲文章信息

汞（Hg）是一种持久、高毒性的全球污染物。汞在大气与水体之间的形态转化及其跨界面的沉降与再排放过程共同驱动其全球生物地球化学循环，决定了汞的迁移路径与生态风险。据估算，水-气界面汞的年沉降通量达6300–8130 Mg，年再排放通量为800–7220 Mg。精准量化水-气汞交换通量，是厘清区域乃至全球汞循环的关键。目前，估算水体与大气间汞交换通量主要采用三种方法：动态通量箱法（DFC）、气体交换模型法和微气象学法。为获得更准确的水-气汞交换通量，必须系统评估上述方法的不确定性（图1）。本文系统回顾DFC、气体交换模型和微气象学方法在实施过程中的主要不确定来源，剖析其成因，并提出针对性措施；同时在同一水体对DFC与模型法所得通量进行比较，量化方法差异对结果的影响。最后，论文指出未来研究应建立Hg(I)现场快速检测技术，修正氮吹偏差；发展风速-波浪-气泡耦合的K_w参数化，降低高风速区误差；推动DFC-模型-微气象多方法并行，量化方法差异区间；开发轻量、抗风浪的原位微气象系统，实现外海长期观测；将结果纳入全球汞模型，更新气-水交换模块，为《水俣公约》成效评估提供科学支撑。

▲动态通量箱法、气体交换模型与微气象法在水-气汞交换通量测量中的不确定度

环境学院张庆华教授工作室2023级硕士研究生孙宁琨为该论文第一作者，通讯作者为王颖助理研究员和阴永光研究员。该工作得到了国家自然科学基金和中国科学院战略先导科技专项等资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.trac.2025.118538