通过河流体系输入海洋的溶解性硫酸盐在全球硫循环中起到重要作用，影响海水硫酸盐浓度以及硫、氧同位素组成。但日益增长的人为输入导致量化原生硫酸盐贡献更加困难。黄河流域河水硫酸盐含量远高于全球河流硫酸盐平均值，以不到0.3%的入海流量，贡献1.1%的硫酸盐通量。黄河流域高的河水硫酸盐中自然和人为来源尚不清楚。为此，地球环境研究所金章东研究团队的肖军研究员联合上海海洋大学选取黄河流域受人为活动影响显著（引黄调水、工业活动）的汾河为研究区，在枯水期和丰水期进行了空间样品采集，并在汾河的河津水文站进行了季节性样品采集，通过样品硫酸盐含量、硫和氧同位素组成（δ34SSO4和δ18OSO4）探讨其时空变化规律及其控制因素。依据不同端元的硫酸盐含量及硫和氧同位素组成，结合马尔科夫链蒙特卡洛模型量化了黄土风化和人为输入在汾河硫酸盐中的贡献比例。

　　研究表明，汾河流域干流河水的硫酸盐浓度、δ34SSO4和δ18OSO4从上游到下游均呈现出升高趋势，但其丰水期和枯水期变化较小（图1）。汾河硫酸盐受硫酸盐细菌还原作用较小，主要来源于煤矿废水中黄铁矿氧化、生活污水、农业活动及黄土风化的影响（图2）。汾河上游河水硫酸盐受引黄调水影响巨大，枯水期引黄调水的硫酸盐贡献比例为97%，丰水期因调水量降低，贡献比例降至31%。空间上，受煤矿开采的影响，煤矿废水的贡献比例从上游到下游逐渐降低；生活污水对汾河硫酸盐贡献比例在中、下游逐渐升高；受农业活动影响，化学肥料的贡献在太原盆地附近较大；受黄土风化的影响，来自黄土的硫酸盐贡献比例在中游和下游高于上游（图3）。汾河硫酸盐输出通量占黄河的4.2%，其中人为输入的比例超过60%。该研究利用河水硫酸盐含量以及同位素组成，借助同位素混合模型，量化了人为输入对河流硫酸盐的贡献，为流域水资源保护和管理提供了科学依据。

　　相关成果发表在Journal of Hazardous Materials期刊上。该研究得到国家自然科学基金（42073009）、中国科学院战略性先导科技专项（XDB40020502）和陕西省杰出青年科学基金项目（2020JC-030）的联合资助。

　　文章详见：Zhang, D., Xue, T., Xiao, J.,* Chai, N.P., Gong, S.G. Significant influence of water diversion and anthropogenic input on riverine sulfate based on sulfur and oxygen isotopes. Journal of Hazardous Materials, 2024, 461, 132622.

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.132622。

　　图1 汾河流域河水硫酸盐浓度以及硫和氧同位素组成的时空变化特征

　　图2 汾河流域河水硫酸盐来源及控制因素

　　图3 汾河流域不同来源硫酸盐贡献比例