汞(Hg)是一种全球分布的、人体非必需的有毒元素，且是唯一以气态单质形式存在，并能够在大气中进行长距离传输的重金属。工业革命以来，人类活动的急剧增加加速了Hg的开采、使用和排放，向大气排放Hg已是工业革命前的3～5倍。Hg通过人为活动或自然过程释放进入大气中，经过复杂的生物地球化学过程并在全球范围的长距离迁移，最后沉降至地表生态系统，特别是转化为极强神经毒性、易被生物富集的有机Hg形式，继而对地表及水体生态系统造成严重危害。　　近年来，Hg同位素是金属稳定同位素地球化学领域一个独特体系，作为新兴的研究手段正在越来越多地运用到环境地球化学领域。尤其是在水体和鱼体中发现的奇数Hg同位素非质量分馏（△199Hg和△201Hg）以及在降水中发现的异常偶数Hg同位素非质量分馏（主要是△200Hg）成为地球化学领域的里程碑事件，使Hg成为元素周期表中除氧和硫外唯一具有“三维”同位素示踪体系的重金属。虽然传统的Hg（及形态Hg）浓度和通量研究已经对大气及降水Hg的循环及沉降进行了全面的梳理，获得了很多突破性的成果，但是Hg同位素的兴起为更深入解析大气和降水Hg的迁移转化和生物地球化学循环提供了新的研究手段。大气及降水Hg含量极低，针对其Hg同位素研究尚处在起步阶段，还需要大量的基础性研究予以完善大气和降水Hg的迁移转化及生物地球化学循环过程。　　本研究选取青藏高原这一典型背景区开展降水Hg同位素研究，选取贵阳市开展大气Hg湿沉降的动力学研究;分析降水中溶解态和颗粒态Hg同位素组成，结合氢氧同位素、气象和气候数据，判定青藏高原大气降水Hg的来源及归趋，填补全球背景区大气降水中Hg同位素的空白，解析其颗粒态Hg含量高的原因，探索使用Hg同位素非质量分馏示踪大气环流及气候变化的可能性;试图发现大气Hg湿沉降过程中潜藏的影响因素，如形态、贡献源及气象或气候因素等。　　主要发现或结论如下:　　(1)贵阳、拉萨及纳木错地区大气降水，包括溶解态和颗粒态Hg，基本上呈现负的δ202Hg（范围-2.52～0.42‰）、正的△199Hg（范围-0.10～2.01‰）和△200Hg（范围-0.06～0.28‰），与全球大气降水Hg同位素数据一致;并且，纳木错地区溶解态和颗粒态Hg的△199Hg远高于贵阳和拉萨;　　(2)发现拉萨市单次降雨事件中Hg浓度随时间逐渐递减的趋势，而△199Hg和△200Hg均在降水后期呈现递增的趋势;深入研究发现，这种大的Hg同位素变化与原位光还原过程无关，主要由具有迥异同位素组成的当地人为排放Hg与长距离传输Hg分别经过云下洗脱和云内清除过程混合产生的;　　(3)首次报道了贵阳市3次独立降雨事件中连续性样品Hg同位素组成及其较大变化，获得了单次降雨事件中高时间分辨率的Hg同位素数据;发现了单次降雨事件短时间内（几小时甚至十几分钟）Hg同位素组成的较大变化;研究发现，1)气象条件的改变，或（和）贡献源的变化能够产生单次降雨事件中Hg同位素组成的变化，这与拉萨市降雨事件一致，说明这是一个全球性的现象;2）颗粒态Hg比溶解态具有明显偏低的△199Hg，说明颗粒态Hg更多的源自当地的人为源Hg排放;3）降雨Hg同位素组成能够快速响应典型人为活动中Hg排放，如清明节祭祀活动中大量黑纸燃烧排放Hg;4）氢氧同位素也能够一定程度上协助示踪降雨Hg的贡献源;　　(4)系统调研了青藏高原腹地纳木错地区大气降水Hg（及形态）同位素组成:1）纳木错地区降水，不管是溶解态还是颗粒态Hg均具有明显偏正的△199Hg（或△201Hg），与中国城市地区和世界其他地区明显不同，说明了更多的上大气层活性Hg经过长距离传输对青藏高原Hg湿沉降的贡献;2）虽然颗粒态Hg的△199Hg小于溶解态Hg，但仍然明显偏正，也说明长距离传输的大气中活性颗粒态Hg的贡献;3）由于Hg同位素分析的需要和采样的困难性，获得上大气层中活性Hg同位素数据是非常困难的，所以获取高海拔背景地区（青藏高原）大气降水溶解态和颗粒态Hg同位素数据可能是其替代方案;　　(5)全球季风循环能够促进长距离传输Hg对大气降水Hg的贡献并很大程度上改变其同位素组成:1）贵阳，相对于雨季（东南海洋季风影响），干季（西南季风影响）降水Hg的△199Hg(0.83±0.30‰，1sd)明显高于雨季(0.44±0.17‰，1sd);2)拉萨，夏季印度季风的直接影响，导致了单次降水过程中不断升高的△199Hg;3）在青藏高原内陆的纳木错地区，大气降水Hg明显受到印度季风和西风带的影响，在两者的分别或共同作用下，长距离传输Hg不仅能够影响降水中响溶解态Hg，还能够影响颗粒态Hg，两者均呈现显著偏正的△199Hg。