沉积物中微量金属元素对水生生物区系联合生态风险评价

　　近日，中国水产科学研究院南海水产研究所院级南海渔业生态环境监测与评价创新团队谷阳光研究员、黄洪辉研究员、吴风霞博士联合河海大学姜仕军教授及日本山形大学Richard W. Jordan教授，基于沉积物中微量金属的生物可利用性，开展沉积物中理化特征对微量金属元素的生物可利用性研究和微量金属元素对水生生物区系联合生态风险评价研究取得新进展，相关研究成果以“Nonmetric multidimensional scaling and probabilistic ecological risk assessment of trace metals in surface sediments of Daya Bay （China） using diffusive gradients in thin films”为题发表在国际环境知名期刊Science of the Total Environment上。

　　微量金属元素已对全球沿海和河口生态系统构成了不同程度的污染和生态风险。当微量金属元素进入水生生态系统，大部分微量金属元素最终沉积在沉积物中。当水体环境发生变化时，沉积物中的微量金属元素又会释放到水体中，会对水生生物产生不利的影响。然而，到目前为止，只有少数研究开展了沉积物中多种微量金属元素对水生生物区系的联合生态风险评价研究。相关研究表明，传统方法（例如，沉积物中微量金属元素总量、酸挥发性硫化物和同步提取微量金属元素等）无法准确预测沉积物中微量金属元素的生物可利用性。因此，迫切需要更有效的采样和测量技术。

　　薄膜扩散梯度（DGT）是一种被动采样与测量的技术，被广泛应用于提取水体、沉积物和土壤中污染物的浓度，该技术被认为是目前最为接近真实环境情况的获取环境介质中污染物生物可利用度浓度的技术手段。同时DGT技术在预测水生生物中污染物的生物利用性和毒性方面发挥着重要作用。大亚湾位于珠江口东北部，是广东省水产资源省级自然保护区所在地。其周边地区人口密集，同时也是广东省经济发展的重要组成部分。相关研究表明，人类活动已经对大亚湾生态系统造成了不同程度的影响。前人基于大亚湾沉积物中微量金属元素总浓度进行了生态风险评价，表明大亚湾已处于轻度生态风险。因此，基于DGT技术开展沉积物中微量元素对水生生物区系的生态风险评价尤为必要。

　　南海所创新团队以大亚湾水域为研究对象，采用非度量多维尺度分析（NMDS）研究了沉积物理化特征对微量金属元素生物可利用的影响；采用该团队前期已经成功构建的多种污染物对水生生物区系联合生态风险评价方法（Water Research, 2020, 185: 116254； Water Research, 2022, 224: 119108），对大亚湾沉积物中多种微量金属元素的联合生态风险进行了评价。通过NMDS研究表明，大亚湾沉积物中的大部分微量金属元素生物可利用性受到沉积物理化特征影响；大亚湾沉积物中微量金属元素对水生生物区系联合生态风险概率为9.04%。

　　该研究获得国家重点研发计划重点专项（2022YFC3105600）、国家自然科学基金（41976045）和中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费（2020TD15）项目等资助。