近日，中國水產科學研究院南海水產研究所南海漁業生態環境監測與評價創新團隊谷陽光研究員等聯合河海大學姜仕軍教授及日本山形大學Richard W. Jordan教授等，基于沉積物中重金屬和稀土元素的生物可利用性，開展了重金屬和稀土元素對水生生物區系聯合生態風險評價研究，相關研究成果以“Probabilistic ecotoxicological risk assessment of heavy metal and rare earth element mixtures in aquatic biota using the DGT technique in coastal sediments”為題，發表在國際環境期刊Chemosphere上。

重金屬和稀土元素已對全球沿海和河口生態系統構成了不同程度的污染和生態風險。當重金屬和稀土元素進入水生生態系統，大部分重金屬和稀土元素最終沉積在沉積物中。當水體環境發生變化時，沉積物中的重金屬和稀土元素又會釋放到水體中，對水生生物產生不利的影響。然而，目前還沒有關于沉積物中重金屬和稀土元素對水生生物區系的聯合生態風險評價的研究。

相關研究表明，傳統方法（如：沉積物中金屬元素總量、酸揮發性硫化物和同步提取金屬元素等）無法準確預測沉積物中金屬元素的生物可利用性。薄膜擴散梯度（DGT）是一種被動采樣與測量的技術，被廣泛應用于提取水體、沉積物和土壤中污染物的濃度，該技術被認為是目前最為接近真實環境情況的獲取環境介質中污染物生物可利用度濃度的技術手段。同時DGT技術在預測水生生物中污染物的生物利用性和毒性方面發揮著重要作用。

海南省新村灣位于海南島西南部的樂東黎族自治縣境內，距離海口市約120公里，是一個典型的瀉湖水域。它是一個具有豐富水域的生態系統，包括珊瑚礁生態系統、海草床生態系統、紅樹林生態系統、海岸帶生態系統和河口濕地生態系統。但據公開報道，新村灣環境污染問題相對嚴重。當地政府和相關部門一直在采取措施加強治理，但需要更持久的努力才能改善當地環境。因此，開展基于DGT技術新村灣沉積物中重金屬和稀土元素對水生生物區系聯合生態風險評價，對當地政府和相關部門治理污染物、進行科學決策具有重要意義。

該研究以新村灣水域為研究對象，采用非度量多維尺度分析（NMDS）研究了沉積物理化特征對重金屬和稀土元素生物可利用的影響；采用團隊前期已經成功構建的多種污染物對水生生物區系聯合生態風險評價方法（Water Research, 2020, 185: 116254; Water Research, 2022, 224: 119108），對新村灣沉積物中重金屬和稀土元素對水生生物區系的聯合生態風險進行了評價。NMDS研究表明，新村灣沉積物中的大部分重金屬和稀土元素生物可利用性受到沉積物理化特征影響；新村灣沉積物中重金屬和稀土元素對水生生物區系聯合生態風險概率為31.29%。

海南省新村灣水域利用情況和采樣站位示意圖

新村灣沉積物理化因子（A, B, C）和理化因子對重金屬和稀土元素生物可利用性的影響（D）

新村灣沉積物中重金屬和稀土元素對不同營養級水生生物區系風險概率

該研究獲得了海南省自然基金（422MS155）、國家自然科學基金（41976045）和中國水產科學研究院中央級公益性科研院所基本科研業務費（2020TD15、2021SD03）項目的資助。

全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653523008597