近日，中國水產科學研究院南海水產研究所院級南海漁業生態環境監測與評價創新團隊谷陽光研究員、王許諾副研究員和王增煥研究員聯合日本山形大學Richard W. Jordan教授以及河海大學姜仕軍教授等，基于沉積物中重金屬和稀土元素的生物可利用性，開展的典型水產養殖海灣沉積物中稀土元素對水生生物區系聯合生態風險評價研究取得新進展，相關研究成果以《Rare earth elements in sediments from a representative Chinese mariculture bay: Characterization, DGT-based bioaccessibility, and probabilistic ecological risk》為題發表在國際環境期刊《Environmental Pollution》上（JCR一區，IF=8.9）。

稀土元素（REEs）是新興的污染物，被廣泛用于電子、可再生能源和農業等各種高科技產業領域。在沿海生態系統中， REEs主要來源于自然源、工業活動、冶金和采礦活動、城市和工業廢水，以及河流和海上運輸。當稀土元素進入沿海生態系統時，它們主要積聚在沉積物中，并與上覆水體保持平衡。水環境條件的變化（如pH和氧化還原電位），可能導致稀土元素重新釋放到水中，通過生物富集和生物放大過程對水生態系統產生不利影響，最終對人類健康構成威脅。

我國水產養殖占據了全球水產養殖產量的74.9%，同時也是最大的水產品出口國和生產國。我國的海水養殖區域主要位于沿海水域，這些水域極易受到人類活動的干擾。研究表明，中國沿海海洋生態系統在不同程度上受到REEs的污染，這不可避免地對養殖生物造成了危害。因此，開展養殖系統中REEs的生物可利用性濃度和生態風險評價研究，對水產養殖可持續發展、保障水產品質量和安全以及沿海海洋生態系統的保護等都具有重要意義。

柘林灣是廣東省東北部最大的海水養殖區，占地約70平方公里。柘林灣的海水養殖業在促進當地經濟和社會發展的同時，其水生態系統也受到不同程度污染物的威脅。研究發現，柘林灣的沉積物受到了重金屬、多環芳烴（PAHs）和農藥的污染。然而，該灣內的REEs相關研究尚未見報道。

該研究以柘林灣為研究對象，采用薄膜擴散梯度（DGT）技術獲取沉積物中稀土元素生物可利用性濃度，進一步采用該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（例如：Water Res., 2020, 185: 116254; Water Res., 2022, 224: 119108; Sci. Total Environ., 2023, 867:161433; Environ. Pollut., 2023, 324: 121370; Chemosphere; 2023, 329: 138592），對柘林灣沉積物中15種稀土元素的聯合生態風險進行了評價，結果表明，柘林灣沉積物中15種稀土元素對水生生物區系聯合生態風險概率為1.86%。

圖1.柘林灣采樣站位示意圖（A）和沉積物理化特征分布圖（B）；OM：有機質；CaCO₃：碳酸鈣；MZ：中值粒徑。

圖2.柘林灣沉積物中主量元素（Al、Fe和Mn）的小提琴圖（A）；15種REEs（C、D、E）的分布圖；總稀土元素（TREEs）、輕稀土元素（LREEs）和重稀土元素（HREEs）的分布圖（B）；PAAS標準化的REE分布圖（F）。

圖3.稀土元素（REEs）和主量元素因子載荷的分布圖（A）；F1因子得分空間分布圖（B）；柘林灣沉積物中稀土元素對水生生物區系風險概率（C）。

該研究獲得海南省自然科學基金項目（422MS155）、國家自然科學基金項目（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項目（2020TD15）等的資助。

全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749123013404