近日，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所院級南海漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)谷陽光研究員、王許諾副研究員和王增煥研究員聯(lián)合日本山形大學(xué)Richard W. Jordan教授以及河海大學(xué)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(chǎn)養(yǎng)殖海灣沉積物中稀土元素對水生生物區(qū)系聯(lián)合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究取得新進(jìn)展，相關(guān)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(fā)表在國際環(huán)境期刊《Environmental Pollution》上（JCR一區(qū)，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(nóng)業(yè)等各種高科技產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。在沿海生態(tài)系統(tǒng)中， REEs主要來源于自然源、工業(yè)活動(dòng)、冶金和采礦活動(dòng)、城市和工業(yè)廢水，以及河流和海上運(yùn)輸。當(dāng)稀土元素進(jìn)入沿海生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，它們主要積聚在沉積物中，并與上覆水體保持平衡。水環(huán)境條件的變化（如pH和氧化還原電位），可能導(dǎo)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(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，最終對人類健康構(gòu)成威脅。

我國水產(chǎn)養(yǎng)殖占據(jù)了全球水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量的74.9%，同時(shí)也是最大的水產(chǎn)品出口國和生產(chǎn)國。我國的海水養(yǎng)殖區(qū)域主要位于沿海水域，這些水域極易受到人類活動(dòng)的干擾。研究表明，中國沿海海洋生態(tài)系統(tǒng)在不同程度上受到REEs的污染，這不可避免地對養(yǎng)殖生物造成了危害。因此，開展養(yǎng)殖系統(tǒng)中REEs的生物可利用性濃度和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究，對水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展、保障水產(chǎn)品質(zhì)量和安全以及沿海海洋生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)等都具有重要意義。

柘林灣是廣東省東北部最大的海水養(yǎng)殖區(qū)，占地約70平方公里。柘林灣的海水養(yǎng)殖業(yè)在促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，其水生態(tài)系統(tǒng)也受到不同程度污染物的威脅。研究發(fā)現(xiàn)，柘林灣的沉積物受到了重金屬、多環(huán)芳烴（PAHs）和農(nóng)藥的污染。然而，該灣內(nèi)的REEs相關(guān)研究尚未見報(bào)道。

該研究以柘林灣為研究對象，采用薄膜擴(kuò)散梯度（DGT）技術(shù)獲取沉積物中稀土元素生物可利用性濃度，進(jìn)一步采用該團(tuán)隊(duì)前期已經(jīng)成功構(gòu)建的多種污染物對水生生物區(qū)系聯(lián)合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)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(lián)合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果表明，柘林灣沉積物中15種稀土元素對水生生物區(qū)系聯(lián)合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)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(jī)質(zhì)；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(biāo)準(zhǔn)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(qū)系風(fēng)險(xiǎn)概率（C）。

該研究獲得海南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（422MS155）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41976045）和中國水產(chǎn)科學(xué)研究院中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（2020TD15）等的資助。

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