近日，中国水产科学研究院南海水产研究所南海渔业生态环境监测与评价创新团队谷阳光研究员等联合河海大学姜仕军教授及日本山形大学Richard W. Jordan教授等，基于沉积物中重金属和稀土元素的生物可利用性，开展了重金属和稀土元素对水生生物区系联合生态风险评价研究，相关研究成果以“Probabilistic ecotoxicological risk assessment of heavy metal and rare earth element mixtures in aquatic biota using the DGT technique in coastal sediments”为题，发表在国际环境期刊Chemosphere上。

重金属和稀土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。当重金属和稀土元素进入水生生态系统，大部分重金属和稀土元素最终沉积在沉积物中。当水体环境发生变化时，沉积物中的重金属和稀土元素又会释放到水体中，对水生生物产生不利的影响。然而，目前还没有关于沉积物中重金属和稀土元素对水生生物区系的联合生态风险评价的研究。

相关研究表明，传统方法（如：沉积物中金属元素总量、酸挥发性硫化物和同步提取金属元素等）无法准确预测沉积物中金属元素的生物可利用性。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。

海南省新村湾位于海南岛西南部的乐东黎族自治县境内，距离海口市约120公里，是一个典型的瀉湖水域。它是一个具有丰富水域的生态系统，包括珊瑚礁生态系统、海草床生态系统、红树林生态系统、海岸带生态系统和河口湿地生态系统。但据公开报道，新村湾环境污染问题相对严重。当地政府和相关部门一直在采取措施加强治理，但需要更持久的努力才能改善当地环境。因此，开展基于DGT技术新村湾沉积物中重金属和稀土元素对水生生物区系联合生态风险评价，对当地政府和相关部门治理污染物、进行科学决策具有重要意义。

该研究以新村湾水域为研究对象，采用非度量多维尺度分析（NMDS）研究了沉积物理化特征对重金属和稀土元素生物可利用的影响；采用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），对新村湾沉积物中重金属和稀土元素对水生生物区系的联合生态风险进行了评价。NMDS研究表明，新村湾沉积物中的大部分重金属和稀土元素生物可利用性受到沉积物理化特征影响；新村湾沉积物中重金属和稀土元素对水生生物区系联合生态风险概率为31.29%。

海南省新村湾水域利用情况和采样站位示意图

新村湾沉积物理化因子（A, B, C）和理化因子对重金属和稀土元素生物可利用性的影响（D）

新村湾沉积物中重金属和稀土元素对不同营养级水生生物区系风险概率

该研究获得了海南省自然基金（422MS155）、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、2021SD03）项目的资助。

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653523008597