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、王许诺副研究员和王增焕研究员联合日本山形大学Richard W. Jordan教授以及河海大学姜仕军教授等，基于沉积物中重金属和稀土元素的生物可利用性，开展的典型水产养殖海湾沉积物中稀土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《Rare earth elements in sediments from a representative Chinese mariculture bay: Characterization, DGT-based bioaccessibility, and probabilistic ecological risk》为题发表在国际环境期刊《Environmental Pollution》上（JCR一区，IF=8.9）。

稀土元素（REEs）是新兴的污染物，被广泛用于电子、可再生能源和农业等各种高科技产业领域。在沿海生态系统中， REEs主要来源于自然源、工业活动、冶金和采矿活动、城市和工业废水，以及河流和海上运输。当稀土元素进入沿海生态系统时，它们主要积聚在沉积物中，并与上覆水体保持平衡。水环境条件的变化（如pH和氧化还原电位），可能导致稀土元素重新释放到水中，通过生物富集和生物放大过程对水生态系统产生不利影响，最终对人类健康构成威胁。

我国水产养殖占据了全球水产养殖产量的74.9%，同时也是最大的水产品出口国和生产国。我国的海水养殖区域主要位于沿海水域，这些水域极易受到人类活动的干扰。研究表明，中国沿海海洋生态系统在不同程度上受到REEs的污染，这不可避免地对养殖生物造成了危害。因此，开展养殖系统中REEs的生物可利用性浓度和生态风险评价研究，对水产养殖可持续发展、保障水产品质量和安全以及沿海海洋生态系统的保护等都具有重要意义。

柘林湾是广东省东北部最大的海水养殖区，占地约70平方公里。柘林湾的海水养殖业在促进当地经济和社会发展的同时，其水生态系统也受到不同程度污染物的威胁。研究发现，柘林湾的沉积物受到了重金属、多环芳烃（PAHs）和农药的污染。然而，该湾内的REEs相关研究尚未见报道。

该研究以柘林湾为研究对象，采用薄膜扩散梯度（DGT）技术获取沉积物中稀土元素生物可利用性浓度，进一步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（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），对柘林湾沉积物中15种稀土元素的联合生态风险进行了评价，结果表明，柘林湾沉积物中15种稀土元素对水生生物区系联合生态风险概率为1.86%。

图1.柘林湾采样站位示意图（A）和沉积物理化特征分布图（B）；OM：有机质；CaCO₃：碳酸钙；MZ：中值粒径。

图2.柘林湾沉积物中主量元素（Al、Fe和Mn）的小提琴图（A）；15种REEs（C、D、E）的分布图；总稀土元素（TREEs）、轻稀土元素（LREEs）和重稀土元素（HREEs）的分布图（B）；PAAS标准化的REE分布图（F）。

图3.稀土元素（REEs）和主量元素因子载荷的分布图（A）；F1因子得分空间分布图（B）；柘林湾沉积物中稀土元素对水生生物区系风险概率（C）。

该研究获得海南省自然科学基金项目（422MS155）、国家自然科学基金项目（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项目（2020TD15）等的资助。

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749123013404