珊瑚地球化学档案揭示孟加拉湾拆船业驱动的重金属污染及其生态阈值

《Marine Pollution Bulletin》：Coral geochemical archives reveal shipbreaking-driven heavy metal pollution in the Bay of Bengal

本研究首次利用圣马丁岛珊瑚骨骼地球化学档案，重建了2011-2022年孟加拉湾拆船活动导致的铜（Cu）、镍（Ni）、铅（Pb）污染轨迹。通过对比1573年亚化石珊瑚基线值，发现重金属富集度达2-3.5倍，并利用分段回归确定了污染阈值（Cu指示慢性本底污染，Ni反映持续暴露，Pb表征急性峰值），为热带海岸阈值监测和绿色拆船技术提供了科学依据。

　　

重点发现

珊瑚中的微量元素变化

现代珊瑚和亚化石珊瑚均显示出明显的锶钙比（Sr/Ca）季节性周期，该比值与海表温度（SST）变化密切相关（图S1），这为包括铜钙比（Cu/Ca）、镍钙比（Ni/Ca）和铅钙比（Pb/Ca）在内的金属钙比（M/Ca）所使用的年代模型的可靠性提供了支持。现代珊瑚（BL1和BL2）记录了所有金属的更高浓度，BL1中的平均值分别为：Cu/Ca为0.66 ± 0.41 μmol/mol，Ni/Ca为5.42 ± 1.81 μmol/mol，Pb/Ca为0.08 ± 0.04 μmol/mol；BL2中的平均值分别为：Cu/Ca为0.69 ± 0.39 μmol/mol，Ni/Ca为5.51 ± 1.79 μmol/mol，Pb/Ca为0.09 ± 0.05 μmol/mol。相比之下，1573年的亚化石珊瑚记录到的金属钙比（M/Ca）显著更低，平均值分别为：Cu/Ca为0.25 ± 0.11 μmol/mol，Ni/Ca为1.98 ± 0.63 μmol/mol，Pb/Ca为0.03 ± 0.01 μmol/mol。与现代珊瑚相比，亚化石珊瑚的金属钙比（M/Ca）值显著更低（p < 0.001），这表明自前工业化时代以来，重金属输入大幅增加。

珊瑚骨骼中拆船驱动的重金属富集和季节性变化

珊瑚骨骼中的微量元素记录为了解海洋生态系统的自然基线值和现代人为影响提供了宝贵的见解。圣马丁岛的现代滨珊瑚（Porites）表现出的铜钙比（Cu/Ca）、镍钙比（Ni/Ca）和铅钙比（Pb/Ca）比值显著高于亚化石珊瑚，这表明近几十年来重金属输入显著增加。这种富集现象与先前显示前工业化珊瑚骨骼中金属浓度较低的报告相一致。我们的研究结果与区域沉积物岩心研究和海水测量结果一致，那些研究也报告了靠近吉大港拆船场区域的重金属浓度升高。然而，与这些点状或时间分辨率较低的数据集不同，我们的珊瑚档案以月度分辨率捕捉了超过十年的污染动态，揭示了与拆船活动强度同步的明显年际变化。

结论

本研究利用来自圣马丁岛（2011-2022年）的滨珊瑚（Porites）重建了孟加拉国与拆船相关的金属污染状况。珊瑚对铜（Cu）、镍（Ni）和铅（Pb）的记录揭示了其与船舶回收强度的紧密联系，在2015-2016年和2021年出现富集峰值，而在拆解活动减少的时期浓度较低。孟加拉国使用的冲滩方法是污染的一个关键驱动因素，因为它将污染物直接释放到近岸水域。季节性模式也很明显，季风前由于拆船活动加剧出现峰值，而季风期间则被稀释。