《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》：Ecological risk assessment and distribution pattern of heavy metal contamination in mangrove sediments at Bushehr Province, West-northern Persian Gulf, Iran
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红树林沉积物重金属浓度及生态风险研究显示，伊朗布什尔省Bardestan、Mel Ganzeh和Nayband三地78个样本中Ni在部分站点超标，Se中度富集，其他重金属均低于国际标准，自然源为主，生态风险低。
霍米拉·阿加（Homira Agah）|扎赫拉·埃斯拉米（Zahra Eslami）|玛丽亚姆·加埃米（Maryam Ghaemi）
伊朗国家海洋学研究所/海洋科学研究中心
摘要
红树林生态系统作为天然的生物地球化学过滤器，能够截留来自陆地和海洋的大量重金属。鉴于全球对沿海沉积物中金属污染问题的日益关注，评估红树林栖息地中的重金属含量对于评估生态系统健康状况至关重要。伊朗布什尔省的红树林位于工业区和沿海开发区附近，这引发了人们对潜在生态风险的担忧。
本研究对从三个红树林区域（巴尔德斯坦（Bardestan）、梅尔甘泽（Mel Ganzeh）和奈班德（Nayband）收集的78个表层沉积物样本中的重金属浓度及其生态风险进行了分析。通过酸消化后使用ICP-MS方法测定金属浓度。元素丰度顺序为：Al > Fe > Mn > V > Cr > Ni > Cu > Zn > As > Se > Mo > Co > Pb > Cd > Bi。大多数金属（Mn、Cr、V、Zn、Cu、Ni、As、Cd、P）之间存在显著的正相关（P < 0.05），表明其来源主要为自然来源，硒（Se）除外。梅尔甘泽和巴尔德斯坦较深区域的镍（Ni）浓度超过了阈值效应水平（19.7 mg kg?1），而其他金属的浓度则低于指导值。污染指数和富集指数均表明这些金属主要来自自然来源且富集程度较低。根据研究结果，各区域沉积物中元素积累的顺序为：梅尔甘泽 > 巴尔德斯坦 > 奈班德 > 奈班德的沿海地区。总体而言，生态风险指数显示风险较低，表明当前的重金属输入对布什尔省的红树林沉积物没有构成重大威胁。
引言
重金属污染可能来源于自然因素和人为活动，由于其毒性、持久性以及在水生生态系统中的生物累积能力，这是一个持续存在且具有全球性的环境问题（Alloway, 2013; Ayyamperumal et al., 2023; Baran et al., 2023; Gomes et al., 2023; Rao et al., 2021; Zhang et al., 2020）。红树林分布在热带和亚热带潮间带，提供了重要的生态服务，包括支持生物多样性、保护海岸线以及维持渔业等经济活动。然而，由于它们靠近河口、港口和工业区，因此容易在沉积物中积累重金属，其浓度通常比邻近的深水区域高数倍（Alongi and Mukhopadhyay, 2015; Jiang et al., 2020; Sarker et al., 2021; Zhou et al., 2022）。全球范围内，沉积物中金属浓度及其相关生态风险存在显著的空间和时间变化，这些变化受到自然和人为因素的共同影响（Zhang et al., 2022）。
在波斯湾地区，快速的工业化、城市化和密集的海上活动增加了沿海沉积物中的重金属输入（Basha, 2018; Danekar et al., 2012; Zahed et al., 2010; ROPME, 2013）。尽管伊朗红树林（尤其是波斯湾和阿曼湾北部海岸的红树林）具有重要的生态价值，但目前缺乏综合研究来评估沉积物中的重金属浓度和生态风险。现有数据有限且分散，阻碍了对污染模式的全面理解以及有效管理策略的制定（Basha, 2018; Cheraghi et al., 2013; Davari et al., 2010, 2013; Mahdavi, 2000; Moore et al., 2014; Moradi et al., 2012）。为填补这些知识空白，本研究重点关注布什尔省的红树林，这些红树林代表了亚洲最西端的Avicennia marina分布区。这些红树林面临着多种人为压力，包括来自阿萨卢耶（Assaluyeh）石化区的工业废水、港口活动和城市径流（Safa et al., 2006）。了解这些沉积物中的金属动态对于区域海岸管理以及遵循国际沉积物质量框架（如《沉积物质量指南》和UNEP/ROPME建议）至关重要。
本研究首次对伊朗红树林沉积物中的重金属浓度和生态风险进行了综合评估，涵盖了15种金属，并将其分布与沉积物特性及潜在的人为输入因素联系起来。
本研究的目标如下：I) 由于不同地区的人为输入差异，红树林沉积物中的重金属浓度和生态风险指数存在显著差异；II) 金属之间的相关性反映了沉积物中的共同来源和地球化学相互作用；III) 布什尔省红树林中的沉积物金属浓度可能超过国际沉积物质量指南，从而带来潜在的生态风险；IV) 从布什尔红树林获得的见解可为波斯湾红树林重金属污染的区域评估和管理提供依据。
通过验证这些假设，本研究首次对伊朗红树林沉积物中的重金属污染和生态风险进行了综合评估，为国家级管理策略和全球范围内的红树林沉积物动态研究做出了贡献。
采样区域
共从布什尔省的三个红树林区域收集了78个表层沉积物样本以评估重金属浓度。研究地点包括：
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巴尔德斯坦红树林：9个站点（27个样本，3条样带）
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梅尔甘泽红树林：9个站点（27个样本，3条样带）
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奈班德红树林：8个站点（24个样本）
采样在低潮时进行，沉积物深度为0–5厘米。样带和站点之间的距离设计旨在确保空间代表性
物理化学特性和重金属分析
研究区域内水样中的环境参数测量值范围如下：盐度：36.1–44.8 psμ；溶解氧（DO）：6.4–11.9 ppm；温度：33.9–40°C；pH值：6.7–8.5（表1）。奈班德所有采样站点的平均pH值为7.1，低于海洋平均pH值（8.1–8.2），尤其是在站点1和2。
在分析的18种元素中，汞（Hg）、锡（Sn）和锑（Sb）的浓度低于检测限。其余15种元素的浓度
讨论
本研究旨在评估布什尔省红树林沉积物中的重金属浓度、空间分布和生态风险，填补了关于伊朗红树林综合风险评估的知识空白。通过对三个红树林区域中的15种金属进行分析，本研究为理解自然因素与人为因素对金属积累及其潜在生态影响提供了基础。
与其他研究结果一致（Azimi et al., 2012a, Azimi
结论
研究表明，布什尔红树林表层沉积物中的重金属浓度总体较低，但某些站点的镍（Ni）浓度超过了阈值效应水平，硒（Se）表现出中等程度的富集。金属的主要来源似乎是自然的，尽管也检测到局部的人为输入。总体而言，生态风险指数表明红树林生态系统的潜在风险较低。这些发现为未来的监测提供了基础，尤其是在工业区附近。
作者贡献声明
霍米拉·阿加（Homira Agah）：撰写初稿、验证、监督、方法论设计、数据整理、概念构建。扎赫拉·埃斯拉米（Zahra Eslami）：审稿与编辑、数据整理。玛丽亚姆·加埃米（Maryam Ghaemi）：方法论设计。
资金支持
本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们感谢伊朗国家海洋学与大气科学研究所（INIOAS）在采样、现场测量和实验室分析方面提供的资金支持。本研究是INIOAS资助的项目（项目编号：INIOAS-399-011-01-011-03）的一部分。
