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多西河大坝决堤后，其尾矿污染沿海地区。研究人员开展基于浮游动物的环境监测研究，引入 PBG 指数评估水污染。结果显示该指数与金属浓度相关，可评估环境恢复情况，为海洋污染监测提供新工具。
在美丽的巴西沿海，多西河静静流淌，滋养着沿岸的生态系统。然而，2015 年 11 月 5 日，一场灾难打破了这里的宁静。Fund?o 矿坝突然决堤，超过 6000 万立方米的铁矿石尾矿如汹涌的洪流，冲进多西河主河道，17 天后抵达河口，无情地污染了大西洋沿岸地区，这成为巴西历史上最大的环境灾难。
此前，多西河河口附近的浮游动物群落生机勃勃，拥有较高的香农多样性（Shannon diversity）。但灾难发生后，水中铝（Al）、砷（As）、镉（Cd）等多种金属（loid）浓度飙升，远超巴西及国际水质安全标准，多西河的生态环境岌岌可危。当地依赖渔业和旅游业的众多居民忧心忡忡，因为生态系统一旦崩溃，他们的生活将遭受重创；而附近的海洋保护区，其生态平衡也被严重破坏。
在这样的背景下，研究人员深知，传统的生物监测方法存在不足。像香农多样性和皮洛均匀度（Pielou evenness）指数，虽然能描述浮游动物群落的整体状况，但缺乏对特定污染物监测的针对性。毕竟生物群落由多种对压力源反应各异的物种组成，要想精准评估污染影响，就需要更具特异性的指标。
为此，来自国外的研究人员开启了深入探索。他们依托 “水生生物监测计划（Programa de Monitoramento da Biodiversidade Aquática，PMBA）”，对 2018 - 2023 年圣埃斯皮里图州沿海地区展开研究，旨在引入一种全新的基于浮游动物的生态指数，并探究其在监测海洋环境中金属（loid）污染方面的适用性。同时，他们还假设水中颗粒有机物与无机颗粒的比例会影响浮游动物对金属（loid）的生物可利用性，并对此展开分析。
研究人员用到的主要关键技术方法有：对研究区域进行季度采样，测量盐度、温度、河流流量和波能等物理指标；采集水样检测金属（loid）元素、悬浮颗粒物、有机物和叶绿素 a 浓度；进行浮游动物垂直采样；运用香农多样性和皮洛均匀度等指数分析浮游动物群落特征。
下面来看具体的研究结果：
- 物理、化学指标情况：在分析的 447 个样本中，盐度大多在 24.4 - 37.4 之间，仅一个样本在极端流量事件时低于 32；水温在 18.4 - 28.1°C 之间；河流流量在雨季较高，2022 年和 2023 年 1 月平均值超 2300 m3/s；水中金属（loid）浓度变化复杂。
- 浮游动物群落特征：研究发现，雨季时浮游动物群落呈现低多样性、耐污种类占优势的特点，这与 2015 年尾矿刚抵达沿海地区及 2019 年监测初期的情况相似 。香农多样性和皮洛均匀度指数与多西河流量呈负相关，在 2019、2020 和 2021 年 1 月的前三个雨季达到最低均值，与旱季差异显著。
- PBG 指数相关结果：生物指示类群患病率（Prevalence of Bioindicator Groups，PBG）指数的变化与铬（Cr）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、铅（Pb）浓度及有机物百分比密切相关。对比监测初期（第 1 - 3 年）和后期（第 4 - 5 年），基于多样性、均匀度和 PBG 值，浮游动物群落有明显改善，这可能与水中金属生物可利用性降低有关。但目前还不确定这种改善是线性趋势，还是由当地极端海洋学事件引起的波动。
研究结论和讨论部分意义重大。持续的生物监测表明，多西河附近区域仍面临着 Fund?o 大坝灾难带来的生态挑战。新提出的 PBG 指数在关联浮游动物群落变化与金属浓度和生物可利用性方面效果显著，为评估环境恢复情况提供了有力工具。不过，要想让这个工具发挥更大作用，还需进一步研究，确定其在不同程度海洋环境污染下的参考值。这项研究成果发表在《Estuarine, Coastal and Shelf Science》上，为海洋生态环境监测领域开辟了新的方向，有望推动相关研究不断深入，助力多西河及其他类似受污染地区的生态恢复。
