瀬戸内海多氯联苯（CB-153）时空分布特征及其对大气与河流输入减少的响应机制研究

本研究针对多氯联苯（PCBs）在沿海海域的归趋问题，通过构建水动力-生态系统-PCB耦合模型，定量解析了瀬戸内海CB-153的时空分布规律及其对大气扩散（61%）与河流输入（31%）减少的差异化响应。研究发现大阪湾年均浓度达10.3 ng m-3，显著高于其他区域（2.9 ng m-3），揭示了陆源输入对封闭性海域的持续影响，为POPs（持久性有机污染物）管控提供科学依据。

　　

论文解读：
多氯联苯（PCBs）作为曾被广泛使用的工业化学品，虽已全球禁用数十年，但其高持久性和生物累积性仍对海洋生态系统构成长期威胁。瀬戸内海作为日本早期工业化区域，监测数据显示其水体、贻贝甚至高营养级生物体内PCBs浓度显著高于开放海域，其中CB-153因强脂溶性（高K_ow值）成为优势同系物。然而，现有观测数据难以揭示PCBs在复杂海洋环境中的迁移转化机制，特别是近年来大气与河流输入量下降后，沿海海域的响应规律尚不明确。

日本研究人员通过建立高分辨率三维耦合模型（水平精度1/60°），首次量化了瀬戸内海CB-153的时空动态。模型创新性地整合了溶解态、浮游植物吸附态和碎屑结合态CB-153的物理输运与生物地球化学过程。关键技术包括：（1）基于实测数据验证的水动力-生态系统耦合框架；（2）多相态PCBs分配算法；（3）情景模拟法对比不同输入源削减效应。样本数据源自日本环境省长期监测网络。

【空间与季节变化特征】
溶解态CB-153浓度在7月达峰（5.8 ng m^-3），与大气/河流输入高峰期吻合；颗粒态则呈现双峰特征——4月浮游植物春季水华导致生物吸附增强，7月则受溶解态浓度驱动。空间上，大阪湾因毗邻工业区呈现异常高值（最高76.6 ng m^-3），其年均浓度（10.3 ng m^-3）是其他区域的3.5倍。

【输入源贡献与响应机制】
预算分析显示大气扩散（61%）为主导输入途径，河流（31%）次之。情景模拟发现：大气输入减少时全域浓度普遍下降，但大阪湾因水体滞留时间长且陆源补充显著，响应较弱；而河流输入削减则直接导致该湾区浓度骤降，印证了封闭海湾对点源污染的敏感性。

结论表明，PCBs在近海的归趋受控于物理过程（平流扩散）与生物过程（藻类吸附）的协同作用。该研究为《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》实施效果评估提供了区域案例，提示半封闭海域需实施差异化管理策略。论文发表于《Environmental Research》，模型框架可拓展应用于其他高毒性POPs的生态风险评估。