土耳其萨姆松海岸沉积物金属污染特征、生态健康风险及源解析:克孜勒河与耶希尔河输入带的综合评估

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Environmental Research 7.7

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  本研究针对土耳其萨姆松海岸受克孜勒河与耶希尔河输入的沉积物金属污染问题,通过分析18个位点13种金属(Ba、Cr、Mn等)的空间分布特征,结合污染指数(EF、CF、PLI等)、生态风险指数(Er、RI、NRI)及沉积物质量指南(SQGs),揭示Cr、Ni自然富集与Cd、Pb等人为污染的差异来源。APCS-MLR模型量化自然风化(21.56%)、人为活动(32.35%)和混合源(46.09%)贡献,为海岸带生态安全和公共健康管理提供科学依据。

  

土耳其萨姆松海岸作为克孜勒河与耶希尔河的汇流区,长期承受着农业径流、工业排放与城市扩张的多重压力。这片拥有世界级肥沃平原的沿海带,正面临金属污染的隐形威胁——沉积物中的重金属可能通过食物链富集,最终危及渔业资源与居民健康。尽管黑海生态系统的敏感性已被广泛认知,但两条大河交汇带的污染特征与风险仍属研究空白。这正是Giresun大学团队在《Environmental Research》发表最新研究的价值所在。

研究人员采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析18个代表性位点的13种金属含量,结合空间插值技术与多元统计模型(APCS-MLR),首次系统评估了该区域的污染格局。通过计算富集因子(EF)、污染负荷指数(PLI)等系列指标,并引入潜在生态风险指数(RI)和沉积物质量基准(SQGs),构建了从污染程度到生物效应的完整评估链条。

Investigation region and sediment sampling
采样网络覆盖工业区、农业区与自然保留地,空间梯度设计有效捕捉了克孜勒河与耶希尔河输入差异。地理信息系统(GIS)空间分析显示,Cr、Ni高值区与流域基性/超基性岩地质背景高度吻合。

Sediment metal contents
数据揭示铁(Fe, 47687 mg/kg)和锰(Mn, 1104 mg/kg)为优势元素,铬(Cr, 319 mg/kg)和镍(Ni, 152 mg/kg)超地壳丰度3-5倍。值得注意的是,镉(Cd)在工业区附近位点呈现显著富集(EF>5),而汞(Hg)在港口区出现异常峰值,暗示航运活动的特殊贡献。

Conclusions
研究突破性发现三大污染源贡献率:自然风化(21.56%)主要影响Cr-Ni-Co组合;农业化肥与工业废水(32.35%)驱动Cd-Pb-Hg污染;而铁锰氧化物吸附与河口混合过程(46.09%)构成复杂二次源。生态风险预警显示,儿童经手-口途径摄入污染沉积物的非致癌风险(HQ)为成人2.3倍,其中镉(Cd)的潜在生态风险指数(Er
)达中度风险阈值。

这项研究为黑海沿岸环境管理提供了三重范式:首次建立本地化沉积物背景值数据库,提出需针对铬镍自然高背景值修订区域质量标准;揭示工业-农业复合污染的热点区需优先管控;开发的APCS-MLR源解析框架可推广至类似河口系统。正如作者Cem Tokatl?强调的,该成果不仅解释了为什么传统治理措施在此区域收效有限,更指明了基于源贡献率的精准治理方向——例如对46.09%的混合源实施沉积物修复工程可能比单纯限制排污口更有效。这些发现对全球受大河影响的沿海城市具有普适性启示。

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