西南大西洋陆坡人为污染物研究：桑托斯分叉区是否成为有机污染物的潜在汇？

本研究聚焦桑托斯分叉区（SBF）这一关键海洋动力系统，首次评估了该区域表层沉积物中有机污染物（DDTs、PCBs、PAHs）的分布特征与来源。研究人员通过多参数分析揭示了污染物主要来自长程大气传输（PCBs）、历史农业残留（DDTs）及化石燃料燃烧（PAHs），并发现其富集于深水区（1000–1500 m等深线），证实SBF复杂的水动力过程促进了污染物的跨陆坡输送与沉积。该成果为深海污染物归趋机制研究提供了新视角，对南大西洋边缘环境管理具有重要科学价值。

　　

海洋深处曾被视为地球上最后的净土，但随着人类活动范围的扩大，化学污染物正悄然入侵这些“蓝色荒漠”。在西南大西洋的巴西东南海域，一个名为桑托斯分叉区（Santos Bifurcation, SBF）的独特海洋现象引起了科学家的警觉——这里不仅是巴西洋流（Brazil Current）的分叉点，更可能是人为污染物的“陷阱”。随着巴西沿海人口爆炸式增长（从2700万增至2.15亿）和工业化进程加速，大量多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）和滴滴涕（DDTs）等持久性有机污染物通过河流输送、大气沉降等途径进入海洋。然而，这些污染物如何在深海环境中迁移、转化？桑托斯分叉区特殊的水动力条件是否会成为污染物的“聚集地”？这些问题直接关系到深海生态系统的健康评估。

为解答这些科学问题，圣保罗研究基金会资助的研究团队在2023年开展了一项开创性研究。他们利用多管采泥器（MUC）在25°S–29°S海域的500–2000 m等深线范围内采集了19个表层沉积物样本，通过气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分析了三类典型污染物的含量与组成特征，并结合沉积物粒度、有机质参数揭示了污染物分布与水动力过程的关联。

研究结果显示：

1. 污染物浓度梯度：PCBs（0.04–0.92 ng g^?1）、DDTs（0.32–1.29 ng g^?1）和PAHs（57.23–276.66 ng g^?1）在深水站（1000–1500 m）呈现显著富集，证实SBF区域存在“深度依赖性沉积”现象。
2. 来源解析：
   • PCBs主要来自长程大气传输，其同系物组成反映工业混合源特征；
   • DDTs残留与历史农业使用相关，降解产物（如DDE/DDD）指示缓慢的深海降解过程；
   • PAHs的高分子量（4–6环HMW-PAHs）与低分子量（2–3环LMW-PAHs）比值揭示南部区域受石油输入影响更大，而北部以燃烧源为主导。
3. 水动力控制机制：中西部边界流（IWBC）与巴西洋流（BC）的反向运动形成沉积“滞留区”，促进颗粒结合污染物的沉降；陆源物质通过沿岸流北向输送，导致污染物呈现纬度分异。

结论与意义：
这项发表于《Marine Pollution Bulletin》的研究首次证实桑托斯分叉区作为有机污染物的深海汇，其富集机制受三重控制：大气远程输送（PCBs）、历史遗留污染（DDTs）和区域水动力捕获（PAHs）。该发现挑战了“深海污染物稀释”的传统认知，揭示了大洋环流系统对污染物空间分异的调控作用。从应用角度看，研究为南大西洋边缘海的污染治理提供了科学基线——特别是深海沉积物中DDTs的持久性残留警示需要加强历史农药的跨境管控，而PAHs的纬度差异则暗示需针对不同区域（工业区vs.石油开采区）制定差异化减排策略。未来研究应关注这些深海“化学定时炸弹”对底栖食物网的潜在生态风险，尤其是在气候变暖可能改变洋流格局的背景下。