墨西哥尤卡坦喀斯特溶洞（Cenotes）不同深度沉积物与微塑料中金属(类)的生态风险评估

本研究针对尤卡坦喀斯特溶洞（Cenotes）因人类活动导致的微塑料（MPs）与金属(类)污染问题，首次系统分析了不同深度沉积物中MPs（43.10±50.58 MPs/kg）及金属(类)（Al/Cr/Sn/Cu为主）的分布特征，发现MPs密度与深度显著相关（r2=0.37），汞（Hg）在沉积物与MPs中呈现强关联（r2=0.58），潜在生态风险指数（PERI）显示MPs（121.44-323.52）与沉积物（95.65-288.29）均存在显著生态风险，为喀斯特含水层保护提供科学依据。

　　

在墨西哥尤卡坦半岛的喀斯特地貌中，星罗棋布的溶洞（Cenotes）不仅是玛雅文明的精神圣地，更是当地居民赖以生存的饮用水源。然而，随着城市化进程加速，这些脆弱的地下含水层正面临前所未有的威胁——微塑料（MPs）和金属(类)污染。此前研究显示，当地政府曾从77个溶洞中清理出18吨垃圾，但污染物如何通过多孔岩层渗透、在深层沉积物中积累，仍是未解之谜。更令人担忧的是，聚乙烯（PE）饮料瓶、聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）包装等废弃物在溶洞中长期堆积，可能通过吸附金属(类)形成"毒性载体"，进而威胁整个食物链。

为揭示这一生态危机，墨西哥研究团队在《Environmental Research》发表开创性研究。他们通过潜水采样（2-32米深度）获取8个溶洞的沉积物样本，结合显微傅里叶变换红外光谱（μFT-IR）鉴定MPs聚合物类型，电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析金属(类)含量，并运用潜在生态风险指数（PERI）进行综合评估。

Results and discussions

1. 微塑料垂直分布特征：所有溶洞均检出MPs（均值43.10±50.58 MPs/kg），PE、PET、聚酰胺（PA）和聚酯（PES）为主要成分。MPs密度与采样深度呈显著正相关（r²=0.37, p<0.001），印证了生物膜吸附导致密度增加的"下沉机制"。
2. 金属(类)污染模式：铝（Al）、铬（Cr）、锡（Sn）和铜（Cu）在MPs和沉积物中浓度最高，汞（Hg）在两者间呈现强关联性（r²=0.58），暗示MPs可能作为金属迁移载体。
3. 有机质的关键作用：铅（Pb）和锡（Sn）浓度与有机质含量显著相关（r²分别为0.57和0.63），揭示污染物在沉积界面的化学络合过程。
4. 生态风险量化：MPs的PERI值（121.44-323.52）普遍高于沉积物（95.65-288.29），表明MPs-金属复合污染对喀斯特生态系统构成"中度至高度"风险。

Conclusions
该研究首次证实尤卡坦溶洞深层沉积物中存在MPs与金属(类)的协同污染，其中Hg-MPs的强相关性（p<0.05）警示其可能通过地下水系统进入人体。PERI评估显示，历史垃圾填埋导致的累积效应已使部分溶洞接近生态风险阈值。这些发现为制定喀斯特含水层保护政策提供关键数据，尤其强调需优先管控PE/PET类塑料制品。作者Merle M. Borges-Ramírez等建议建立溶洞沉积物监测网络，并探索MPs-金属解吸附技术，以守护这片兼具生态与文化价值的"地下银河"。