人类活动影响下亚热带河口区水动力与溶解有机质对重金属分配行为的调控机制

针对人类活动干扰下河口重金属(HMs)迁移转化机制不明的问题，研究人员在珠江口开展季节性调查，揭示水动力分层与溶解有机质(DOM)组分通过调控分配系数(Kd)，驱动As/Pb/Cr等金属在颗粒相-溶解相间动态分配，为评估重金属生态风险提供新见解。

　　

河口作为陆海交互作用的敏感地带，长期承受着重金属污染的压力。在珠江口这样的经济高度发达区域，人为活动导致铅(Pb)、镉(Cd)等重金属在沉积物中的浓度已显著超过背景值。更棘手的是，这些污染物会通过悬浮颗粒物(SPM)的搬运进入食物链，最终威胁到牡蛎、鱼类等水生生物。然而，重金属在动态河口环境中的分配行为仍存在关键知识空白——水动力扰动与溶解有机质(DOM)如何协同调控重金属的迁移转化？这一问题的解答对准确评估生态风险至关重要。

为此，中国科学院南海海洋研究所（第一作者单位）的研究团队在《Environmental Pollution》发表了创新性成果。研究人员选择具有典型人类活动干扰的珠江口作为研究对象，通过2020-2021年夏冬两季的现场观测，结合DOM荧光组分分析和分配系数(K_d)计算，首次系统揭示了水动力-有机质耦合作用对重金属相间分配的调控机制。

关键技术方法包括：采集珠江口21个站点的表层/底层水样，测定盐度、SPM浓度等水文参数；利用ICP-MS分析溶解相和颗粒相中8种重金属浓度；通过三维荧光光谱(EEMs)解析DOM组分特征；计算分配系数(K_d=C_颗粒相/C_溶解相)评估金属亲和性。

研究结果
Estuarine mixing condition
夏季盐楔入侵形成强烈的水体分层，表层盐度梯度达0.01-28.33 psu，而冬季强混合使盐度垂直差异消失。这种季节性水动力差异为研究金属分配提供了天然实验场。

Discussion
研究发现：1）水平分布上，西部近岸区域因强湍流和陆源输入导致K_d值普遍偏高，如夏季站点3/6/9的SPM浓度达57-267 mg/L，促进Cu/Zn等金属向颗粒相聚集；2）夏季分层水体中，陆源腐殖质类DOM组分通过络合作用使80%以上HMs保留在颗粒相；3）冬季强混合条件下，蛋白类DOM组分在低径流期促进As/Pb/Cr向溶解相转移，其K_d值下降30%-50%，显著增加生物可利用性。

结论与意义
该研究创新性指出：盐楔分层与腐殖质DOM的协同作用是夏季金属固定的关键，而冬季混合水流与蛋白类DOM则共同增强重金属的溶解态迁移。这一发现突破了传统单一因素认知框架，为建立季节性差异化的重金属风险评估模型提供了理论依据。特别是对As/Pb/Cr等毒性元素溶解态增加的预警，可直接指导珠江口流域在冬季枯水期加强污染管控。研究成果对全球受人类活动影响的河口区重金属治理具有普适性参考价值。