葡萄牙卡波蒙德戈工业遗留区土壤有机污染特征及来源解析：多技术联用揭示历史工业活动的持久环境效应

研究人员针对葡萄牙卡波蒙德戈自然保护区内历史工业区土壤有机污染问题，通过有机岩石学(organic petrography)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)等多技术手段，系统分析了PAH(多环芳烃)、煤衍生颗粒物及生物标志物的分布特征。研究发现距工业设施500米内土壤中PAH浓度显著超标（最高达125 mg/kg），且以高温燃烧衍生的HMWPAH为主，证实了燃煤工业排放是主要污染源。该研究为保护区的环境管理提供了关键科学依据。

　　

在葡萄牙大西洋沿岸的卡波蒙德戈自然保护区内，隐藏着一个令人担忧的环境问题——这片被列入地质遗产名录的保护区，其土壤中潜伏着长达两个世纪的工业污染阴影。19世纪至21世纪初，这里曾是煤炭开采和工业生产的重地，包括水泥厂、石灰厂和热电厂的运营留下了持久的环境印记。尽管工业设施早已关闭，但最新研究表明，这些历史活动释放的有机污染物仍在土壤中顽固存留，对保护区生态系统构成潜在威胁。

为揭示这一环境隐患，来自葡萄牙科英布拉大学（University of Coimbra）的研究团队开展了一项开创性研究。他们采用有机岩石学与地球化学分析相结合的多技术手段，首次系统评估了该区域土壤中多环芳烃(PAH)和煤衍生颗粒物的分布特征。相关成果发表在《International Journal of Biological Macromolecules》上，为理解工业遗产地的长期环境效应提供了重要案例。

研究人员运用三大关键技术：1) 有机岩石学分析（通过LEICA DM750P显微镜）定量表征煤、焦炭和炭黑等颗粒物；2) 气相色谱-质谱(GC-MS)检测16种优先控制PAH和生物标志物（如萜烷和甾烷）；3) 空间分布模型（按距工业区距离分4组采样）解析污染梯度。样本来自保护区内25个表层土壤点，重点关注总有机碳(TOC)含量异常区域。

3.1 颗粒物分布与来源
研究发现工业区300米内土壤富含焦炭（35%）和炭黑（42%）颗粒，伴随铁质微球体，证实其为燃煤飞灰的典型特征。500米外样品中本地煤炭颗粒占比骤增（CM-S3达98.5%），反映煤矿废弃物扩散影响。值得注意的是，两种不同光学特性的煤炭（本地中低阶烟煤与进口煤）的共存，揭示了历史上复杂的燃料使用历史。

3.2 生物标志物指纹
正构烷烃CPI_(24-34)指数（均值5.1）和藿烷成熟度参数（Ts/(Ts+Tm)=0.84）显示有机质主要来源于成熟度较高的化石燃料。甾烷三元图（C₂₇-C₂₉分布）进一步证实三角洲沉积环境特征，与当地地质背景吻合。特别在CM-S3样品中，姥鲛烷/植烷比值(Pr/Ph=6.77)的异常高值直接指向煤炭输入。

3.3 PAH污染特征
距工业区300米内土壤∑₁₆PAH均值达37.1 mg/kg，远超葡萄牙工业用地标准（如苯并[a]芘超标40倍）。高温燃烧衍生的4-6环PAH（如苯并[ghi]苝）占比>90%，与焦炭颗粒显著相关（r>0.9）。诊断比值（Flt/(Flt+Pyr)=0.51）确认其源自煤炭/生物质燃烧，而CM-S3样品中2-3环PAH的异常富集（占78%）则暴露了煤矿废弃物的直接影响。

3.4 污染协同效应
汞(Hg)和硒(Se)与PAH呈显著正相关（r=0.83和0.81），揭示煤炭中天然存在的有毒元素随有机污染物共同迁移的规律。值得注意的是，燃烧衍生颗粒与重金属的弱相关性说明高温过程导致后者挥发，可能通过气相扩散形成二次污染。

这项研究首次通过"颗粒物-分子标志物-元素"三位一体的证据链，证实卡波蒙德戈工业遗产对保护区土壤的复合污染机制。其创新性体现在：1) 有机岩石学技术成功追溯了不同燃烧产物的工业来源；2) 生物标志物指纹为区分本地与输入污染提供了分子级证据；3) 提出的"煤炭废弃物-工业排放-野火贡献"三元污染模型，为全球类似保护区的风险评估提供了范式。研究结果直接支撑正在推进的大西洋地质公园计划，警示在生态敏感区实施工业遗产开发时，必须考虑污染物长达百年的环境持久性。

特别值得注意的是，土壤中苯并[a]芘等强致癌物的持续检出，暗示即使关闭半个世纪后，历史工业活动仍可能通过食物链威胁区域生态健康。这一发现促使研究者建议：在保护区的环境监测中，应增加对有机颗粒物形态的分析，而不仅关注重金属等传统指标。未来研究需进一步评估这些结合态污染物的生物可利用性，为精准修复提供依据。