埃及红海航运活动影响下潜在有毒元素的污染追踪与综合风险评估

研究人员针对埃及红海沿岸海水受航运活动影响导致的潜在有毒元素(PTEs)污染问题，通过测定Al、As、Cd等11种元素含量，结合水质指数(WQI)、污染负荷指数(PLI)和风险商(RQ)等多维度评估模型，发现冬季Zn、Cu浓度超急性毒性阈值(>90 μg/L)，As、Cr皮肤接触危害商(HQderm>1)，Cr、Cd、As致癌风险(LCR)达10-4-10-3水平。该研究首次揭示了该区域元素污染与pH、溶解氧(DO)的关联机制，为海洋环境治理提供科学依据。

　　

在全球海洋污染日益严重的背景下，埃及红海这片曾被视作"最洁净海域"的生态系统正面临严峻挑战。作为连接亚非大陆的重要航运通道，红海沿岸密集的港口活动、旅游开发和工业排放导致潜在有毒元素(PTEs)污染持续累积。这些无法降解的金属元素通过生物富集作用，最终可能危害人类健康——无论是直接接触海水还是食用受污染的海产品。更令人担忧的是，红海作为封闭性海域，污染物扩散能力有限，使得该区域的生态风险尤为突出。

为系统评估这一环境问题，研究人员对红海沿岸450公里海域展开调查，从Ras Gharieb到Marsa Alam的广阔范围内采集海水样本，检测了包括Al、As、Cd、Cr等11种关键PTEs的浓度水平。研究创新性地整合了环境化学、生态毒理学和健康风险评估方法，不仅分析了元素的空间分布特征，还首次针对成人和儿童两类人群，通过摄入(HQ_ing)和皮肤接触(HQ_derm)两种暴露途径评估了健康风险。

研究采用了多项关键技术：1) 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)精确测定元素含量；2) 水质指数(WQI)和污染负荷指数(PLI)量化综合污染程度；3) 风险商(RQ)模型评估生态风险；4) 美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价模型计算危害商(HQ)和终生致癌风险(LCR)；5) 主成分分析(PCA)解析污染来源。

主要研究发现：

1. 元素时空分布特征：冬季所有元素浓度显著高于其他季节，Zn和Cu最高浓度分别达97.8 μg/L和93.2 μg/L，超过水生生物急性毒性阈值。空间上港口附近污染最严重，证实航运活动是主要污染源。

2. 环境因子影响机制：pH、溶解氧(DO)、温度和盐度是控制元素迁移转化的关键参数。酸性条件下(pH<7.5)As、Cd更易溶出，而高DO促进Cr、Fe的氧化沉淀。

3. 污染评估结果：WQI显示63%采样点属"重度污染"，PLI值在港口区域达2.8(>1表示污染)，证实人类活动导致的环境退化。

4. 生态风险预警：Zn的风险商(RQ)全年>1，对浮游生物构成高风险；As的RQ在旅游旺季接近0.8，处于警戒水平。

5. 健康风险新认知：虽然经口摄入风险(HQ_ing)可忽略，但As和Cr的皮肤接触危害商(HQ_derm)分别达1.2和1.5，游泳者可能出现皮炎症状。更值得关注的是，Cr、Cd、As的终生致癌风险(LCR)为3.7×10^-4-8.2×10^-4，虽属"可接受范围"上限，但长期暴露不容忽视。

这项发表在《Marine Pollution Bulletin》的研究首次建立了红海PTEs污染与人类活动的定量关联，其创新性体现在三方面：1) 揭示了冬季季风对污染物扩散的抑制作用；2) 证实皮肤接触是比饮食更危险的暴露途径；3) 开发了适用于封闭海域的多指标风险评估体系。研究结果为制定差别化管控措施提供了依据——建议在港口区优先控制Zn排放，旅游区重点监控As污染，同时加强对游泳者的健康防护宣传。该评估方法也可推广至波斯湾、地中海等类似半封闭海域的生态管理。