珊瑚三角区金矿污染的生物监测：利用海鞘Polycarpa aurata评估潜在有毒元素积累

本研究针对珊瑚三角区金矿活动导致的潜在有毒元素(PTEs)污染问题，通过分析海鞘Polycarpa aurata对12种PTEs（包括Hg、Cu、Cr等）的生物积累特性，首次证实该物种可作为高效生物指示剂。研究人员在印度尼西亚北苏拉威西的4个矿区及对照点采集悬浮颗粒物(SPM)和生物样本，利用ICP-MS技术发现P. aurata对Hg的富集因子(BAF)最高达99.43，显著积累Hg、Cu等元素，尤其在手工金矿(ASGM)周边。这项发表于《Coral Reefs》的研究为珊瑚礁生态系统重金属监测提供了新方案。

　　

珊瑚礁作为海洋生物多样性热点正面临多重威胁，其中金矿开采释放的潜在有毒元素(PTEs)污染尤为突出。在珊瑚三角区——这个占全球76%造礁珊瑚物种的生态宝库，工业及手工金矿(ASGM)活动导致汞(Hg)、铜(Cu)等元素通过河流输入海洋，但传统水质监测难以捕捉低浓度污染。更棘手的是，当地广泛使用的汞混汞法使Hg污染尤为严重，而现有生物监测多依赖经济物种，缺乏针对珊瑚礁生态的专属方案。

意大利博洛尼亚大学（Alma Mater Studiorum, Università di Bologna）领衔的国际团队选择珊瑚三角区标志性生物——金色海鞘Polycarpa aurata作为研究对象。这种广泛分布、耐受污染的滤食性生物，能通过悬浮颗粒物(SPM)高效富集PTEs。研究团队在北苏拉威西选取4个矿区（含ASGM和工业矿）及4个对照点，采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析SPM及海鞘组织（被囊TUN和去被囊体BWT）中12种元素，结合流域分析确定污染源。

关键技术包括：(1)通过数字高程模型(SRTM 4.1)进行流域划分定位污染源；(2)现场过滤12.5-38L海水获取SPM；(3)解剖海鞘分离被囊与体组织；(4)酸消解结合ICP-MS测定元素含量；(5)计算生物积累因子(BAF=组织浓度/SPM浓度)评估富集能力。

SPM中的PTEs分布模式

数据显示ASGM周边SPM的Hg浓度最高达0.14±0.01μg g^-1（Totok Bay），显著高于对照点（p<0.001）。工业矿区则呈现Cu、Mn富集，其中Pantai Surabaya的Cu达31.58±0.43μg g^-1。值得注意的是，准备中的Coral Eye矿区未检测到PTEs异常，印证采矿活动与污染的直接关联。

海鞘的生物积累特性

P. aurata对Hg的富集最为显著：在ASGM影响的Totok Bay，BWT中Hg浓度达3.35±0.71μg g^-1，是欧盟鱼类限量标准的11倍。BAF分析显示Hg在所有站点的BAF>1，最高值（Tasik Ria Resort）达99.43。此外，Cu、Mo、Cr在ASGM站点也呈现特异性积累，如Totok Bay的Cu（12.63±1.52μg g^-1）和Mo（9.58±1.48μg g^-1）。

元素迁移与组织分布
被囊与体组织的元素分布揭示不同代谢途径：V主要富集于被囊（与防附着功能相关），而Hg、Cu等更易在BWT积累。相关性分析显示SPM-Hg与组织Hg浓度高度正相关（r=0.82，p<0.001），证实其通过摄食SPM的暴露途径。

这项研究首次系统论证了P. aurata作为珊瑚三角区PTEs污染生物监测器的四大优势：(1)对Hg等元素的高效富集能力；(2)种群密度稳定（0.05-0.96 ind. m^-2），不受污染影响；(3)采样处理简便，适合偏远地区；(4)非经济物种避免人为干扰。尤其重要的是，该物种能灵敏反映ASGM导致的Hg污染梯度，为《水框架指令》(2008/105/EC)等法规的实施提供技术支撑。研究团队建议将P. aurata纳入区域监测网络，并开发标准化协议，这对保护占全球53%珊瑚礁的珊瑚三角区具有深远意义。