非生物颗粒与浮游生物粒径对海岸带多环芳烃分布的影响机制及其生态风险评估

本研究通过粒径分级技术首次揭示海岸带浮游生物群落中多环芳烃（PAHs）在生物源与非生物源颗粒间的差异化分配规律，发现忽略非生物组分会导致PAHs生物富集评估偏差（p<0.05），为海洋污染精准监测提供新范式。

　　

Highlight

本研究评估了高雄海岸带PAHs循环中的生物源（如浮游生物细胞和碎屑）与非生物源（物理或化学过程产生的矿物碎屑），强调忽略非生物源可能导致浮游生物PAHs水平的高估。为更准确评估污染物分布，我们通过粒径分级、沉降、离心和虹吸分离生物源与非生物源颗粒。在两种粒径组分（55–120 μm和120–1000 μm）中量化了16种优先管控PAHs。颗粒类型显著影响PAHs累积（p<0.05），生物源颗粒呈现更高PAHs水平，表明潜在生物富集效应；而粒径虽无统计学显著影响，但较小颗粒始终保留略高PAHs浓度。空间梯度显示南部站点高分子量PAHs（HPAHs）轻微升高，可能源于工业排放。非生物源颗粒的TPAHs水平在较小粒径中约为生物源的33%，在较大粒径中约为13%。未分离非生物碎屑的批量浮游生物样本可能高估PAHs水平，扭曲生物富集评估。源解析指向混合燃烧来源，表明普遍存在的热解污染。这些发现提供新的现场证据：当前监测可能高估浮游生物PAHs污染，并强调生物/非生物颗粒区分在海岸带污染评估中的重要性。

Conclusion

本研究首次提供海岸带水体中两种粒径组分间生物源与非生物源颗粒差异化富集PAHs的现场证据。生物源颗粒始终呈现更高PAHs浓度（较小和较大粒径平均值分别为5641 ng/g和5059 ng/g），显著高于非生物源颗粒（1881 ng/g和660 ng/g），表明颗粒类型主导PAHs滞留。相较之下，粒径效应虽无统计显著性，但较小颗粒（55–120 μm）的PAHs浓度持续高于较大颗粒（120–1000 μm）。空间分布显示南部站点HPAHs轻微升高，反映工业排放影响。源特征比值判定PAHs主要来自燃烧过程。本研究强调将生物源与非生物源颗粒分离对准确评估PAHs生物富集、营养级传递和污染源解析至关重要。这些成果推进了对浮游生物-PAHs相互作用机制的理解，并为优化海洋环境污染监测策略提供科学依据。