《Regional Studies in Marine Science》：Heavy metal and their spatial distribution in sediments in a region with high oil activity: the Campeche Sound, Mexico
编辑推荐：
坎佩切湾海洋沉积物中Cd、Cr、Hg、Pb、V浓度及环境风险分析，基于184个站位数据发现汞平均浓度（41.90 mg/kg）全部超标，其他金属在近油平台站位超标，表明油业活动加剧了重金属污染，对渔业和人类健康构成风险。
D.L. Cobarrubias-Escamilla | R. Isaac Rojas-González | J.A. Benitez-Torres | Ricardo Dzul-Caamal | Jaime Rendón-von Osten
EPOMEX研究所，坎佩切自治大学，邮政信箱520，坎佩切24030，坎佩切
摘要
墨西哥的坎佩切海峡是一个具有经济重要性的海域，因为这里进行石油资源的开采和渔业活动。在这种情况下，有必要对海床进行全面评估，因为用于人类消费的鱼类可能会因该地区石油开采过程中的沉积物钻探而暴露在高浓度的重金属污染中。本研究评估了坎佩切海峡海洋沉积物中的重金属浓度，以及石油工业对渔业部门乃至人类健康的潜在风险。为此，在26,220平方公里的研究区域内选取了184个站点测量了金属（Cd、Cr、Hg、Pb和V）的浓度和分布。所得浓度结果与国家海洋和大气管理局（NOAA）的参考值进行了比较。所有采样站点的汞（Hg）平均浓度（41.90 mg/kg）均超过了最大允许水平（MPL），而其他金属（Cd、Cr、Pb和V）在靠近石油平台的站点也超过了MPL，这表明石油开采活动对墨西哥湾沉积物中的重金属含量有重要影响。因此，坎佩切海峡沉积物中积累的重金属残留物可能由于高浓度而对人类健康构成环境风险。
引言
沉积物对水生生态系统的功能至关重要。然而，由于其特性和物理性质，它们成为污染物生物积累和营养转移的储存库（Pe?a-Icart等人，2017年；Robledo Ardila等人，2024年）。海洋沉积物的污染是由于许多化学化合物以颗粒形式附着在其他有机和无机化合物上，最终沉降到河流、湖泊、河口、水库和海洋底部，在那里它们不太可能发生生物转化，且解吸过程通常非常缓慢，因此这些污染物颗粒会永久留在沉积物中并逐渐积累（Burton和Fisher，1991年；Alagarsamy，2006年）。在水生系统中，可以通过三种不同的介质来评估重金属浓度及其潜在毒性效应：水、生物体和沉积物（Astorga等人，2008年）。
金属天然存在于海洋沉积物中，并可能因石油钻探活动而被重新悬浮到水面。自1975年第一口油井钻探以来，这种活动已持续了很长时间，属于长期暴露情况，因为重金属通过沉积颗粒、泥浆和石油泄漏进入海洋环境（García-Cuéllar等人，2004年）。富含石油的沉积物常常会释放出大量的重金属，如镉、铬、汞、镍、铅和钒（Chinedu和Kelechukwu，2018年；Rivera-Parra等人，2021年）。因此，石油成为沿海地区某些金属迁移和传输的媒介。除了自然因素外，石油开采活动、工业排放以及水产养殖活动（如使用燃料、环氧树脂涂料和聚氨酯用于船舶金属结构）也会影响重金属的分布和积累（Páez-Osuna，2014年；Sharifuzzaman等人，2016年）。
坎佩切海峡的油田发现于1976年，被认为是墨西哥最重要的石油生产区。自发现以来，该地区一直开展着密集的石油活动，包括钻探、原油开采以及通过钻井平台进行原油的陆地运输、压缩、储存和海底管道建设（Vázquez-Gutiérrez等人，2005年）。坎佩切海峡海洋环境中的沉积物主要来源是墨西哥最大的支流Grijalva-Usumacinta河系统以及Laguna de Términos的Boca del Carmen（Vázquez等人，2000年），此外还有石油开采和渔业活动。
根据CONAPESCA（2016年、2022年）和Campos与Crespo（2018年）的数据，坎佩切地区的渔业重要性主要体现在粉红虾、白虾和七须虾的产量上，还包括棕虾、pacotilla虾和岩虾、Moro蟹、玛雅章鱼、蟹、梭鱼、鲶鱼、鳕鱼、凤尾鱼等，到2022年的总产量为45,592吨，这比过去几十年的总产量减少了45%（无论是捕捞量还是产值）。
捕捞量的下降主要归因于石油生产的影响、Ixtoc I事故、船队规模缩减、过度捕捞导致的资源增长和补充减少，以及粉红虾补充的季节性变化。总体而言，环境变化存在长期趋势及其对生态系统结构的潜在影响（Arreguin-Sánchez等人，2015年）。
由于墨西哥没有制定海洋沉积物中污染物的最大允许限值（MPL），因此参考了NOAA关于重金属和多环芳烃（PAHs）研究的指导方针，这些准则基于《海洋沉积物中无机物质快速筛查参考表》中确定的背景值。这些标准可以基于物质的浓度及其对生物体的毒性效应（Burton和Fisher，1991年；Buchman，2008年）。例如，在古巴，这些标准被用来确定Nuevitas湾沉积物中砷（As）、镍（Ni）、铜（Cu）、铅（Pb）和铬（Cr）的污染程度。研究显示，铬和镍对生物体有60-90%的潜在危害性（Guillama-Barroso等人，2022年）。同样，Salinas-Franco等人（2021年）分析了巴拉圭San Lorenzo溪流的沉积物，发现其中铅（Pb）和汞（Hg）的含量超过了NOAA SQuiRTs标准，对水生生物构成风险。
由于坎佩切湾有大约115个正在运行的石油平台，因此确定了墨西哥湾沉积物中当前重金属浓度的空间分布。这些数据用于评估这些污染物对重要鱼类的潜在影响。此外，还使用NOAA的SQuiRT指南对沉积物中的重金属进行了风险评估，以识别坎佩切湾沉积物中浓度最高的重金属以及暴露风险最大的站点或区域。
研究区域
研究区域
坎佩切海峡位于墨西哥东南部，属于墨西哥湾的大陆架范围内（经度91°39'54”W至92°50'34”W，纬度18°48'58”N至20°52'50”N），这片海域深度在20至200米之间，完全属于坎佩切和尤卡坦海岸的国家领海（图1）。
沉积物采样
样本是在国家渔业和海洋研究所的“Dr. Jorge Carranza Fraser”号渔业和海洋研究船上采集的。
坎佩切海峡中的重金属浓度
坎佩切海峡是一个长期受到沉积物污染影响的区域，已有超过50年的历史数据。污染源包括大气沉降、土壤疏浚、钻探活动、废水排放以及该地区的磨损和腐蚀（Ansari等人，2004年；Dótor-Almazán等人，2021年）。
共分析了184个样本，检测到了5种金属的存在（表1）
结论
在坎佩切海峡沉积物中，平均浓度最高的重金属是铬。毒性最强的金属是汞，其浓度在所有采样点均超过了NOAA规定的限值。根据NOAA的标准，镉（Cd）、汞（Hg）和铅（Pb）的浓度对海洋生物构成风险，尽管它们的分布情况各不相同。
伦理批准
不适用。
资金来源
本研究部分得到了墨西哥国家水产养殖和渔业研究所（INAPESCA）的支持。
未引用的参考文献
(Arreguín-Sánchez等人，2015年；Calderón和Valdés，2012年；Campos-Flores和Crespo-Guerrero，2018年；Casta?eda-Chávez等人，2022年；Cuevas-Madrid等人，2018年；Emadi-Jamali等人，2020年；Gold-Bouchot等人，2014年；Gold-Bouchot，2022年；Limón-Hernández等人，2001年；Salas-de León等人，1992年；Salas-de León等人，2007年；US EPA，1997年；Vázquez-Gutiérrez等人，2005年；Vazquez等人，2001年；Vélez和Botello，1992年；Walters等人，1974年；Wilhelm，2001年；Zaferani和Biester，2021年；Zamudio-Alemán等人，)
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
非常感谢B/I Jorge Carranza Fraser号船上的技术和科学工作人员。野外工作是在SADER-CONAPESCA颁发的PPF/DGOPA-118/17许可证下进行的。
