《Marine Pollution Bulletin》：Seasonal and tidal variability of trace metals and potentially toxic elements in intertidal sediments along the Thiruvananthapuram coast, southwest India
编辑推荐：
•Fe是主要的主量元素，Mn是含量最高的微量元素，Cr表现出最高的PTE浓度。•通过双因素方差分析发现元素浓度存在显著的空间和季节差异。•污染指数（CF、EF、Igeo、PLI和PERI）表明污染程度总体较低，生态风险较低。•在Kovalam地区发现As和Pb的局部富集，表明
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Fe是主要的主量元素，Mn是含量最高的微量元素，Cr表现出最高的PTE浓度。
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通过双因素方差分析发现元素浓度存在显著的空间和季节差异。
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污染指数（CF、EF、Igeo、PLI和PERI）表明污染程度总体较低，生态风险较低。
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在Kovalam地区发现As和Pb的局部富集，表明存在人为影响。
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雨季金属富集表明季风雨流和沉积物输移对PTE积累的影响。
引言
沿海沉积物充当重要的储库，积累源自自然地质风化和人为活动的物质。在全球范围内，沿海地区是人口最密集的区域之一，并受到陆海界面动态环境条件的影响（Ghosh和Dutta，2012）。沿海旅游活动导致的沿海环境快速城市化引发了沿海环境问题的产生（Hall，2001）。与沿海旅游相关的发展不断挑战着旅游经济优势与环境可持续性之间的平衡（Silva等，2007）。亚洲的发展中和人口众多国家主要依靠农业和工业化来实现千年发展目标（MDGs）并促进经济增长。特别是印度，作为一个快速发展的国家，严重依赖农业来满足不断增长的人口日益增长的粮食需求，同时通过工业扩张促进经济发展（Akoto等，2008）。
此外，主要工业位于河岸或沿海地区，它们将未经处理或部分处理的废水直接排放到沿海环境中（Kawser Ahmed等，2011）。纺织加工厂、煤炭和能源设施、水泥制造厂、皮革厂以及船舶拆解或回收场等主要工业向沿海生态系统释放潜在有毒元素（Sharifuzzaman等，2015）。在沿海环境中，Cu、Cd、Cr、Pb、As、Hg、Se、Ni和Zn等潜在有毒金属可沉积在沉积物和生物体中或释放到水柱中，导致沿海环境污染并在海洋食物网中生物累积（Hooda和Alloway，1998）。环境条件在沿海环境重金属的输运和积累中起着关键作用（Jayaprakash等，2015）。在这些潜在有毒元素（PTEs）中，Pb和Cd被认为是最具环境危害的元素（Vineethkumar等，2020）。潜在有毒元素是抗氧化和降解的持久性污染物，但可通过生物或化学过程转化为毒性较低的形态。除人为活动外，母岩的物理和化学风化也会向沿海环境释放重金属。在自然环境中，元素的分布取决于母岩类型，Mn、Fe和Cr等元素通常与特定的火成岩和变质岩类型相关（Alloway，1995）。它们具有高密度、高原子量和在元素周期表中的特定位置等特征（Duffus等，2002）。由于其持久性，它们在沿海环境中积累并最终沉降到沿海沉积物中，在那里成为水生生物可利用的形态。重金属的积累和输运受沉积物性质和沿海水动力条件的影响（Bastami等，2014）。元素成分可在植物和动物中生物放大，最终通过食物链到达人类（Abrahams，2002）。如今，由于这些金属通过生物累积对水生环境产生严重影响，最终通过食物网到达人类，因此这种金属污染日益成为人们关注的问题。尽管这些金属在地球地壳中自然存在，但各种人为活动加剧了环境污染和人类暴露。当浓度超过全球允许水平时，这些元素对沿海沉积物中的水生生物可能具有毒性（Padrilah等，2018）。
各种污染和生态风险指数，包括污染因子（CF）、富集因子（EF）、地球化学累积指数（Igeo）、污染负荷指数（PLI）和潜在生态风险指数（PERI），被广泛用于评估污染程度并提供生态系统生态健康的见解（Ramkumar等，2024）。这些指数有助于识别污染源、人为影响程度以及与沉积物中重金属积累相关的潜在生态风险（Mugo?a等，2016）。此外，国际公认的沉积物质量指南，如阈值效应水平（TEL）、可能效应水平（PEL）、效应范围低值（ERL）和效应范围中值（ERM），常用于评估对水生生物产生不利生物效应的可能性（Long等，1995）。这些指数和沉积物质量指南的组合为评估沉积物污染及其潜在生态影响提供了全面的框架（Jayaprakash等，2012）。总之，这些污染指数、沉积物质量指南和统计分析为评估沉积物污染、生态风险以及空间和时空变化的重要性提供了全面的框架。
由于印度西南海岸支撑着广泛的渔业、旅游业和其他沿海依赖型生计，并日益受到人为压力的影响，建立潮间带沉积物中微量元素和潜在有毒元素（PTEs）的基线信息至关重要。尽管已有大量研究调查了沿海沉积物中的金属污染，但关于季风季节性和潮汐位置如何影响热带潮间带系统中多元素组的分布和生态意义的信息仍然有限。本研究提供了印度西南海岸人口稠密且受旅游影响的Thiruvananthapuram海岸主量元素、微量元素和PTEs的首批全面基线评估之一，该海岸包括Kovalam和Varkala等国际知名海滩。本研究通过季节与潮汐带框架来评估季风季节性和潮汐位置对多元素分布的相对和交互影响，超越了传统的污染指数。此外，主量元素、微量元素和PTEs的综合评估为解释元素富集、污染物行为和潜在生态风险提供了更广泛的地球化学背景。这一综合框架推进了对动态热带季风吹拂潮间带环境中控制元素分布的空间和时间过程的理解。因此，本研究为印度西南海岸制定季节性和空间性监测计划及可持续沿海管理策略提供了科学依据。
章节摘要
研究区域
研究区域包括Thiruvananthapuram海岸的60公里海岸线，位于印度西南海岸，从Poovar延伸至Varkala（北纬8°18′35″至8°43′24.13″，东经77°4′52″至76°42′54.10″）（图1和补充表S1）。Thiruvananthapuram海岸是一个高能海岸，以强烈的波浪作用为特征，浪高范围为1.08至1.21米，主要由中至粗粒砂组成（Tripathy等，
潮间带沉积物中元素的空间-时间变化
主量元素、微量元素和PTEs的浓度和时空变化见表2（补充表S2、S3和S4）。双因素方差分析显示，主量元素Mg（P = 0.011）、K（P < 0.001）和Fe（P = 0.007），微量元素V（P = 0.045）和Ba（P = 0.013），以及PTE Cr（P = 0.032）表现出显著的时间变化。这些时间变化的效应量一般为中等至较大。主量元素如Al（P = 0.024）、Fe（P
讨论
发展中国家沿海地区，尤其是印度海岸，面临繁忙的海上贸易、工业化和高人口密度等问题（Das，2025）。本研究揭示了微量元素和PTEs分布中显著的季节性和潮汐变异性。PTE Cr表现出显著的时间变化，而Zn表现出显著的空间变化。硫酸锌是一种用于船体涂料的防腐蚀剂；随着时间推移，洋流和
局限性与未来展望
尽管进行了数据转换，某些变量仍偏离了残差正态性和方差齐性的假设。尽管平衡抽样设计在一定程度上提供了对抗假设温和违反的稳健性，但相应的方差分析结果应谨慎解释。在每个采样点收集了独立的现场三重样本；然而，采样站点的有限数量和空间分布可能无法充分代表精细尺度的沉积物
结论
本研究评估了印度西南海岸从Poovar到Varkala潮间带沉积物中主量元素、微量元素和潜在有毒元素（PTEs）的空间和季节分布。结果显示，主量元素以Fe为主导，其次是Al和Ca，表明岩源来源和沉积物矿物学的强烈影响。在所分析的金属中，Mn的浓度在微量元素中最高，而Cr是最丰富的
CRediT作者贡献声明
Dennison Bindulekha Arya：撰写——初稿、可视化、调查、资金获取、形式化分析、数据整理、概念化。Salom Gnana Thanga Vincent：撰写——审阅与编辑、指导、概念化。
生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明
作者在本手稿的写作过程中未使用任何AI或AI辅助技术。
资金来源
Arya Dennison Bindulekha感谢喀拉拉邦科学、技术与环境委员会（KSCSTE/972/2018-FSHP-MAIN）提供研究奖学金和财政支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文所报告工作的竞争财务利益或个人关系。
致谢
作者衷心感谢喀拉拉邦大学提供开展本研究工作所需的设施和支持。作者还感谢印度科学理工学院（CSIR）跨学科科学技术研究所提供分析设施和协助。
Dennison Bindulekha Arya|Salom Gnana Thanga Vincent
