《Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C》：Contamination profiling and multi-index risk characterization of rare earth elements in a high-siltation deltaic estuarine system
编辑推荐：
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首次对梅格纳河口的稀土元素（REEs）进行了生态风险评估。
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从哈蒂亚（Hatiya）到昌德普尔/博拉（Chandpur/Bhola），沉积物中的REEs含量下降；轻稀土元素（LREEs）富集，而Eu和Ce元素则减少。
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观察到中等程度的重稀
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首次对梅格纳河口的稀土元素（REEs）进行了生态风险评估。
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从哈蒂亚（Hatiya）到昌德普尔/博拉（Chandpur/Bhola），沉积物中的REEs含量下降；轻稀土元素（LREEs）富集，而Eu和Ce元素则减少。
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观察到中等程度的重稀土元素（HREEs，如Gd、Dy、Lu）富集，表明来源多样。
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检测到中等程度的生态风险；哈蒂亚的风险指数最高。
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镥（Lu）是主要的贡献元素，凸显了其环境重要性。
引言
稀土元素（REEs）由于在高科技产业中的广泛应用以及在现代技术（如可再生能源系统、医学成像和 electronics）中的关键作用，越来越被认为是新兴的微量污染物（Gu等人，2020年；Wang等人，2022年；Farzana等人，2025年）。稀土元素包括15种镧系元素（La–Lu）、钪（Sc）和钇（Y），根据原子质量和电子构型进一步分为轻稀土元素（LREEs：La–Eu）和重稀土元素（HREEs：Gd–Lu）（Elderfield等人，1990年；Liang等人，2014年）。尽管它们具有巨大的技术价值，但REEs在环境中的释放和积累引发了严重担忧，因为它们具有持久性、生物毒性和潜在的生态风险（Lin等人，2008年；Gu等人，2022年）。
由于稀土元素在现代工业中的不可或缺的作用，其大规模开发导致这些元素通过多种途径排放到自然环境中。这些途径包括采矿和工业活动的排放、废水排放、大气沉降以及农业径流（Gwenzi等人，2018年；Tommasi等人，2021年）。一旦释放，稀土元素主要在水生沉积物中积累，并与有机和无机颗粒结合。这使得沉积物成为这些元素的关键汇和储存库（Kalnejais等人，2015年；Wang等人，2021年）。河口和沿海地区由于陆地与海洋系统的动态相互作用以及受到强烈人为压力的影响而尤为脆弱。
沉积物中的稀土元素并不是永久固定的。然而，环境条件的变化（如pH值、氧化还原电位和水动力）可以使稀土元素从沉积物重新释放到上层水中，导致二次污染（Nielsen等人，2010年；Miranda等人，2021年）。这种重新释放对水生生态系统构成显著风险，因为稀土元素具有生物累积性，在高浓度下会对水生生物产生毒性作用（Gu等人，2023年；Lachaux等人，2022年）。过量的稀土元素会导致严重的毒性效应，包括生殖障碍、钙代谢紊乱和水生生物的氧化应激（Farzana等人，2025年）。
梅格纳河口是孟加拉湾最大的河口之一，是一个动态且生态关键的系统。该河口以强烈的沉积物输送和沉积为特征，每年向海湾输送约11 × 10^9公斤的沉积物（Klemme等人，2024年）。其水动力学和沉积模式受陆地输入、潮汐流以及沿海过程的共同影响，而上游的工业、农业和城市活动则带来了各种污染物，包括重金属、稀土元素、微塑料和农业化学品（Hossain等人，2024年）。其中，稀土元素作为示踪剂尤为重要，可以反映自然地球化学过程和人为影响。研究它们的分布和行为有助于了解沉积物动态、污染物传输和整个河口生态系统的健康状况（Blake等人，2017年；Gu等人，2022年）。
先前的研究已经强调了稀土元素污染对全球河口地区的影响，包括亚马逊河口（Sholkovitz，1993年）、中国九龙江口（Peter等人，2020年）和澳大利亚大堡礁（Saha等人，2021年）。然而，沿孟加拉国海岸线的稀土元素的分布、行为和生态影响仍然知之甚少，特别是在沉积物负荷沉重的梅格纳河口中。梅格纳河口是一个复杂的地球化学系统，其中极高的沉积物负荷可能会稀释或掩盖人为污染的痕迹。与孟加拉湾之前的区域调查不同，本研究应用了多指数框架（EF、PERI、PCA和NMDS）来分析非线性河口梯度上的稀土元素行为。这种综合方法能够检测到微弱的重稀土元素富集，特别是镥（Lu）和铕（Er），这些元素在许多南亚河口中可能被大量的陆源硅酸盐物质所掩盖。为了弥补这一知识空白，本研究旨在：（i）确定沉积物中稀土元素的存在；（ii）评估它们在河口中的空间分布和富集模式；（iii）识别潜在的自然和人为来源；（iv）评估其潜在的生态风险。通过实现这些目标，本研究提供了关于这一关键河口系统中稀土元素行为的首批基线数据，并为预测人类活动和气候变化对沉积物质量、污染物动态和整个生态系统健康的影响提供了见解。这些发现对于理解与沿海和河口生态系统相关的稀土元素污染的环境影响和生态风险也具有全球意义。此外，它直接支持了可持续发展目标14（“水下生命”），解决了污染、生态系统健康和沿海资源可持续管理等问题。
章节片段
研究区域
梅格纳河发源于印度的跨境丘陵地区，通过基肖尔甘杰（Kishoreganj）地区进入孟加拉国，形成了世界上最动态的三角洲河口系统之一（图1）。梅格纳河口以高度动态的淡水-海水界面为特征，平均年流量约为33,000立方米/秒，在雨季高峰期可超过100,000立方米/秒。从地质学上看，该河口位于全新世时期梅格纳河口沉积物中稀土元素的存在和空间分布
沉积物中稀土元素的分布显示出明显的降序：Ce > La > Nd > Y > Th > Sm > Gd > Dy > Pr > Sc > Er > Yb > Eu > Tb > Ho > Tm > Lu（图2，表2）。这一顺序表明轻稀土元素（LREEs，如Ce、La、Nd）相对于重稀土元素（HREEs，如Er、Yb、Lu）更为普遍，这是在河口和沿海沉积物中经常观察到的趋势，因为LREEs对粘土矿物的亲和力较强结论
本研究全面评估了梅格纳河口中稀土元素（REEs）的分布及其相关生态风险。空间分析显示，哈蒂亚（Hatiya）地区的总REE浓度较高，尤其是重稀土元素（Gd、Dy、Lu）的富集程度高于昌德普尔（Chandpur）和博拉（Bhola）地区，表明河口系统内部存在空间异质性。标准化的REE模式一致显示轻稀土元素的富集，同时Eu和CRediT作者贡献声明
Abdullah Al Jubaer：撰写——原始草稿，项目管理，方法论，调查，正式分析。Mehedi Mahmudul Hasan：监督，资源，项目管理。Khadijatul Kubra Riya：撰写——原始草稿，资源，方法论。Sanjida Jahan Farjana：方法论，调查。Takaomi Arai：撰写——审阅与编辑。Md. Kamal Hossain：调查，正式分析，数据管理。Mohammad Moniruzzaman：调查，正式分析。Mohammad Belal Hossain：Costa等人，2021年；Daskalakis和O’Connor，1995年；Lian等人，2022年；Liu等人，2013年；Ma和Han，2024年；Selvaraj等人，2024年；Siepak，2021年；Sojka等人，2024年；Su等人，2017年；USEPAU。S. E. P. A，1996年；Alhassan和Aljahdali，2021年。
? 作者声明他们没有任何已知的可能会影响本文所报告工作的财务利益或个人关系。
致谢
感谢我们的实验室（LEEB）同事在采样过程中的帮助，他们是Md. Azizur Rahman、Md. Tanvirul Ehsan和Md. Rahim Easin。Abdullah Al Jubaer | Mehedi Mahmudul Hasan | Khadijatul Kubra Riya | Md. Kamal Hossain | Mohammad Moniruzzaman | Sanjida Jahan Farjana | Takaomi Arai | Jimmy Yu | Nurul Aini Kamaruddin | Mohammad Belal Hossain
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