引言
潜流带是河水与地下水相互作用的关键过渡区，常被称为河流的“肝脏”（Frei et al., 2019）。该区域具有剧烈的物理、化学和生物过程，是河流水生生态系统中水体交换、溶质运输、代谢、污染物储存与迁移以及营养物质循环的主要通道（Adu, 2021, Harvey and Gooseff, 2015, H?hne et al., 2022）。由于农业和工业排放等人类活动，微塑料（MPs）（Egbueri et al., 2026b）、重金属（HMs）（Sengupta et al., 2018）和持久性有机污染物（Aralu et al., 2024, Aralu et al., 2025, Egbueri et al., 2026a）等污染物向河流的排放显著增加，需要持续关注。重金属是环境中常见的传统污染物，难以降解，并对包括人类在内的生物群落健康构成威胁（Sengupta et al., 2018）。此外，当微塑料进入水环境时，它们会与砾石等硬质颗粒碰撞和研磨，产生剪切应力，导致微塑料表面产生大量裂纹和孔隙。长期的紫外线辐射也会在微塑料表面产生新的官能团、缺陷和活性位点，增加其极性以及对金属离子的亲和力（Cooper and Corcoran, 2010, Song et al., 2015）。重要的是，潜流交换调节溶质的滞留时间，从而显著影响其迁移和转化（Gomez-Velez et al., 2017）。潜流带中的孔隙水流动不仅使颗粒穿透到更深的河床中，还允许微塑料通过潜流路径重新出现并返回水中（Drummond et al., 2020, Hoellein et al., 2019）。这些污染物容易在流体动力学的影响下释放到孔隙水中，导致河流的二次污染（Micó et al., 2006）。目前，微塑料 - 重金属（MP-HM）复合污染问题已引起学术界的广泛关注（Holmes et al., 2012），其在潜流带中的分布亟待进一步分析。
微塑料 - 重金属的相互作用受多种因素驱动，包括理化因素、微塑料的老化程度以及在塑料生产过程中添加的金属负荷。背景环境因素，如理化性质和沉积物性质，在短时空尺度上对污染物调节具有相对静态的影响。在北洛河，黄土高原的一个典型流域，严重的土壤侵蚀和频繁的人类活动导致陆源有机物被冲入河网，导致溶解性有机物（DOM）的空间异质性，这显著影响微塑料 - 重金属之间的相互作用。DOM 被认为是自然生态系统中化学活性最高的组分之一（Zhong et al., 2025）。腐殖质可以作为结合重金属的环保材料，因为它们拥有大量的结合位点（Cui et al., 2024）。Zhang 等人发现，腐殖酸（HA）和富里酸（FA）竞争吸附位点，改变表面性质，并促进聚苯乙烯的团聚，从而减少可用于砷结合的表面位点数量（Zhang et al., 2026）。HA 可积聚在微塑料表面，形成类似生物膜的层，增强聚苯乙烯对痕量污染物的吸附和转化（Abdurahman et al., 2020）。一方面，DOM 可与金属形成络合物，显著改变其传输机制和生物有效性（Sun et al., 2017, Xu et al., 2013）。反过来，DOM 影响微塑料的团聚、老化和表面化学性质，改变其对共存化学污染物的吸附特性，从而影响其在水环境中的命运、稳定性和生态效应（Zhang et al., 2024, Zhang et al., 2023）。这种双向调节效应意味着 DOM 的存在不仅改变微塑料对重金属的吸附能力，还决定重金属在多介质中的动态分布和储存能力。
在河流生态系统中，微塑料和重金属的联合暴露比单一污染物的毒性更强（Nakashima et al., 2012），对人类健康、物种多样性和流域生态系统构成难以计算的威胁（Ashton et al., 2010, Holmes et al., 2012）。先前的研究报告称，微塑料 - 重金属对微藻、鱼类和牡蛎等水生生物具有不利影响（Tunali et al., 2020, Yang et al., 2020）。Lu 等人将斑马鱼同时暴露于聚苯乙烯和镉中，发现镉在斑马鱼的鳃、肝脏和肠道中积累，引起炎症和氧化损伤（Lu et al., 2018）。作为重金属的载体，微塑料增加了重金属的暴露途径并增强了其生物累积毒性。微塑料可以吸附重金属并将其运输到体内，随后在肠道消化系统中解吸（Zhou et al., 2020）。在水环境中，微塑料 - 重金属复合物抑制叶绿素 a 浓度，对藻类生长产生不利影响（Tunali et al., 2020, Wang et al., 2020）。此外，微塑料为藻类的附着和生长提供了合适的表面（Stabnikova et al., 2021）。微塑料 - 重金属有毒，抑制藻类光合作用，并诱导氧化损伤（Fu et al., 2019, Yan et al., 2020）。作为河流生态系统中的初级生产者，周丛藻类在调节物质转化、能量代谢和营养物质级联方面起着至关重要的作用，并被广泛用作水生生态健康评估中的生物指示群体。DOM 对污染物的调节作用决定了潜流带内的生物有效性和生态风险。周丛藻类直接暴露于 DOM 调节的局部环境中，使其成为研究污染物生态效应的最佳选择。
尽管污染物浓度、DOM 特征与周丛藻类的生物响应之间存在密切相关性，但综合考量这三个因素对于评估河流中的复合污染至关重要。我们假设不同的 DOM 组分选择性调节重金属的界面分布，这反过来改变环境压力并触发周丛藻类的生物响应级联。本研究重点关注河流的潜流带，结合相关分析、冗余分析（RDA）、地理探测器模型和偏最小二乘 - 结构方程模型（PLS-SEM）等多变量统计方法，分析污染物、营养物质和生物响应的级联效应。本研究旨在（1）阐明微塑料与沉积物之间重金属的界面储存和分布特征，（2）评估微塑料 - 重金属对周丛藻类的生态效应，以及（3）探索 DOM 作为中介变量影响重金属界面分布和污染物生物毒性的潜在途径。这些发现为揭示潜流带多介质污染的驱动机制提供了理论支持，并为流域生态恢复和风险防控提供了科学依据。
