《Regional Studies in Marine Science》：Assessment of ecological risk of heavy metal load in the Kongsfjorden, Fjord, Svalbard in the Arctic Environment using multivariate pollution indices
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•孔斯菲厄登的重金属负荷顺序为：Mn > Zn > Cr > Ni > Cu > Pb > Co > As > Cd。•镉浓度略高于SanPiN标准，接近ASQGs允许水平•多元污染指数（Igeo、Cf和Cdeg）将其归类为中度污染•PERI显示孔斯菲厄登生态系统存在潜在的高
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孔斯菲厄登的重金属负荷顺序为：Mn > Zn > Cr > Ni > Cu > Pb > Co > As > Cd。
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镉浓度略高于SanPiN标准，接近ASQGs允许水平
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多元污染指数（Igeo、Cf和Cdeg）将其归类为中度污染
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PERI显示孔斯菲厄登生态系统存在潜在的高风险
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本研究强调需对气候敏感的孔斯菲厄登环境进行定期监测
引言
斯瓦尔巴群岛的极地地区由于其岛屿性质、地理位置偏远以及极少的人类活动，通常被认为是原始未受污染的。然而，过去十年来，由于跨界污染过程将污染物从远处来源输送至这些地区，人们对重金属不断流入这些地区（尤其是北极地区）的现象日益感到担忧（Rajaram等，2023）。除大气途径外，重金属还通过河流排放和海洋环流被输送至北极峡湾。在局部尺度上，冰川融水既包含基底岩侵蚀产生的天然土壤和岩石，也包含主要沉积在冰川表面的大气颗粒物（Rudnicka-K?pa等，2024），它充当了污染物的二次来源（Zaborska等，2020）。由于全球气候变化，北极地区出现了永久冻土融化、冰川融化、冰雪覆盖变化、河流流量增加以及海岸线广泛侵蚀等一系列过程（Kohler等，2007）。除影响峡湾的水动力学和水文特征外，冰川融化过程还可能导致邻近地区出现大量金属沉积（Rudnicka-K?pa等，2024）。尽管目前对冰川融水中金属负荷的研究较少，但鉴于气候变化速度，它可能成为污染的重要二次来源。
另一方面，据Maccali等（2013）报告，西斯匹次卑尔根洋流（WSC）促进了较温暖海水向这些峡湾的输送，增强了镉（Cd）和铅（Pb）等重金属的远距离迁移。?okas等（2019）的研究强调了冰表砾石坑（冰川表面的小凹陷）在捕获污染物（包括金属和放射性核素）方面的显著作用，这些污染物随后在夏季释放至峡湾系统中。北极峡湾是极其敏感的生态系统，对于评估微小环境变化的影响至关重要（Bianchi等，2020），因为它们位于海洋、大气、陆地和冰冻圈系统的交汇处。
孔斯菲厄登被认为是评估未来环境变化的高纬度参考站点，因为它已受到人类活动的严重影响（Bischof等，2019）。该峡湾两侧既有陆地终止冰川又有海洋终止冰川，同时受到温暖含盐大西洋海水（AW）入侵（Luckman等，2015；Promińska等，2017）和陆地淡水补给（Svendsen等，2002）的严重影响。这些综合影响使孔斯菲厄登成为研究冰川主导型峡湾系统中金属污染物动态的理想天然实验室（Bianchi等，2020）。来自各种来源的金属被吸附到下沉的颗粒物上，随后沉积于海底沉积物中。根据多项研究，这些金属会随着物理化学和气候条件的变化而发生生物地球化学改变，沉积物再悬浮可能使它们重新迁移至水柱中（Gibson等，2015；Zhang等，2015；Burton等，2006）。此外，峡湾的极端环境条件（低太阳辐射、广泛冰盖覆盖和零度以下低温）显著减缓了污染物的降解速度，与温带地区相比尤为明显（Chen等，2018）。因此，沉积物在海洋系统中既作为金属的汇，也作为二次来源，在其传输、积累和循环过程中发挥着关键作用（Zaborska等，2017；Kamaraj等，2025；Rani等，2026；Murugan，2026）。随着时间的推移，孔斯菲厄登半封闭的特性可能导致金属浓度不断积累，特别是在沉积物中，可能通过积累、生物富集和生物放大等过程达到毒性水平（Sigamani等，2024）。
因此，使用公认的风险评估指数（Kumar等，2022），如地化累积指数、污染因子、污染程度、环境污染负荷和潜在生态风险指数（Antony等，2022；Kumar等，2022a；Mallesh等，2026），来研究沉积物中重金属风险的重要影响因素（如地理分布和生态状况）（Khan等，2020；Kumar等，2022b；Yeasmin等，2025）至关重要。这些指数有助于将当前金属浓度与自然地球化学背景水平进行比较，并作为区分人为影响的有效工具（Chifflet等，2019；Gül?en-Rothmund等，2023）。在此背景下，本研究旨在：(i) 使用污染指数评估孔斯菲厄登中重金属（Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Mn）的空间分布和吸附情况；(ii) 运用多元统计技术评估研究区域的重金属负荷水平；(iii) 确定孔斯菲厄登中特定金属的潜在生态风险。基于上述目标，本研究提出以下假设：孔斯菲厄登沉积物中的重金属污染在空间上具有异质性，这些金属的来源和关联可通过多元统计分析加以揭示，且某些金属对峡湾生态系统的潜在生态风险贡献不成比例。
章节摘要
研究区域
孔斯菲厄登，又称"孔斯峡湾"或"国王湾"，是斯瓦尔巴群岛斯匹次卑尔根岛上北极海区域的一个峡湾，长约20 公里，宽约4 公里。外峡湾较深（350–400 米），主要受大西洋海水通过西向斯匹次卑尔根沿岸流涌入的影响；内峡湾相对较浅（约100 米），显著受冰川融水入侵的影响（Hop等，2002）。共有四个
多元金属污染指数
为全面评估沉积样本中的重金属污染，本研究采用了多种广泛接受的指数，包括：I）地化累积指数（Igeo）、II）污染因子（CF）、III）污染程度（Cdeg）、IV）污染负荷指数（PLI）和V）潜在生态风险指数（PERI）。这些指数纳入了地壳中天然存在的金属背景浓度。指数I和II用于评估……的等级
沉积物特征和总有机碳
孔斯菲厄登各站点之间的沉积物性质表现出显著的空间差异。粉砂和粘土构成了沉积物的主要成分，在大多数站点中砂质的比例均远小于前两者（Mk等，2021）。粉砂含量从CB-8站的30.0%到TRF-2站的54.0%不等，砂质含量从TRF-3站的7.5%到CB-8站的34.5%不等。在CB-8站，粘土含量为35.5%；在TRF-3站则为51.0%（图2）。粘土含量最高的站点
结论
本研究利用一系列污染负荷指数，对斯瓦尔巴群岛孔斯菲厄登的十个采样站点的重金属和微量元素污染进行了调查。基于多个指数（包括Igeo、Cf、Cdeg、PLI和PERI），总体沉积物质量被归类为低至中度污染。然而，基于指数的评估发现BB-9站的镉（Cd）存在中度污染，若持续存在则可能构成高生态风险
资助信息
作者感谢印度政府国家极地海洋研究中心（NCPOR-MoES）在斯瓦尔巴群岛提供基础设施、研究协助及其他必要设施，以完成本研究。
CRediT作者贡献声明
Atikulla Shaikh：形式分析。Kolandhasamy Prabhu：软件。Siddhartha Magesh：形式分析。Sigamani Sivaraj：撰写——初稿、调查研究、概念构思。Krishnaswamy Ezhilan Vivekanandan：形式分析。Chandrasekhar Siddharth：方法论、概念构思。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的可能影响本文所述工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
通过印度北极远征（NCPOR/ARC/IAE-2025-26/16；日期：2025年3月13日），印度政府地球科学部（MoES）国家极地海洋研究中心（NCPOR）在斯瓦尔巴群岛提供了基础设施、研究支持及其他必要设施，第一作者和通讯作者对此表示感谢。我们也感谢萨蒂亚马巴姆科技大学萨蒂亚马巴姆研究中心海洋研究中心提供的设施支持，
Sigamani Sivaraj|Chandrasekhar Siddharth|Krishnaswamy Ezhilan Vivekanandan|Kolandhasamy Prabhu|Atikulla Shaikh|Siddhartha Magesh
