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華南植物園對亞熱帶紅樹林微塑料-重金屬協(xié)同污染研究取得新進(jìn)展
紅樹林作為熱帶、亞熱帶潮間帶的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)，具有固岸護(hù)堤、碳匯存儲、污染物截留等重要生態(tài)功能。然而，工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展給紅樹林帶來了持續(xù)的復(fù)合污染壓力。微塑料與重金屬作為濱海環(huán)境中兩類典型的持久性污染物，常共存于紅樹林沉積物中，但二者的協(xié)同垂直分布特征、相互作用機(jī)制及驅(qū)動因素此前尚未得到深入解析。
研究通過采集福建漳江口紅樹林國家級自然保護(hù)區(qū)紅樹林0-100cm深度的沉積物巖芯，綜合運(yùn)用多種檢測分析與生態(tài)風(fēng)險評價模型進(jìn)行深入研究。結(jié)果顯示，該區(qū)域紅樹林沉積物微塑料豐度為72.8~333 items/kg，以聚乙烯和纖維狀形態(tài)為主;砷、鎘、鉛等重金屬濃度超福建當(dāng)?shù)乇尘爸担呔诎坠侨?、桐花樹群落區(qū)積累量最高。生態(tài)風(fēng)險評價表明，微塑料污染處于低風(fēng)險水平，而鎘存在中度生態(tài)風(fēng)險，白骨壤區(qū)綜合污染達(dá)中度水平。研究通過掃描電鏡-能譜分析，直接證實(shí)鎘、鉛、鉻等重金屬可吸附于微塑料表面。研究發(fā)現(xiàn)，總有機(jī)碳、鹽度、纖維狀微塑料是介導(dǎo)二者協(xié)同污染的關(guān)鍵因素，微塑料豐度與鉻、鎳等重金屬濃度呈顯著正相關(guān)，微塑料作為重金屬載體可提升其環(huán)境遷移性與生物可利用性。210Pb定年分析顯示，二者在沉積物中呈現(xiàn)三階段積累模式：上世紀(jì)80年代前積累緩慢，80年代后隨我國工業(yè)化進(jìn)程快速增長，2010年后重金屬積累略有下降但微塑料仍呈上升趨勢，這與我國社會經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和環(huán)境管控政策的實(shí)施高度契合。研究還發(fā)現(xiàn)，不同紅樹林物種污染截留能力差異顯著，白骨壤、桐花樹的復(fù)雜根系比秋茄板狀根具有更強(qiáng)的固持能力，而無植被裸灘污染物積累量明顯更低。
相關(guān)研究成果以“Temporal dynamics and synergistic pollution of microplastics and heavy metal(loid)s in subtropical mangrove sediments”為題近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Gondwana Research(《岡瓦納研究》)上。中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心碩士研究生覃舒婷為第一作者，莊萍副研究員為通訊作者，王法明研究員等參與了相關(guān)研究。該研究得到了廣東省科技計劃、ANSO 合作研究、國家自然科學(xué)基金等項目的資助。
圖1. 不同紅樹林植被類型中重金屬和微塑料豐度的變化
圖2. 微塑料和重金屬污染歷史趨勢
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