基于同位素与分子特征的珠江口沉积物活性重金属迁移机制：陆源有机质的关键控制作用

《Journal of Hazardous Materials》：Labile heavy metals in sediments controlled by terrestrial organic matter based on isotopic and molecular signatures in an anthropogenic estuary

　　本文聚焦人类活动影响下的珠江口沉积物-溶解性有机质（SDOM）与活性重金属（LHM）的相互作用机制，通过同位素（δ13C）和分子水平分析，揭示陆源高芳香性SDOM通过络合作用促进重金属迁移的生态风险，为河口重金属生物有效性评估提供新视角。

　　

研究亮点

活性重金属（LHM）的空间分布呈现出显著的西海岸及河口区域富集特征。LHM浓度升高与有机碳氮比（TOC/TN）上升、稳定碳同位素（δ¹³C）值降低的同步现象，表明陆源有机质（OM）是驱动LHM迁移和累积的关键因素。

研究区域

珠江作为全球第13大、中国第二大河流，年均径流量约330×10⁹立方米，输沙量达80×10⁶吨。其河口区（PRE）是淡咸水交汇的过渡带，受高度城市化与密集人口影响显著。

LHM分布规律与风险评估

活性重金属在表层沉积物中呈现明显的空间异质性。珠江四大河口输入导致重金属在西南部海域沉积，并受科里奥利力与离岸流共同作用。多数LHM（砷、钴、镍、锌、镉、铜、锰）在北部河口及西海岸浓度最高，随后向海方向递减。

陆源输入对LHM来源与分布的控制

沉积物中理化因子（如粒度、pH、氧化还原电位、有机质）通过调控重金属形态转化影响其迁移性。例如铁锰在低pH下可从氧化物转化为可溶态，而铜镍更易与有机质结合形成稳定形态。

研究结论

本研究通过分子水平证据表明，陆源SDOM的高芳香性和低生物活性显著增强了重金属的迁移潜力，而含氮/硫的生物源DOM（如浮游植物代谢产物）对活性铅/铬的贡献尤为突出。这为人为干扰型河口重金属风险管控提供了分子级机制解析。