淇澳岛红树林沉积物镉的空间分布特征和固定-再移动机制

摘要

随着工业与城市化进程加快，镉（Cd）因其高毒性威胁到河口生态与人类健康；潮间带红树林作为河口典型湿地，是重金属地球化学循环的重要场所，但其对沉积物Cd迁移转化的调控机制尚不明确。鉴于此，本研究以珠江口淇澳岛潮间带为研究区域，系统分析了沉积物Cd全量及其地球化学形态的空间分异状况，利用薄膜梯度扩散技术（DGT）揭示了活性态Cd在上覆水-沉积物剖面的季节变化规律，旨在明确沉积物Cd空间分布规律及其固定-再移动的地球化学机制。结果表明：红树林沉积物Cd全量显著高于滩涂（P<0.05），且沉积物Cd的地球化学形态以酸可溶态为主（37%～50%），此形态呈现出较强的再移动性与生物有效性；冬季时，锰（Mn）氧化物的还原溶解是导致表层沉积物活性态Cd质量浓度显著升高[（1.07±0.16）μg/L]的主要成因；而夏季高温条件下，有机质矿化促进硫酸盐还原生成CdS沉淀，则是造成活性态Cd质量浓度降低[（0.07±0.02）μg/L]的主要原因；红树林根系会截留悬浮颗粒物，高有机质、弱酸性的环境会促进Cd在沉积物中富集并抑制其再移动。本研究可为珠江口地区沉积物Cd污染防控以及红树林修复策略提供科学依据与理论支持。

关键词

镉 / 红树林 / 沉积物 / 薄膜扩散梯度技术(DGT) / 时空分布 / 再移动机制

基金资助

国家自然科学基金（42577083）; 广东省基础与应用基础研究基金（2024B1515020030）; 中国科学院青年创新促进会会员（2022352）; 国家重点研发计划（2023YFC3709005,2023YFC3709002）