近岸海域是海洋生物地球化学循环中较为活跃的耦合区,随着重金属污染问题日益严峻,重金属在海洋生物圈中的行为是近岸海洋科学研究中的前沿热点之一.大亚湾海域作为典型的亚热带半封闭海湾,随经济发展而引起的生态环境变化极具代表性.为了全面理解大亚湾海域环境典型重金属污染水平以及潜在生态危害,本文以海水-沉积物-马尾藻为系统研究对象,分析重金属污染元素铜、铅、砷在大亚湾表层沉积物、海水、马尾藻以及细胞超微结构中的地球化学和生物地球化学特征.结果表明:沉积物和海水中铜、铅、砷的平均含量均未超过国家一类质量标准,部分站位因外源输入含量较高.生物富集系数表明,马尾藻对重金属吸收大小顺序为砷＞铅＞铜,且表现出对砷较强的富集吸收能力.透射电子显微镜观察发现,大亚湾重金属元素生物地球化学效应主要表现为马尾藻细胞超微结构异常和变形,并出现大量黑色电子致高密度体.能谱分析表明铜、铅、砷等重金属元素以电子致高密度体的形式淀积在马尾藻细胞的内部组织结构中,对细胞超微结构有损伤诱变作用,为大亚湾生态环境提供早期预警信号.