晋江河口红树林恢复工程对土壤重金属和微塑料的影响

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近年来,亚热带河口湿地由于人为活动、生物入侵等导致退化严重,在退化河口湿地恢复红树植物具有实际意义。此外,河口湿地重金属与微塑料污染因其潜在生态风险也日益受到重视。本文拟以福建晋江河口红树林恢复湿地为研究对象,探究红树林恢复过程中不同恢复模式对土壤重金属总量、酸可挥发性硫化物(AVS)、同步可提取重金属(SEM)、微塑料分布特征影响,揭示晋江河口红树林恢复湿地土壤重金属生物有效性及释放风险,初步阐明恢复湿地土壤微塑料来源及其与重金属之间的相互作用关系,以期为相似河口湿地恢复与保护提供科学依据与参考。研究结果表明:湿地恢复过程中,土壤重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg总量有所升高,且恢复区均高于对照区,表明红树林恢复有利于重金属的积累。不同混交植物类型和种植密度均能显著影响重金属分布。地累积指数法和潜在生态风险指数法评价结果表明红树林恢复并未降低重金属污染水平,Cd和Hg释放风险较强。湿地恢复过程中,土壤AVS含量整体上随深度先增大后趋于稳定。但SEM的分布较AVS更为均衡,且恢复区SEM和AVS均高于对照区,表明红树林恢复促进了AVS的产生和SEM的积累。不同混交植物类型和种植密度能显著影响AVS和SEM的分布。湿地恢复后表层和亚表层(0-20 cm)土壤重金属生物有效性增加,但由于AVS的固定作用,更深层的土壤无潜在毒性效应。恢复湿地土壤中微塑料丰度为490-1170 n/500g(干土壤),主要是小型(<1mm,81.93%)纤维类(68.58%)微塑料,红树林恢复有利于微塑料的汇集与积累。差异性分析表明仅种植密度对微塑料分布有影响。拉曼光谱分析微塑料聚合物类型主要为涤纶树脂(PET)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP);扫描电镜图显示微塑料表面有明显的裂缝、褶皱、凹陷或凸起以及粘附其它物质等老化现象,表明它们在环境中受到了不同程度的机械侵蚀或化学风化;能谱分析发现其表面吸附有Cr、Zn、Pb、Cd等重金属。相关性分析表明微塑料吸附的重金属并不一定来源于湿地土壤,且微塑料可能作为重金属载体转移至土壤中。
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