近日,国际环境科学与技术领域顶级期刊《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)以副封面文章形式,在线发表了我院韩民伟博士等关于南海西部有机磷酸酯(OPEs)生物地球化学循环的最新研究成果。
有机磷酸酯(OPEs)作为阻燃剂和增塑剂,被广泛用于塑料、家具、电子设备等各类消费品和工业产品中。随着其在全球范围内的大量使用,OPEs已成为一类备受关注的新污染物。研究团队系统分析了南海西部海域大气、雨水、表层海水、深层海水及海底沉积物等多种环境介质中OPEs的赋存特征,追踪了OPEs在南海西部从大气到深海的完整旅程。
研究结果显示:(1)大气颗粒物是“运输队长”。大气颗粒物扮演了至关重要的“运输队长”角色,从大气进入海洋的OPEs中65.3%–98.4%由大气颗粒物所输运,其中对氯化OPEs的运输效率更是高达60.5%–100%。(2)微生物群落主动响应降解。深海微生物群落通过积极的生态位分化和群落演替来响应OPEs的污染压力。 一些关键的降解菌属(如Alteromonas和Marinomonas)显著富集,并通过上调碱性磷酸酶等水解酶的丰度,从而有效降解OPEs。这一发现揭示了深海环境中存在一个活跃的 “微生物生物泵” ,这在一定程度上调控着深海OPEs的浓度与最终归趋,展现出海洋生态系统的自净潜能和对人为干扰的适应性。(3)耦合驱动:物理输送与生物转化的双轮引擎。OPEs在海洋中迁移转化是由物理过程和生物过程共同驱动的。大气颗粒物和海洋生物泵构成了“物理输送引擎”,负责将OPEs从海表运送到深海;而深海微生物群落则构成了“生物转化引擎”,负责将其降解转化。两者共同决定了OPEs在海洋环境中的赋存与最终命运。(4)潜在风险:珊瑚礁生态系统面临持续压力。基于对历史数据的对比分析发现,南海大气和表层海水中的OPEs浓度呈现出显著的逐年上升趋势,这意味着输入通量正在持续加大,南海珊瑚礁生态系统可能正在面临这类新污染物的潜在健康与生态威胁。
该研究系统阐明了OPEs从大气到深海的完整迁移路径与驱动机制,不仅揭示了OPEs在海洋中完整的生物地球化学循环过程,更重要的是建立了一个“源-汇-过程-效应”的完整研究框架,强调了物理运输和生物转化在确定其环境影响中的耦合作用,为评估新污染物的海洋环境行为与生态风险提供了全新范式。
文章信息如下:
Han Minwei, Yu Kefu, Zhang Ruijie, Chen Biao, Xiong Mei, Kang Yaru, Yu Xiaopeng, Qin Zhenjun, Xu Xiangrong (2025) Organophosphate Ester Migration Mechanisms and Environmental Impacts in the Western South China Sea. Environmental Science & Technology, 59: 24538—24552. https://doi.org/10.1021/acs.est.5c09148.
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文字作者:韩民伟
图片来源:论文
编辑:周剑、黄葳葳
一审一校:周剑
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