《Journal of Environmental Sciences》：Organophosphate esters in dredged sediments of eastern Chinese ports: Spatial variation, sources and ecological risks
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本研究调查了中国东部15个主要港口疏浚沉积物中有机磷酯（OPEs）的浓度、空间分布及来源，发现ΣOPEs浓度范围为6.27-112 ng/g，以三氯丙基磷酸酯（3-TCPP）为主。区域分布上，渤海/黄海港口浓度显著高于东海和南海。主成分分析表明航运、工业排放和室内释放是主要来源，沉积物特性如黏粒含量影响吸附。风险评估显示急性生态风险高（RQ>1.0），慢性风险中等，需加强工业港口区疏浚沉积物的管理。
苏家义|岳同同|王兆伟|赵一民|杨文超|贾宏伟
大连海事大学环境科学与工程学院，中国大连116026
摘要
本研究调查了中国东部15个主要港口疏浚沉积物中有机磷酸酯（OPEs）的浓度、空间分布、来源及其生态风险。分析结果显示，OPEs的总浓度范围为6.27至112 ng/g（平均：17.4 ng/g），其中以三（3-氯丙基）磷酸酯（3-TCPP）为主（最高浓度为130 ng/g）。在不同地区存在显著差异：渤海/黄海港口的OPEs浓度较高（平均分别为35.86 ng/g和59.1 ng/g），而东海和南海港口的浓度较低（平均分别为14.48 ng/g和24.8 ng/g）。主成分分析确定了三个主要来源：航运活动（占41.1%的方差）、来自防污涂层磨损的三苯基膦氧化物（TPPO）、2-乙基己基二苯基磷酸酯（EHDPP）和三（氯丙基）磷酸酯（TCPP）；工业排放（占36.2%的方差），包括来自塑料/电子制造业的三-o-甲苯基磷酸酯（TOTP）、三-m-甲苯基磷酸酯（TMTP）和三-p-甲苯基磷酸酯（TPTP）；以及室内释放（占10.1%的方差），例如来自消费产品的三异丁基磷酸酯（TiBP）。沉积物性质对OPEs的积累有显著影响，其中粘土-淤泥含量（R2 = 0.86）和总有机碳（R2 = 0.83）是影响吸附的关键因素。风险商数（RQ）表明，芳基OPEs（EHDPP、TOTP、TMTP、TPTP）和3-TCPP具有较高的急性生态风险（RQ > 1.0）。风险评估表明，长期暴露对这些OPEs具有中等程度的生态风险。本研究强调了针对疏浚沉积物进行管理的必要性，尤其是在工业化港口区域，以减轻二次污染风险。
引言
自20世纪以来，由于有机磷酸酯（OPEs）的有效性和成本效益，它们被广泛用作塑料、电子产品和纺织品中的阻燃添加剂（Luo等人，2020a；Lin等人，2024）。作为非共价结合的惰性添加剂，OPEs容易通过磨损、挥发和渗漏进入环境（Chen等人，2019）。其亲脂性至中等疏水性使得它们在沉积物中积累（Zhang等人，2025），这些沉积物成为重要的环境储存库。随着多溴联苯醚（PBDEs）受到监管限制，全球OPEs的生产和消费量急剧增加（USEPA，1976）。越来越多的毒理学证据表明，OPEs对人体健康构成严重威胁，包括潜在的致癌性、神经发育障碍和内分泌干扰，同时生态毒理学研究显示它们对水生生物有不良影响，威胁生物多样性和生态系统稳定性（Chokwe等人，2020）。因此，OPEs污染已成为一个全球性的环境问题。
在全球范围内，2019年亚洲的阻燃剂消费量占全球总量的51%，其中中国是最大的单一消费国，占比达到27%（Flame Retardants Online，2024）。预计到2025年，消费量将以每年2.7%的复合增长率增长。如此巨大的消费量，加上OPEs容易从产品中渗漏的特点，凸显了理解和管理中国环境中OPEs污染的紧迫性。在港口区域，OPEs通过多种途径进入环境，包括工业和市政废水排放（例如来自电子、塑料和制药制造业）、船舶防污涂层及其他海洋材料的磨损和释放，以及周围工业和城市景观的地表径流。这些多样的输入途径导致港口沉积物中积累了复杂的OPEs混合物，其组成反映了当地人类活动的影响（Hu等人，2017；Naseem等人，2024）。
港口具有重要的地缘战略意义，是经济发展的关键驱动力，是海运业的主要枢纽——该行业承担了全球超过80%的贸易量，并每年消耗约3.3亿吨燃料。因此，这些枢纽也成为来自这些密集工业和商业活动的各种污染物的主要环境储存库（Galuzzi-Silva和Mata-Lima，2022；Li等人，2025）。
中国拥有漫长的海岸线和众多主要港口，是此类污染物的关键积聚区。由于OPEs的亲脂性和疏水性以及它们吸附在颗粒物上的倾向，它们成为港口沉积物中的主要有机污染物。长期的港口运营导致沉积物积累，这会阻碍港口基础设施并逐渐降低水深，影响航行安全。对于需要更深吃水深度的大型船舶来说，疏浚对于确保安全停泊和航行至关重要（Umar等人，2023）。除了维护通航航道外，疏浚还能提高港口的吞吐能力；加深的水道可以减少船舶等待时间并缓解拥堵（Bu等人，2023）。然而，疏浚也带来了显著的环境挑战。疏浚出的物质通常富含粘土矿物（如蒙脱石、高岭石）、氧化铁和有机物。这些成分通过表面络合、离子交换和疏水相互作用等机制有效吸附有机污染物（Elhadj等人，2024）。因此，大量疏浚出的沉积物因污染物富集而被归类为有毒废物，成为高度持久性污染物的长期储存库（Crocetti等人，2022）。作为世界上疏浚量最大的国家，中国每年处理超过20亿立方米的沉积物，这引发了关于受污染沉积物管理的重大关切（Wang等人，2025a）。鉴于疏浚沉积物作为持久性污染物储存库的作用，了解这些沉积物中污染物的存在和风险对于环境保护至关重要。
尽管现有研究已经提供了有关沉积物中OPEs的宝贵见解，主要集中在珠江三角洲（Wang等人，2018）和中国东海（Fang等人，2022）等地区，但对整个中国东部主要港口群的系统性评估仍然有限。考虑到这些港口的战略和经济重要性，这一知识空白尤为突出。本研究的主要目标是：（1）确定中国东部沿海港口疏浚沉积物样本中OPEs的浓度和空间分布，并进行可视化；（2）使用主成分分析（PCA）识别潜在的OPEs来源；（3）使用风险商数（RQ）方法评估这些疏浚沉积物中OPEs的生态风险。因此，本研究旨在填补关于中国东部主要港口群疏浚沉积物中OPEs污染的关键知识空白。研究结果将为生态风险评估提供重要数据，并为受污染沉积物的科学管理策略提供依据。
样本收集与制备
2023年7月至8月期间，从中国东部沿海地区的15个港口收集了疏浚沉积物（见图1）（采样点的名称和坐标列在附录A表S1中）。在25 m2（5 m × 5 m）的采样网格内，使用抓斗式疏浚机在预定义的位置（四个角落和中心点）系统地收集了五个沉积物子样本，以确保重复样本的可比性，然后将每个子样本的一部分合并
疏浚沉积物样本中OPEs的浓度和分布
本研究揭示了中国沿海港口沉积物中十种目标OPEs的显著空间异质性，为疏浚物质的管理提供了重要的基线数据。15个站点的OPEs浓度差异很大，范围从6.27 ng/g到112 ng/g（平均：17.4 ng/g）。最高的OPEs总浓度出现在站点7（青岛港；112 ng/g），其次是站点5（天津港；109 ng/g），最低的出现在站点8（连云港港；6.27 ng/g）。在各种OPEs中，3-TCPP的浓度最高
结论
本研究首次系统地调查了中国东部沿海主要港口疏浚沉积物中的OPEs。关键发现表明，渤海和黄海地区的OPEs总浓度显著较高，这主要是由于工业排放和航运等强烈的人类活动所致，而东海和南海地区的浓度较低，则受到自然水动力和较粗沉积物的影响
CRediT作者贡献声明
苏家义：概念构思、数据管理、研究、软件开发、可视化；
岳同同：概念构思、数据管理、研究、项目协调、软件开发。
王兆伟：概念构思、数据管理、研究、项目协调、资源调配、监督、写作与编辑。
赵一民：数据管理、数据分析、软件使用、可视化。
杨文超：数据管理、研究方法、资源调配、写作与编辑
数据可用性
数据可应要求提供。
附录A 补充数据：与本文相关的补充数据可在在线版本中找到。
未引用的参考文献
Seidel等人，2007
CRediT作者贡献声明
苏家义：写作——初稿、可视化、软件开发、数据管理、概念构思。
岳同同：软件开发、项目协调、研究、数据管理、概念构思。
王兆伟：写作——审稿与编辑、监督、资源调配、项目协调、研究、数据管理、概念构思。
赵一民：可视化、软件使用、数据分析。
杨文超：写作——审稿与编辑、资源调配、研究方法
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了中央高校基本研究基金（编号3132023504）和中国科学技术协会青年精英科学家资助计划（编号YESS20200025）的支持。
