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本研究调查了泰国安达曼海沿岸三个受干扰地点的重金属污染，利用海藻和海草作为生物指示剂，计算了Igeo、EF、MPI和BCF等生态指数。结果显示As和Cd为主要污染物，可能来自农业和污水；Thalassia hemprichii和Padina sp.表现出高生物累积能力，适合评估污染。未来需研究气候变化的影响。
Sindy Phetcharat|Jeong Ha Kim|Jaruwan Mayakun
宋卡王子大学理学院生物科学系，泰国宋卡府哈蒂艾
摘要
人类活动常常导致沿海生态系统的重金属污染。本研究探讨了海藻和海草作为重金属污染及沿海生态系统状况生物指示物的潜力。研究基于生态指数的计算，包括地质累积指数（Igeo）、富集因子（EF）、金属污染指数（MPI）和生物浓缩因子（BCF）。从安达曼海沿岸三个不同受干扰的区域收集了表层沉积物和大型植物样本。根据Igeo、EF和MPI的结果，利邦岛的沿海沉积物显示出大多数重金属的中等污染程度，而利迪岛和唐肯湾的沿海沉积物则显示出低至中等的污染程度。在所有研究区域中，最常见的是砷（As）和镉（Cd），这些可能来自大陆释放的除草剂、杀虫剂和污水。研究结果表明，海藻和海草物种之间的重金属生物累积量存在差异，同一区域内的不同物种也表现出不同的累积水平。研究发现，海草Thalassia hemprichii和海藻Padina属物种可作为研究区域内重金属污染的有希望的生物指示物。未来的研究应重点探讨重金属污染对它们形态和生理的影响。
引言
沿海开发和工业活动直接将废水和固体废物排放到生态系统中（Rangel-Buitrago和Gracia，2024）。这些排放的污染物可能含有对海洋生物和人类健康有毒的重金属，并在生态系统中持续存在并会在生物体内累积（Ali和Khan，2018；Bonanno等人，2020）。累积的重金属随后可能转移到更高营养级。重金属的分布及其毒性受环境条件（如pH值、盐度和吸附过程）的影响（Buccolieri等人，2006；Miao等人，2020），但仅监测沉积物和周围海水中的重金属污染不足以进行准确的生态风险评估（Ali等人，2011）。
目前，沿海地区的重金属评估通常使用海藻和海草作为生物指示物（Jeong和Ra，2022；Sundhar等人，2024；Ismail等人，2025）。这些水生植物能够有效反映生态系统状况以及重金属污染对食物网的影响（Pouil等人，2018），因为它们会积累铜（Cu）、锌（Zn）、镍（Ni）等重金属，而这些元素在较高浓度下会对它们产生毒性（Robinson等人，2006；Kabata-Pendias和Szteke，2015）。海藻和海草通过不同的途径在其组织中吸收和积累元素，并表现出不同的耐受性（Bonanno等人，2020）。海草具有复杂的细胞壁结构，如硫酸化多糖和纤维素，可用于结合离子和金属吸收（Brito等人，2016），而海藻则直接从周围水中吸收重金属（Sun等人，2019）。这些差异反映了不同植物类型对其环境的适应，影响了它们作为沿海金属污染生物指示物的作用（Li等人，2023）。因此，它们可以用来评估生态系统风险并减少沿海地区的污染（Al-Homaidan，2007；Besada等人，2009）。
泰国南部毗邻泰国湾和安达曼海，海岸线长度为3148公里（Lange等人，2019）。该地区面临水产养殖、过度捕捞、工业发展、废水排放、无序的沿海开发、海上活动以及大规模旅游等重大压力（Lange等人，2019）。在泰国湾沿岸的沉积物中检测到了铬（Cr）、铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）和砷（As）等金属元素；而在安达曼海则检测到了锌（Zn）、镉（Cd）、铁（Fe）、铜（Cu）、钴（Co）、铅（Pb）、锰（Mn）、锡（Sn）和镍（Ni）（Jaileak和Akkajit，2018；Kobkeatthawin等人，2021）。安达曼海的海藻和海草多样性尤为丰富（Coppejans等人，2017）。安达曼海岸有重要的海草草地，是濒危儒艮和海龟的重要食物来源，面积约为114.6平方公里，包含12种海草。如今，约有200万至300万人居住在沿海地区，他们的生计高度依赖海洋生态系统（Dulyakasem等人，2026）。因此，重金属污染对当地生态系统和人类福祉构成了威胁（Areco等人，2021）。
不同植物物种积累重金属的能力因组织特异性和其他生理过程而异（Xu等人，2023）。金属的积累受到生物和非生物因素的影响（Smith，2018；Malea等人，2021；Zhang等人，2021）。在某些物种中，重金属会积累在根部或地下结构中，以避免干扰光合作用；而其他物种则倾向于在叶片组织中积累重金属，以便通过叶片脱落将其排除（Bonanno和Di Martino，2016）。此外，环境因素的季节性变化和不同的金属来源也会改变生物可利用性。高温和高pH值可能会降低重金属的溶解度，而在高温下金属会在水柱中溶解更多（Polechońska等人，2024）。这些因素可能显著影响海藻和海草的吸收和积累模式（Hauser-Davis和Wosnick，2022）。
多项研究调查了泰国受干扰地区沉积物中的重金属污染以及安达曼海海洋鱼类中的重金属污染（Pradit等人，2010；Jaileak和Akkajit，2018；Kobkeatthawin等人，2021；Pradit等人，2024；Prabakaran等人，2025），但关于海藻和海草中重金属积累的研究以及气候变化（如水温）对重金属溶解度和生物可利用性的影响仍有限（Laz?r等人，2024）。Rattanasomboon等人（2018）在普吉岛的唐肯湾发现了Halimeda属海藻中的铅（Pb）和镉（Cd），但未讨论污染源和环境影响。最近，Phetcharat等人（2024）在利迪岛的海草Halophila ovalis和H. macroloba中未检测到重金属，该岛属于一个海洋国家公园。他们的研究仅基于一次数据收集，因此仍需研究季节性变化，以更深入地了解对当地生态系统的影响。大多数关于重金属对生物影响的研究集中在单一物种上，而比较海藻和海草的研究较少（Bonanno等人，2020）。因此，本研究将是首次比较不同门类海洋植物的金属积累能力，并阐明季节性变化对这些门类在不同地点的金属积累的影响。
具体而言，本研究旨在比较安达曼海沿岸三个受不同干扰区域的海藻和海草及沉积物中重金属的浓度，特别关注锰（Mn）、铜（Cu）、铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）、镍（Ni）和锌（Zn）元素。研究地点包括利迪岛、利邦岛和唐肯湾。研究了重金属浓度的季节性变化，并使用多个指数（包括地质累积指数（Igeo）、富集因子（EF）、生物浓缩因子（BCF）和金属污染指数（MPI）进行了生态风险评估。这些信息可用于环境评估和管理，以确定每个研究地点的污染源。
研究地点
本研究在安达曼海沿岸三个受不同人类活动影响的区域进行（图1）。我们选择了三个可能受到不同重金属来源和浓度影响的区域。第一个地点是普吉省的唐肯湾（7° 48′ 45.5832″ N, 98° 24′ 14.8788″ E），该区域靠近普吉港，并受到潘瓦角的庇护。这个地区在普吉岛的高峰季节（11月至4月）是著名的旅游景点。
海藻和海草中的重金属
报告了海藻和海草物种中的重金属浓度（锰（Mn）、铜（Cu）、铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）、镍（Ni）和锌（Zn）的平均值（表1）。在利邦岛，我们发现了5种海草，包括Cymodocea rotundata、Enhalus acoroides、Halophila ovalis、Thalassia hemprichii和Halodule uninervis。其中T. hemprichii显示出最高的整体重金属积累量，而E. acoroides显示出最低的整体积累量。所有物种都积累了最高浓度的锰（Mn）
讨论
我们在三个不同的沿海区域调查了重金属浓度。我们发现所有地点的所有元素均符合Long等人（1995）提出的沉积物质量标准。利邦岛的沉积物在干季和湿季都受到最严重的污染，而唐肯湾的污染程度最低。利邦岛位于唐省的Kantang区，该地区有大约49家生产食品、橡胶和电气设备的工厂（相关部门）
结论
根据Igeo、EF和MPI的值，利邦岛的沿海沉积物显示出大多数重金属的中等污染程度，而利迪岛和唐肯湾的污染程度较低至中等。湿季时重金属浓度较高，可能是由于废物径流增加。砷（As）和镉（Cd）是所有区域中最常见的金属——这可能源于大陆释放的除草剂、杀虫剂和污水。研究结果表明，海藻和海草的生物累积
作者贡献声明
Sindy Phetcharat：概念构思、调查、数据可视化、数据分析、软件使用、方法论制定、初稿撰写、审稿与编辑。Jeong Ha Kim：概念构思、数据可视化、监督、审稿与编辑。Jaruwan Mayakun：概念构思、监督、调查、数据可视化、数据分析、软件使用、方法论制定、初稿撰写、审稿与编辑、资金筹集。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本工作得到了国家科学与研究创新基金（NSRF）和宋卡王子大学（SCI6801023S）的支持；此外，该研究还得到了科学技术人才发展与培养项目的资助。我们感谢宋卡王子大学理学院生物科学系海藻和海草研究小组的所有成员在野外考察中的帮助，同时也感谢Thomas Duncan Coyne先生在英文文本方面的协助。
