沿海湿地是陆地与海洋之间的关键生态过渡带，提供了重要的生态系统服务，如大量碳的封存以及多种污染物（包括营养物质、有机污染物和重金属）的过滤。近几十年来，由于人类活动的加剧，包括工业排放、农业径流和港口运营，大量重金属被释放到沿海环境中，通过生物积累和营养级转移对海洋生态系统构成持续风险（Hsu等人，2016年；Barik等人，2022年）。沉积物是重金属的重要储存库，决定了它们在水生系统中的迁移、储存和长期命运。一方面，沉积物可以通过水动力扰动和生物扰动引起的颗粒再悬浮和脱附成为重金属的二次来源（Varol，2011年；Wang等人，2025年）；另一方面，它们也可以通过有机物封存和吸附在Fe/Mn（氧氢）氧化物及粘土矿物上成为上覆水中的有效汇（Varol，2011年；Gao等人，2014年）。
尽管当前的研究主要集中在总浓度上，但沉积物中的重金属以多种化学形态存在，每种形态都控制着独特的生物地球化学循环途径并带来生态毒性风险。因此，化学形态而非总含量是预测金属生物可利用性和毒性的更准确指标（Filgueiras等人，2002年；Gao等人，2016年，Gao等人，2018年）。具体而言，可溶态和可交换态通常具有高生物可利用性和急性毒性，因为它们在环境中的稳定性较差。与有机复合体结合的重金属具有中等迁移性，其稳定性受pH值变化的强烈影响。与Fe/Mn（氧氢）氧化物结合的形态对氧化还原条件的变化特别敏感，在还原条件下可能会释放（Tessier等人，1979年）。相比之下，残余态中的金属存在于结晶矿物结构中，如硅酸盐和初级氧化物，在大多数自然条件下基本上是惰性的且不可移动的。因此，详细量化重金属形态对于阐明其沉积、迁移以及响应环境扰动（如有机物降解、氧化还原振荡和沉积物再悬浮）的潜在释放机制至关重要。
Fe/Mn（氧氢）氧化物在水生系统中是高效的重金属清除剂，这归因于它们巨大的表面积、多孔性、丰富的表面官能团以及强的吸附亲和力（Filgueiras等人，2002年；Chen等人，2014年；Shil等人，2025年）。在土壤和沉积物中，Mn氧化物是最具反应性的天然氧化剂之一，而Fe氧化物通常更为普遍（Root等人，2007年）。这些氧化物的不同吸附偏好在重金属分配中起着关键作用，其中阳离子金属物种（例如Cd(II)、Zn(II)）对Mn氧化物有明显的亲和力，而阴离子氧阴离子（例如As(V)、Cr(VI)则更倾向于被铁（氧氢）氧化物捕获（Byrne，2002年；Koschinsky和Hein，2003年）。Fe和Mn氧化物的氧化还原敏感性使它们对潮汐环境中的动态氧化还原变化非常敏感，从而调节含重金属氧化物的沉淀和溶解（Chester，1990年）。在氧化条件下，溶解的重金属可能被纳入矿物结构或在Fe/Mn（氧氢）氧化物沉淀过程中吸附在其表面（Shi等人，2021年；Jin等人，2022年，Jin等人，2023年），从而有效清除水柱中的重金属。然而，在缺氧条件下，这些氧化物的还原性溶解会将相关金属释放回沉积物孔隙水和上覆水中（Chen等人，2021年；Yang等人，2025年）。因此，Fe/Mn（氧氢）氧化物的沉淀和溶解是调节潮间带沉积物与沿海水域之间重金属通量的关键生物地球化学机制（Ciceri等人，1992年；Rigaud等人，2013年；Chen等人，2021年）。到目前为止，尚不清楚是单个金属氧化物还是它们的组合系统主要控制着重金属的吸附和释放动态。
月清湾是中国东海沿岸最重要的水产养殖基地之一，是浙江省贝类（如扇贝、蛤蜊和牡蛎）的繁殖和育苗基地（Yang等人，2017年）。然而，该海湾受到附近工业区、港口运营和未经处理的城市污水排放带来的显著污染压力。现有研究主要集中在量化月清湾沿海湿地中的重金属浓度、调查其来源和空间分布以及评估生态风险（Yang等人，2017年；Yao等人，2021年）。关于该环境中重金属形态的机制方面以及控制其迁移和转化的生物地球化学过程，仍存在重要的知识空白。
为填补这一空白，对中国月清湾沿海湿地进行了研究，以分析关键沿海生境（裸露泥滩、盐沼、红树林）中固相Mn、Fe和重金属（Cu、Ni、Zn、Pb、Cr、Cd）的化学形态。本研究的目标是：（i）量化三种沿海生境中沉积物重金属的富集水平并评估环境风险；（ii）揭示沉积物中Fe/Mn的生物地球化学特性；（iii）研究Fe和Mn氧化还原动态与重金属生物可利用性之间的相互作用。本研究阐明了Fe和Mn生物地球化学循环对月清湾沿海湿地沉积物中重金属命运的调节机制，为全球沿海湿地中重金属迁移的控制机制提供了见解。
