稻田生態(tài)系統(tǒng)長期處于淹水狀態(tài)，為土壤汞甲基化創(chuàng)造了一個(gè)有利的環(huán)境。因此，稻田生態(tài)系統(tǒng)是甲基汞產(chǎn)生的熱點(diǎn)區(qū)域。許多研究證實(shí)人體攝入甲基汞污染的大米會(huì)產(chǎn)生巨大的健康風(fēng)險(xiǎn)。

水稻植株大多數(shù)氨基酸與甲基汞之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系。但是，無機(jī)汞和氨基酸之間不存在相關(guān)性。在籽粒中，各采樣點(diǎn)的甲基汞和半胱氨酸之間存在顯著的線性相關(guān)（r=0.72，P<0.05）。我們還發(fā)現(xiàn)半胱氨酸從水稻根、莖和葉到籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1，說明半胱氨酸在水稻體內(nèi)存在較強(qiáng)的轉(zhuǎn)運(yùn)能力。同時(shí)，半胱氨酸和甲基汞的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)之間存在很強(qiáng)的線性相關(guān)性。此外，籽粒中半胱氨酸占總氨基酸的20%，而甲基汞占總汞濃度的22%，表明這兩種化學(xué)物質(zhì)可能在水稻植物中具有相似的運(yùn)輸途徑。甲基汞與水稻植株中的半胱氨酸具有密切的地球化學(xué)關(guān)聯(lián)，可能以甲基汞-半胱氨酸（MeHg-Cysteine）復(fù)合物的形式存在。

稻谷是人類攝入甲基汞（MeHg）的途徑，尤其是在某些受汞（Hg）污染的地區(qū)。對(duì)于水稻植物的生長，動(dòng)物糞便通常用作有機(jī)肥料。然而，其在稻田土壤中甲基汞形成中的作用仍知之甚少。因此本論文研究的目的是探索1）添加雞糞（CH）和牛糞（CO）對(duì)土壤甲基汞的生產(chǎn)和甲基汞在水稻植物中的積累的影響，以及2）CH和CO的機(jī)理另外會(huì)影響谷物中MeHg的生物積累。本論文研究人員使用動(dòng)物糞肥對(duì)稻田土壤中甲基汞的產(chǎn)生以及水稻植株中甲基汞的積累及其相關(guān)機(jī)理的影響。

為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，進(jìn)行了盆栽和微觀實(shí)驗(yàn)。通過添加氯化汞溶液并在淹沒條件下將混合物平衡一個(gè)月來獲得新沉積的受Hg污染的土壤。之后將有機(jī)肥料和受Hg污染的土壤混合以進(jìn)行盆栽和微觀實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)使用的腐爛雞糞（CH）和牛糞（CO）的施用率較低（0.1–1％，在正常實(shí)踐范圍內(nèi)）。

因此，盆栽試驗(yàn)旨在研究CH和CO的添加對(duì)水稻土中甲基汞的產(chǎn)生以及水稻植株中甲基汞的累積的影響。微觀實(shí)驗(yàn)旨在探索在添加CH和CO的水淹條件下汞的形態(tài)以及pH和Eh的變化。

微電極的應(yīng)用：

進(jìn)行了兩個(gè)微觀實(shí)驗(yàn)，以模擬受汞污染的水稻土的有機(jī)肥（即CH和CO）改良劑。將與盆栽實(shí)驗(yàn)相同的七個(gè)處理組一式三份地設(shè)置用于實(shí)驗(yàn)I。簡短地說，稱取5 g（干重）新加標(biāo)的Hg污染土壤（10 mg/kg），并與在100 mL離心管中加入不同量的雞糞（CH）和牛糞（CO）粉末。將混合物與30 mL去離子水在25°C下在黑暗中孵育35天。每周對(duì)所有處理組使用unisense微電極（（pH-100，；Redox 100，,H2S-100;)）就地測(cè)量土壤表面以下1 cm的pH，Eh和硫化氫含量。

圖1、pH(A)和氧化還原電位Eh(B)，歸一化至標(biāo)準(zhǔn)氫電極)在土壤中不同時(shí)間內(nèi)分批實(shí)驗(yàn)處理。所示數(shù)據(jù)為平均值±SD(n=3)。柱上不同字母表示處理間差異顯著。

圖2、對(duì)分批試驗(yàn)方案一中處理土壤中H2S的生產(chǎn)進(jìn)行原位的檢測(cè)。所示數(shù)據(jù)為平均值±SD。柱上不同的字母表示不同處理之方法間對(duì)應(yīng)的硫化氫濃度的顯著差異。