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)生的熱點區(qū)域。許多研究證實人體攝入甲基汞污染的大米會產(chǎn)生巨大的健康風(fēng)險。

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，無機汞和氨基酸之間不存在相關(guān)性。在籽粒中，各采樣點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)運系數(shù)均大于1，說明半胱氨酸在水稻體內(nèi)存在較強的轉(zhuǎn)運能力。同時，半胱氨酸和甲基汞的轉(zhuǎn)運系數(shù)之間存在很強的線性相關(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)。對于水稻植物的生長，動物糞便通常用作有機肥料。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的機理另外會影響谷物中MeHg的生物積累。本論文研究人員使用動物糞肥對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)機理的影響。

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

因此，盆栽試驗旨在研究CH和CO的添加對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。微觀實驗旨在探索在添加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)行了兩個微觀實驗，以模擬受汞污染的水稻土的有機肥（即CH和CO）改良劑。將與盆栽實驗相同的七個處理組一式三份地設(shè)置用于實驗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。每周對所有處理組使用unisense微電極（（pH-100，；Redox 100，,H2S-100;)）就地測量土壤表面以下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)在土壤中不同時間內(nèi)分批實驗處理。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、對分批試驗方案一中處理土壤中H2S的生產(chǎn)進(jìn)行原位的檢測。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應(yīng)的硫化氫濃度的顯著差異。