稻田生态系统长期处于淹水状态，为土壤汞甲基化创造了一个有利的环境。因此，稻田生态系统是甲基汞产生的热点区域。许多研究证实人体摄入甲基汞污染的大米会产生巨大的健康风险。


水稻植株大多数氨基酸与甲基汞之间存在显著正相关关系。但是，无机汞和氨基酸之间不存在相关性。在籽粒中，各采样点的甲基汞和半胱氨酸之间存在显著的线性相关（r=0.72，P<0.05）。我们还发现半胱氨酸从水稻根、茎和叶到籽粒的转运系数均大于1，说明半胱氨酸在水稻体内存在较强的转运能力。同时，半胱氨酸和甲基汞的转运系数之间存在很强的线性相关性。此外，籽粒中半胱氨酸占总氨基酸的20%，而甲基汞占总汞浓度的22%，表明这两种化学物质可能在水稻植物中具有相似的运输途径。甲基汞与水稻植株中的半胱氨酸具有密切的地球化学关联，可能以甲基汞-半胱氨酸（MeHg-Cysteine）复合物的形式存在。


稻谷是人类摄入甲基汞（MeHg）的途径，尤其是在某些受汞（Hg）污染的地区。对于水稻植物的生长，动物粪便通常用作有机肥料。然而，其在稻田土壤中甲基汞形成中的作用仍知之甚少。因此本论文研究的目的是探索1）添加鸡粪（CH）和牛粪（CO）对土壤甲基汞的生产和甲基汞在水稻植物中的积累的影响，以及2）CH和CO的机理另外会影响谷物中MeHg的生物积累。本论文研究人员使用动物粪肥对稻田土壤中甲基汞的产生以及水稻植株中甲基汞的积累及其相关机理的影响。


为了实现这些目标，进行了盆栽和微观实验。通过添加氯化汞溶液并在淹没条件下将混合物平衡一个月来获得新沉积的受Hg污染的土壤。之后将有机肥料和受Hg污染的土壤混合以进行盆栽和微观实验。本实验使用的腐烂鸡粪（CH）和牛粪（CO）的施用率较低（0.1–1％，在正常实践范围内）。


因此，盆栽试验旨在研究CH和CO的添加对水稻土中甲基汞的产生以及水稻植株中甲基汞的累积的影响。微观实验旨在探索在添加CH和CO的水淹条件下汞的形态以及pH和Eh的变化。


微电极的应用：


进行了两个微观实验，以模拟受汞污染的水稻土的有机肥（即CH和CO）改良剂。将与盆栽实验相同的七个处理组一式三份地设置用于实验I。简短地说，称取5 g（干重）新加标的Hg污染土壤（10 mg/kg），并与在100 mL离心管中加入不同量的鸡粪（CH）和牛粪（CO）粉末。将混合物与30 mL去离子水在25°C下在黑暗中孵育35天。每周对所有处理组使用unisense微电极（（pH-100，；Redox 100，,H2S-100;)）就地测量土壤表面以下1 cm的pH，Eh和硫化氢含量。

图1、pH(A)和氧化还原电位Eh(B)，归一化至标准氢电极)在土壤中不同时间内分批实验处理。所示数据为平均值±SD(n=3)。柱上不同字母表示处理间差异显著。

图2、对分批试验方案一中处理土壤中H2S的生产进行原位的检测。所示数据为平均值±SD。柱上不同的字母表示不同处理之方法间对应的硫化氢浓度的显著差异。