揭示水稻对甲基汞的吸收机理
结果表明，稻米中的无机汞主要储存在米壳和米糠中；但是具有高神经毒性的甲基汞则主要位于精米中。因此，在碾米过程中，大量的无机汞（约78%）会随着米壳和米糠的去除而被去除；然而，大多数甲基汞则仍然保留在精米中（约80%）。
同步辐射-X射线荧光微区谱学成像实验表明，相对于胚乳，汞（主要为无机汞）强烈富集在糙米表层—对应为果皮和糊粉层。利用X射线近边吸收谱学技术及主元分析方法，该研究推测稻米中的无机汞主要是与半胱氨酸结合，并以植物螯合肽的形式存在。
因此，这部分无机汞被稻米吸收后很难发生运移，致使其主要富集在糙米表层。同样，稻米中的甲基汞也主要与半胱氨酸结合，但与无机汞不同的是，与半胱氨酸结合的甲基汞主要赋存于蛋白质中，且在水稻生长期间这部分甲基汞会随蛋白质一起发生明显的运移，Zui终被储存在精米中。该研究在分子水平上为揭示水稻对无机汞和甲基汞的吸收及富集机理提供了重要的理论支撑。
甲基汞的历史背景
全球范围沿板块边缘，分布着3个大型汞矿化带：环太平洋汞矿化带、地中海-中亚汞矿化带和大西洋中脊汞矿化带。世界上大型或超大型汞矿床如西班牙、前苏联、意大利、菲律宾、美国汞矿以及贵州万山、务川汞矿等，均分布在上述汞矿化带中。万山汞资源的储量和汞产量曾列亚洲之首和世界第三。
贵州汞资源丰富，长期的汞资源开发，导致矿区及周围农田汞污染非常严重。据不完全统计，贵州汞矿区汞污染土壤的面积已超过69000公顷。这些汞矿区一般地处山区，经济落后，土地贫乏，即便是汞污染严重的土地，也承担着农业生产的重任。
据统计，万山汞矿从20世纪50年代初国家接管矿山至20世纪80年代后期的几十年间，万山生产的汞和朱砂产品占全国同期产品的60%以上，累计产汞和朱砂3万多t，上缴国家利税15亿多元。特别是20世纪60年代初为国家偿还前苏联外债，采取“采富弃贫”的强化掠夺式开采，年产水银金属汞曾突破1300t，成为当时惟一的有色金属年产超千吨的地方，为国家建设做出了不可磨灭的贡献。
万山汞矿自1950年建成投产至1995年45年间，11个生产单位共排放含汞烟尘废气202亿m3，通过“三废”形式排放到自然环境中的金属汞含量至少达250t，对环境所造成的汞污染的严重性是可想而知的。境内炼汞炉渣和坑道废石堆积如山，且点多面广，又基本没有任何维护措施，自然堆弃于境内河流源头的沟谷间，在12.5km2的矿区范围内，堆积体积达20万m3以上的渣堆就有8处，且均在海拔800m左右处。每遇大雨或暴雨，近500m的落差使得大量的含汞废水、炉渣、废石进入河道，污染水源，抬高河床，使河水无法灌溉农田。河床平均抬高1～1.5m，一遇大雨便成灾祸，分布在特区东部3个侗族乡，总长28km的河道流域，近200户农民已无一寸土地可以耕种，丧失了生存的基本条件。延绵几十公里直至湖南境内，造成下游约30km沿河两岸农田、耕地污染或水打沙压，失去耕作功能，群众苦不堪言，怨声载道。
矿区农田土壤中汞含量高达29.6-793mg/kg，超出国家标准数十倍至数百倍。大米中汞，尤其是毒性非常大的甲基汞异常富集。稻米总汞平均含量250μg·kg-1，超标12.5倍。稻米中甲基汞占总汞的比率也很高，有的竟高达91%，远远超过了其他粮食或蔬菜的甲基汞含量，成为矿区甲基汞暴露的Zui主要途径。
关于甲基汞
汞污染区稻米富含甲基汞是一个普遍现象，稻米甲基汞污染对人体健康的影响不容忽视。汞的毒性与其化学结构（分子结构）密切相关，如：二甲基汞衍生物是剧毒物质，硒化汞可在生物体内富集但毒性较小，氯化甲基汞的毒性是半胱氨酸甲基汞的10倍以上。由于甲基汞与巯基间具有极强的亲和力，因此，游离的甲基汞在生物体内不会大量存在，而一般是与含有巯基的生物大分子，如与半胱氨酸、谷胱甘肽、清蛋白等进行配位，不同的配位方式决定了甲基汞在生物体内的运移行为。
甲基汞是一种脂溶性强，高神经毒性的汞化合物，长期食用这种大米势必会严重损害当地人体健康。植物修复近年来一直是土壤重金属污染治理措施的热点，尽管世界各国已发现400余种重金属超积累植物，但却一直未找到一种汞的超积累植物，使得这种方法在汞污染治理中得不到实际的应用。
降低土壤中的甲基汞
在矿区稻田的汞污染源调查基础上，将不同的土壤类型、不同的汞污染级别、不同的改良剂配方、不同的农艺技术通过正交方式设计为不同的处理进行盆栽实验，水稻收割后分别测定土壤、稻米总汞和甲基汞。
土壤样品总汞采用酸消解结合冷原子吸收光谱法测定；稻米总汞采用酸消解、金管预富集结合冷原子吸收光谱法测定；土壤样品甲基汞测定步骤依次为：硝酸和硫酸铜溶液浸提—CH2Cl2萃取—水相乙基化—吹脱捕集—气相色谱分离—原子荧光测定；稻米样品甲基汞测定步骤依次如下：碱消化-有机溶剂萃取、反萃取技术—水相乙基化—吹脱捕集—气相色谱分离—原子荧光测定。
(来源：中国科学院)