我國是亞洲栽培稻的起源地之一，近三分之二的人口以稻米為主食。稻田作為一種特殊的濕地生態(tài)系統(tǒng)，其間歇性的淹水環(huán)境有利于土壤中汞的甲基化作用。因此，稻田被證實為陸地生態(tài)系統(tǒng)中重要的甲基汞“源”，食用稻米已成為我國西南汞礦區(qū)居民甲基汞暴露的主要途徑。汞礦區(qū)稻田土壤中無機汞的甲基化作用是陸地生態(tài)系統(tǒng)中汞的生物地球化學(xué)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。然而，以往的研究均未能對稻田這種特殊生態(tài)體系中汞的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及相關(guān)影響因素進行全面系統(tǒng)的研究，也未能從整體上研究稻田系統(tǒng)中汞的生物地球化學(xué)行為。
近期，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所研究員馮新斌所帶領(lǐng)的研究團隊，以貴州省萬山汞礦區(qū)不同污染類型（土法煉汞區(qū)和廢棄汞礦區(qū)）的水稻田為研究對象，基于大量的實際觀測數(shù)據(jù)，對汞礦區(qū)水稻田各介質(zhì)中汞（各形態(tài)汞）的分布特征、主要來源及污染狀況進行了全面系統(tǒng)的研究。同時，利用單一穩(wěn)定汞同位素示蹤技術(shù)，對汞礦區(qū)稻田土壤汞的甲基化速率／去甲基化速率進行了測定，并對其影響因素進行了探討。結(jié)果表明：1）汞礦區(qū)稻田土壤中的甲基汞主要來源于自身無機汞的甲基化過程，外源輸入（降雨和灌溉水）的甲基汞可以忽略；土法煉汞區(qū)稻田土壤中存在活躍的甲基化作用，而廢棄汞礦區(qū)稻田土壤無機汞的甲基化作用相對較弱。2）稻田土壤中甲基汞的濃度是甲基化過程和去甲基化過程共同作用的結(jié)果，凈甲基化潛力在一定程度上可反應(yīng)稻田土壤中甲基汞的濃度水平；硫酸鹽還原菌作用下的硫酸鹽還原過程和異化鐵還原過程是稻田土壤中汞甲基化過程的重要代謝途徑；3）生物可利用態(tài)汞的含量在一定程度上決定了稻田土壤中甲基汞的凈產(chǎn)率，而稻田土壤生物可利用態(tài)汞中，來自大氣新近沉降的部分更易于在微生物作用下被轉(zhuǎn)化為高神經(jīng)毒素的甲基汞。因此，該研究推測大氣汞的污染程度（汞含量）可作為稻田土壤中甲基汞的凈產(chǎn)率及稻米對甲基汞的富集程度的良好指示劑。
該研究受國家“973”項目（2013CB430004）“我國汞污染特征、環(huán)境過程及減排技術(shù)原理”和國家自然科學(xué)基金委項目（41173126和41203091, 41473123）的聯(lián)合資助。相關(guān)研究成果分別在環(huán)境領(lǐng)域國際雜志Environmental Pollution 和Biogeosciences 上發(fā)表。
