第二届全国土壤修复大会

砷（Arsenic）是一种有毒的类金属元素。水稻是全球的主要粮食作物之一，同时也是人体摄入砷的主要来源，农田土壤砷污染严重威胁农产品安全和人体健康。砷的形态决定了其有效性与毒性，水稻土中不同砷形态的含量及转化对水稻籽粒中砷的积累和以水稻为主食人群的安全具有重要意义。目前已有的研究主要集中在常见的砷形态，例如三价砷[As(III)]、五价砷[As(V)]、一甲基砷（MMA）及二甲基砷（DMA）等。而由于多种原因，水稻系统中的巯基砷种类被忽略了，尤其是对人体具有高毒性的二甲基一巯基砷（DMMTA），其在水稻土中的产生和动态及其在稻米中的含量等仍知之甚少。因此，本研究首先以高效液相色谱串联电感耦合等离子体质谱（HPLC-ICP-MS）为基础，建立了一种新的定性定量分析甲基巯基砷的方法，并以此建立了保存水稻土壤孔隙水及稻米砷形态提取的方法。根据该方法，探究了高毒性DMMTA在土壤中动态变化机制及其在稻米中的含量与空间分布等。结果表明，淹水条件下，DMMTA是稻土孔隙水中主要的甲基巯基砷形态，其浓度约为DMA的58%，其动态变化很大程度上取决于其前体，即DMA。此外，硫酸盐还原菌及产甲烷菌也介导了DMMTA在土壤中的产生及消亡。根据稻米砷形态分析，发现传统的砷形态分析方法会导致DMMTA转变为DMA而被忽略，而酶解提取法能有效分析稻米不同砷形态。根据酶解法，发现DMMTA在中国砷污染大田收集的大米中的浓度为4 ~ 35 µg/kg，在全球市场购买精米中的浓度为1 ~ 30 µg/kg，占As总量的1 ~ 17%。在全球范围内，DMMTA的浓度显示出较大的区域差异，其浓度随纬度的增加而增加。北美地区DMMTA浓度显著高于其他地区，而在非洲地区最低。更重要地，通过模拟实验，发现DMMTA在大米烹饪及模拟人体消化过程中都保持稳定。本研究结果对于提高食品安全监管有着重要的意义，由于当前并无关于DMMTA的标准，相关部门有必要提高对DMMTA的重视，以提高农产品质量安全。