第八届青年地学论坛

汞污染区稻米甲基汞污染以及由此导致的人体甲基汞暴露风险已引起国际社会的高度关注。研究证实，稻米中的甲基汞主要来源于土壤，稻田土壤甲基汞的净产生量受无机汞的甲基化和甲基汞的去甲基化作用共同影响，且微生物在上述过程中扮演着重要的角色。最新的研究发现，产甲烷菌不仅是汞甲基化微生物，其对汞矿区稻田土壤中甲基汞的去甲基化过程同样存在影响。产甲烷菌存在不同类型（主要包括乙酸利用型和氢利用型产甲烷菌），不同产甲烷菌介导的甲烷产生过程不完全一致，对汞甲基化和去甲基化的影响尚不明确，作用机制仍需进一步探讨。因此，本研究采用不同抑制剂/促进剂添加与稳定汞同位素示踪技术进行培养实验。包括添加钼酸盐抑制硫酸盐还原菌，乙酸钠和一氟甲烷（CH₃F）分别促进和抑制乙酸利用型产甲烷菌，氢气（H₂）促进氢利用型产甲烷菌，添加无机汞同位素示踪剂（²⁰²Hg (NO₃)₂）和甲基汞同位素示踪剂（CH₃¹⁹⁸HgNO₃）示踪汞甲基化和去甲基化过程。研究发现，在抑制硫酸盐还原菌后，添加H₂、CH₃F后的汞甲基化、去甲基化速率较对照处理相似或更高，添加乙酸钠后两个位点的去甲基化速率都有所增加而对汞甲基化速率的作用结果相反。结合甲烷数据及16s基因测序结果表明在不同汞浓度稻田土壤中产甲烷菌丰度及优势菌属都不同，产甲烷菌介导的甲烷产生过程与氧化去甲基化存在耦合关系，氢型产甲烷菌及Methanosarcina 是甲基化微生物而Methanosaeta 并不介导汞甲基化过程。本研究明确了不同型产甲烷菌在稻田土甲基汞产生、降解过程中的作用，有助于进一步对产甲烷菌在湿地生态系统甲基汞积累中作用机制的研究。