摘要 :
硒是维持哺乳动物生理学功能不可或缺的微量元素，其含量不足或是过多都会影响动物的生理功能。不同于硒，汞作为一种人体非必需元素，是一种具有持久性、生物积累性和神经毒性的有毒重金属。汞硒的相互作用影响着植物和动物的各项生理活动。稻米是矿...
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硒是维持哺乳动物生理学功能不可或缺的微量元素，其含量不足或是过多都会影响动物的生理功能。不同于硒，汞作为一种人体非必需元素，是一种具有持久性、生物积累性和神经毒性的有毒重金属。汞硒的相互作用影响着植物和动物的各项生理活动。稻米是矿区居民的主要粮食，也是居民摄入硒的主要来源，然而，对于粮食作物中硒的吸收和转化的研究少有开展，尤其是汞污染环境之下硒在水稻中的迁移少有报道。
本论文选择了贵州万山地区两种典型的汞矿区:土法冶炼区和废弃汞矿区作为研究区域，采集了两种汞矿区水稻成熟季节水稻的以及相应根际土共计29组，对比研究了水稻成熟时期各部（根、茎、叶、果实）总汞、甲基汞与元素硒等的变化趋势和相关性。在对应的采样点，监测了大气总汞的含量，提出了大气汞影响稻米吸收元素硒的概念性模型。此外，为了对比研究汞矿区和非汞矿区汞对硒的影响，在广西壮族自治区和湖北省亦采集了29组水稻的以及相应根际土样品，进行分析。
首先，在土法冶炼区和废弃汞矿区硒的浓度相差不大，但均高于我国土壤硒的背景值。然而在这两种汞矿区，硒在稻米果实中的浓度差别较大（土法冶炼区为51±3 ng g-1，废弃汞矿区为235±99 ng g-1）。相比较土法冶炼区和废弃汞矿区大气总汞(TGM)的含量，土法冶炼区的TGM浓度231 ng m-3高与废弃汞矿区TGM的浓度34 ng m-3。我们在土法冶炼区发现了TGM和稻米中的硒浓度存在一个负相关的关系(R2=0.242，P=0.074)。
其次，主成份分析(PCA)的结果表明，在土法冶炼区，大气中的硒是水稻硒的主要来源;而在废弃汞矿区，大气和土壤是水稻硒的来源。土法冶炼区辰砂矿石的冶炼活动持续的向大气中释放出汞蒸气，其他挥发组分也会被释放到大气中，当然也包括硒。相比较废弃汞矿区和土法冶炼区，土法冶炼区大气中的大气总汞浓度较高，因此，我们认为大气中硒浓度的差异可能是导致PCA分析结果的差异的原因。
再次，根据主成分分析的结果，土法冶炼区稻米中硒的来源主要是来自于大气。然而，在废弃汞矿区，主成分分析表明水稻是从土壤中积累硒。我们认为控制稻米从土壤中吸收元素硒的因素，是空气当中大气总汞(TGM)浓度。当环境中TGM的浓度很低，水稻可以从土壤中积累硒。然而，当环境中的TGM的浓度很高，植物从土壤吸收硒将会被限制。我们仅在土法冶炼区TGM和果实中硒的浓度的之间发现一个负相关(R2=0.242，P=0.074)的关系，而是在废弃汞矿区没有发现类似的相关性。因此在土法冶炼区，提出了大气汞沉降限制水稻吸收硒的这一概念性模型:稻米中硒的缺乏是因为释放到大气中的TGM沉降到土壤表面，成为活性较高的活性汞，与土壤中的硒相结合，从而限制了水稻吸收土壤中的硒。该机制只针对土法冶炼区有效，因为在采样时期，废弃汞矿区已经没有正在进行的汞矿开采和冶炼活动。废弃汞矿区已经歇矿并停止冶炼，因此该研究区大气中的TGM的含量相对偏低，从而也限制了土壤中汞的通量以及新沉降的汞和活性汞的含量。
最后，土法冶炼区稻米中硒的含量较低将会导致人体硒缺乏。食品中的硒含量少于100 ng g-1将会导致硒的缺乏。根据这一标准，土法冶炼区稻米中硒的含量是不足的（平均值为51 ng g-1），然而废弃汞矿区稻米中的硒又是过分充足的（平均值为235 ng g-1）。土法冶炼区稻米中的高汞和汞导致的缺硒的联合作用，将会加剧矿区居民之前单一汞暴露所带来的危害。
对于验证在汞矿区开展的大气汞影响水稻吸收硒的结论，在非汞矿区均未发现大气总汞含量较高的采样点，进而在稻米样品中并未发现汞制约硒在水稻中吸收的现象。故我们所提出的形成硒汞复合物概念性模型在该地并不适用，即没有高浓度的TGM沉降到地表，与土壤中的硒结合或发生反应，从而稻米吸收硒并未受到汞的影响，这一现象与大气汞浓度不高的废弃汞矿区情况相同。
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