动物粪肥对稻田土壤中甲基汞积累的影响

研究简介：稻谷是人类摄入甲基汞（MeHg）的途径，尤其是在某些受汞（Hg）污染的地区。对于水稻植物的生长，动物粪便通常用作有机肥料。然而，其在稻田土壤中甲基汞形成中的作用仍知之甚少。因此本论文研究的目的是探索1）添加鸡粪（CH）和牛粪（CO）对土壤甲基汞的生产和甲基汞在水稻植物中的积累的影响，以及2）CH和CO的机理另外会影响谷物中MeHg的生物积累。

本论文研究人员使用动物粪肥对稻田土壤中甲基汞的产生以及水稻植株中甲基汞的积累及其相关机理的影响。为了实现这些目标，进行了盆栽和微观实验。通过添加氯化汞溶液并在淹没条件下将混合物平衡一个月来获得新沉积的受Hg污染的土壤。之后将有机肥料和受Hg污染的土壤混合以进行盆栽和微观实验。

本实验使用的腐烂鸡粪（CH）和牛粪（CO）的施用率较低（0.1–1％，在正常实践范围内）。因此，盆栽试验旨在研究CH和CO的添加对水稻土中甲基汞的产生以及水稻植株中甲基汞的累积的影响。微观实验旨在探索在添加CH和CO的水淹条件下汞的形态以及pH和Eh的变化。

微电极的应用：进行了两个微观实验，以模拟受汞污染的水稻土的有机肥（即CH和CO）改良剂。将与盆栽实验相同的七个处理组一式三份地设置用于实验I。简短地说，称取5 g（干重）新加标的Hg污染土壤（10 mg / kg），并与在100 mL离心管中加入不同量的鸡粪（CH）和牛粪（CO）粉末。将混合物与30 mL去离子水在25°C下在黑暗中孵育35天。每周对所有处理组使用unisense微电极（（pH-100，；Redox 100，,H2S-100;)）就地测量土壤表面以下1 cm的pH，Eh和硫化氢含量。

图1、pH (A)和氧化还原电位Eh (B)，归一化至标准氢电极)在土壤中不同时间内分批实验处理。所示数据为平均值±SD (n=3)。柱上不同字母表示处理间差异显著。

图2、对分批试验方案一中处理土壤中H2S的生产进行原位的检测。所示数据为平均值±SD。柱上不同的字母表示不同处理之方法间对应的硫化氢浓度的显著差异。

 丹麦Unisense微电极可穿刺水体、生物膜、颗粒污泥、植物根茎叶、液体-固体扩散边界层，研究微区、微生态的研究系统。微电极尖端仅有几微米，能刺入样品中、测量微环境、不破坏被测对象的结构和生理活性、在极短的时间内达到平衡、对流动不敏感等特点。可穿刺到对象内部检测不同深度(ppb级)的O2、H2、H2S、NO、N2O、Redox、pH、温度等指标变化。