同步辐射在稻米中汞的分布特征及赋存状态研究中发挥重要作用

　　近期，中国科学院地球化学研究所冯新斌研究员所带领的研究团队针对我国西南汞矿区稻米不同部位（米壳、米糠和精米）汞的分布特征和化学形态等问题开展了详细而系统的研究工作。相关研究成果以题为“Localization and Speciation ofMercuryin Brown Rice with Implications for Pan-Asian Public Health”的研究论文在国际著名杂志《环境科学与技术》（ES&T）上发表。该工作中的X射线荧光微区谱学成像和X射线近边吸收谱分别在北京同步辐射装置4W1B实验站和1W1B实验站完成。

　　汞污染区稻米富含甲基汞是一个普遍现象，稻米甲基汞污染对人体健康的影响不容忽视。从分子生物学的角度来看，明确稻米中汞的空间分布特征、化学形态及其结合方式，是全面理解其生物有效性、新陈代谢过程及毒性特征的前提，在汞的毒理学研究领域具有非常重要的理论和现实意义。通过同步辐射-X射线荧光微区谱学成像实验，利用X射线近边吸收谱学技术及主元分析方法，该研究结果表明，稻米中的无机汞主要储存在米壳和米糠中；但是具有高神经毒性的甲基汞则主要位于精米中。因此，在碾米过程中，大量的无机汞（约78%）会随着米壳和米糠的去除而被去除；然而，大多数甲基汞则仍然保留在精米中（约80%）。

　　本研究推测稻米中的无机汞主要是与半胱氨酸（Cysteine）结合，并以植物螯合肽（Phytochelatins）的形式存在。因此，这部分无机汞被稻米吸收后很难发生运移，致使其主要富集在糙米表层。同样，稻米中的甲基汞也主要与半胱氨酸结合，但与无机汞不同的是，与半胱氨酸结合的甲基汞主要赋存于蛋白质中，且在水稻生长期间这部分甲基汞会随蛋白质一起发生明显的运移，最终被储存在精米中。本研究在分子水平上，为揭示水稻对无机汞和甲基汞的吸收及富集机理提供了重要的理论支撑。

　　全文链接：http://pubs.acs.org/doi/ipdf/10.1021/es502000d 

图1 糙米（腹部位于右侧）中Hg、Cd和Mn等元素SR-μXRF扫描图（A—纵剖面，B—横剖面）