20世纪50年代发生在日本的水俣病事件让人们深刻认识到汞尤其甲基汞对人体的危害,在过去很长一段时间里科学家一直认为,食用水生生物特别是鱼、贝类是人体富集甲基汞的主要途径,但是近年来,有研究者发现高汞区稻田生态系统具有很强的无机汞甲基化能力,而稻米则具有很强富集甲基汞能力,且其甲基汞含量是土壤甲基汞含量的几十倍,稻田是甲基汞的“源”和“汇”之一,然而对分布面积最广的低汞区稻田生态系统中各生态因子的总汞和甲基汞含量及其甲基化机制国内外研究较少。因此,研究低汞区水稻中总汞和甲基汞含量,对于评价人体的汞暴露风险和稻米生产安全具有明显的现实和理论意义。　　论文选择我国农业大省—河南省主要水稻生产基地,信阳市水稻生产区为主要研究区域。在水稻收获季节,分别在信阳九个县区(固始、罗山、新县、商城、淮滨、息县、潢川、光山、平桥)现场采集稻田生态系统(根,杆、叶、梗、壳、米)旱地生态系统中各生态因子的代表性样品,分别进行总汞和甲基汞的研究。采用金汞齐–冷原子荧光法(CVAFS)对样品进行分析。分析结果与国家粮食安全标准及国内外其它产区稻米进行对比,并对食用信阳大米汞暴露风险进行评价及对汞甲基化机制进行了研究,得到以下研究结果:　　1.信阳市稻田土壤总汞平均值为30.75±18.67ng/g,范围为9.32~83.25ng/g,低于我国土壤环境质量中规定的总汞≤300ng/g(GB15618—2008),这表明信阳地区稻田土壤未受汞污染。水稻不同部位(根、杆、叶、梗、壳、米)总汞平均值分别为21.75±11.34 ng/g、9.92±4.81ng/g、50.38±46.89ng/g、29.01±36.03ng/g、6.92±3.59 ng/g、10.04±9.91 ng/g。稻米总汞范围为3.81~40.47ng/g,仅有个别采样点稻米总汞超过了我国粮食安全标准规定的汞含量(GB2762-2005),信阳稻米总汞大部分还都在正常范围内。　　稻田土壤甲基汞平均值为0.090±0.053ng/g,范围为0.021~0.203ng/g。水稻植株不同部位(根、杆、叶、梗、壳、米)甲基汞分别为0.220±0.129ng/g、0.087±0.081ng/g、0.075±0.055ng/g、0.099±0.101ng/g、0.130±0.107ng/g、0.326±0.121ng/g。稻米中甲基汞含量范围为0.169~0.748ng/g,远远低于贵州汞矿区的16.00ng/g。与我国北方产区稻米甲基汞含量(0.08~0.065ng/g)基本处于相似范围内。　　2.信阳市息县长陵乡长陵村(115°12′35″E,32°38′20″N)一面积约为六万平方米(长:200m,宽:300m)的稻田生态系统、旱地生态系统和池塘生态系统紧邻的区域,是对比研究稻田生态系统甲基化能力的典型区域。研究发现:该采样点稻田土壤中总汞(54.45ng/g)是旱地土壤(33.06ng/g)的1.6倍,而稻田土壤甲基汞(0.055ng/g)是旱地土壤(0.024ng/g)的2.3倍;稻米中总汞(7.68ng/g)仅为旱地作物总汞(4.02ng/g)的1.9倍,但是甲基汞(0.351ng/g)却是旱地作物(0.030ng/g)的12倍,生物富集系数是旱地作物的5.2倍,甲基化能力是旱地作物的6.3倍,这充分反应了无论是高汞区还是低汞区的稻田生态系统,稻米均具有很强的汞甲基化能力,稻田生态系统是甲基汞的“源”和“汇”之一。　　3.线性回归结果表明稻田土壤总汞和甲基汞之间并没有明显的相关关系(R=-0.030,P=0.894>0.05),这说明稻田土壤中总汞含量并不是影响稻田土壤甲基汞含量的主要因素。而相关性分析结果表明:稻田土壤甲基汞含量与米(R=0.691,P<0.01,n=24)、壳(R=0.669,P<0.01,n=24)、杆(R=0.479,P<0.01, n=24)、根(R=0.775,P<0.01,n=24)中甲基汞含量成正明显相关关系,而稻田土壤甲基汞含量与梗(R=0.032,P<0.01,n=24)、叶(R=0.057,P<0.01,n=24)没有明显的相关性,这暗示水稻植株米、壳、梗、根中甲基汞含量均受控于土壤中甲基汞含量。　　4.对信阳南北部地区对比发现,北部地区土壤中总汞(33.97±22.26 ng/g)要高于南部地区土壤总汞(24.7±8.97 ng/g),但是甲基汞含量北部(0.075±0.04 ng/g)要低于南部(0.10±0.07 ng/g)地区,稻米总汞同样是北部(10.77±11.69 ng/g)高于南部(8.67±5.53 ng/g),甲基汞北部(0.306±0.08 ng/g)低于南部(0.38±0.16 ng/g)。东西部对比发现,西部地区水稻植株叶片中总汞(74.45±65.87 ng/g)要远高于东部水稻叶片总汞(34.92±22.95ng/g),信阳工业区主要集中在信阳西部地区,这些地区人为汞排放源较多,大量的汞被排放到空气中,这可能是西部水稻叶片部位总汞含量较东部高的原因。　　5.信阳稻米与国内其它产区稻米中总汞和甲基汞相比,信阳稻米中总汞和甲基汞均要远小于贵州汞矿区稻米中的总汞和甲基汞含量,而与我国北方稻米产区中的总汞和甲基汞基本上处在同一水平上;与我国南部产区稻米中总汞差距不大,而甲基汞和MeHg/THg比例则明显于低于我国南方水稻产区。　　6.汞暴露风险评估结果表明:居民食用信阳大米总汞均周摄入量为0.0219±0.0216μg kg-1week-1,最大值仅为0.0883μg kg-1week-1,要远小于世界卫生组织规定的3.99μg kg-1week-1,风险因子最大为0.0221(HI<1,表示无风险)。甲基汞平均周摄入量为0.00966±0.00359μg kg-1week-1,最大值为0.02213μgkg-1week-1,也远低于世界卫生组织建议的1.61μg kg-1week-1,风险因子最大仅为0.01375。　　根据以上结果,我们可以得到以下重要结论:　　(1)低汞区稻田生态系统也是甲基汞重要的的“源”和“汇”之一;　　(2)总体而言信阳稻米并未受到汞污染,总汞和甲基汞含量大部分都处于较低水平,只有少数点稻米总汞含量超过了国家标准。