汞矿区一直是汞污染研究的热点区域之一。号称中国“汞都”的万山汞矿乃我国典型的大型汞矿山,其汞矿储量居亚洲之首,是全球少有的典型超大型汞矿床之一。该地区的环境汞污染问题一直备受关注。　　 万山地区的矿物岩石中,硒是汞的普遍伴生元素。该地区多次发现和报道过自然界中比较少见的硒汞矿(HgSe)独立矿物。硒的存在可能会影响到汞的迁移、生物地球化学暴露、生物可利用性、毒理效果以及修复。早期大量的研究已经揭示了硒可能对汞的毒性产生抑制和保护作用。因此,如果不考虑硒的作用,仅仅测试环境中或者食物中的汞含量,可能不足以全面评估万山地区居民的汞暴露健康风险。然而,早期针对硒汞相互作用的研究主要集中于水生生态系统,对于陆地生态系统,尤其在汞矿区的研究却鲜有报道。　　 除此之外,以往针对汞矿区的汞污染研究大多局限于汞污染严重的区域。这种研究模式在背景区域或者均值性好的区域普遍适用。然而,对万山这种含量变化梯度极大的污染释放源区域,却可能会以偏概全,导致环境污染问题被放大。　　 基于以上考虑,本论文选取了黔东湘西地区包含万山汞矿区在内、距离汞矿区25公里以上、覆盖面积高达700多平方公里范围的整个区域为研究对象,并将整个区域划分为污染区、轻污染区及对照点(距离污染源距离最远的点位),通过这三组区域系统研究了当地地表河流系统和农田生态系统等重要环境介质中的汞(硒)的形态、分布、迁移及转化规律,对整个研究区域的居民汞暴露和硒摄入量进行健康风险评估,并开拓性地开展了陆地生态系统硒对汞的生物地球化学循环影响与制约的初步研究。　　 归纳起来,本论文的主要研究成果如下:河流系统:　　 (＞)地表河流系统在上游汞污染区域遭受了严重的汞污染,但是由于占主导地位(80％)的颗粒态汞的沉降自净化作用,污染范围有限(距污染源仅8公里左右后总汞含量即可恢复到美国国家环保局规定的天然水体限制值50ng/L以下)。　　 (＞)尾矿废渣堆可能是汞甲基化作用的重要场所,已经成为下游水体环境中总汞和甲基汞的主要释放源。但河流水体甲基汞主要以溶解态形式(61%)进行迁移,与总汞主要以颗粒态形式进行迁移不同。　　 (＞)丰水期、枯水期和平流期,河流水体中不同形态总汞(颗粒态、溶解态、活性态)和甲基汞(溶解态和颗粒态)含量在河流上下游之间具有不同的季节效应。　　 (＞)万山地区地表河流系统硒的含量、分布和迁移受到了汞矿开采冶炼活动的影响,水体中硒含量远远高于我国以及全球天然水体硒含量水平,其上游水体硒含量主要受尾矿废渣堆污染释放源影响,而下游水体则主要与经受浸蚀和淋滤作用后含硒量较高的岩溶地下水有关。　　 (＞)万山河流水体硒主要以溶解性较高的硒酸盐(六价硒)形式为主,有利于向下游环境进行迁移,这可能跟当地的弱碱性水体环境有关。　　 (＞)万山河流中,硒和汞含量之间呈显著的正相关关系,然而,这种关系可能是二者具有相同的释放源导致的,而且由于万山水体硒主要以六价态硒为主,因此,河流中汞和硒的迁移受HgSe难溶化合物的影响可能较小。农田生态系统:　　 (＞)包括轻污染区在内的大部分万山区域(70%以上)的稻田土壤和稻米均遭受了严重的汞污染(总汞含量分别超过了土壤和稻米的相关国家最大限制标准1.5mg/kg和20μg/kg),污染范围比地表河流水体的污染范围广。　　 (＞)水稻是甲基汞富集植物,其果实的甲基汞生物富集系数一般比无机汞高出1000倍以上;水稻内的甲基汞可能主要通过根部从土壤中吸收,而对应的无机汞除了通过根部从土壤吸收以外,还可能通过叶片从空气中吸收。　　 (＞)万山地区的稻田土壤和稻米中的硒含量普遍高于全国和贵州省平均水平,属于相对“富硒地区”。但水稻并不属于硒的富集植物(果实的生物富集系数平均值仅为0.2),这跟土壤中植物有效态的硒含量较低有关。　　 (＞)稻田土壤中某形态硒与六种形态硒之和的百分比值表现为硫化物态最高(50%),有机结合态(24%)及残渣态(19%)次之,其他三种形态之和仅占7%左右(水溶态1%、可交换态2%、氧化物碳酸盐态硒4%)。多元回归分析表明,万山地区土壤硒的植物有效性主要受水溶态硒的控制和影响。　　 (＞)土壤中硒含量与无机汞含量具有较显著的正相关关系(R=0.67-0.86,P＜0.001),且汞和硒的摩尔比率为1:0.6,这一结果可能是土壤Se2-和Hg2+(或Se0和Hg0)形成了HgSe难溶化合物所导致的。稻田土壤中HgSe难溶化合物的形成会导致土壤中可利用态无机汞含量的降低,从而间接抑制了汞的甲基化作用,这种机制可能是当地土壤环境中甲基汞占总汞比率较低的重要影响因素之一(另一个因素可能跟土壤环境呈弱碱性,不利于汞的甲基化作用有关)。　　 (＞)稻米果实中的硒含量与无机汞(及甲基汞)含量在超过一定的范围后呈反相关关系。硒汞在稻米中的这种“排斥作用”可能是根部土壤硒汞相互作用生成HgSe难溶化合物的间接证据之一,因为土壤中的硒和汞含量彼此变化较大,摩尔含量比率为1:1的HgSe难溶化合物的形成,必然导致生物可利用态的汞和硒其中一方出现“亏损”(另一方出现盈余),从而在一定程度上抑制(或相对促进)了稻米对根部土壤对应元素的富集,最终导致了稻米中硒和无机汞(及甲基汞)含量之间的反相关关系)。居民汞(硒)暴露健康风险:　　 (＞)万山汞矿区污染区域的部分居民,尤其是孕妇和婴儿等敏感人群可能存在一定的甲基汞暴露风险,然而,除汞矿区等受汞污染影响较严重的区域以外,贵州省大部分农村地区居民均未受到甲基汞暴露的健康风险威胁。　　 (＞)无论是汞矿区域,还是非汞矿区域(包含背景区域),食用稻米均是贵州省农村居民甲基汞暴露的主要途径(94-96%),而食用鱼类仅占甲基汞总暴露量的1-2%,远远低于日本、欧洲及北美等食用鱼量较高的国家或地区。对总汞暴露而言,食用稻米、蔬菜和肉类等三种途径是贵州地区总汞暴露的三种主要途径(三者约占90%左右)。　　 (＞)万山地区居民所遭受的各暴露介质中的总汞其大部分形态为毒性相对较低、且人体吸收率也较低的无机汞(无机汞的吸收率约7%,而甲基汞的吸收率高达95%),因此不适宜用总汞暴露量评估当地居民的汞暴露风险(最好以甲基汞暴露量为依据)。　　 (＞)根据中国营养学会(1990)推荐的硒摄入足量和安全值标准,万山地区约有37%的居民的硒摄入估算值处于足量和安全值范围(0.83-3.33μg/kg/day),约8%硒摄入估算值(超过3.33gg/kg/day),55%居民面临硒摄入不足(低于0.831a,g/kg/day)。　　 (＞)万山地区部分居民(22%)可能同时面临高无机汞暴露、高甲基汞暴露、以及硒摄入不足等三重健康风险(三者所导致的负面作用是否表现出“协同效应”尚未可知)。