Environmental Pollution：胡婕、尹德良等 | 汞污染稻田土壤甲基汞产生量的升高是由于藻类分解产生的溶解性有机质的有利变化

藻类和作物秸秆提取的有机质可以通过改变土壤溶解性有机质（SDOM）的性质，显著调节稻田中甲基汞（MeHg）的产生和积累，但具体的影响机制尚不清楚。为了探究这一科学问题，中国贵州大学资源与环境工程学院尹德良课题组的胡婕及其合作者进行了一系列微观实验，以确定DOM光学特性（紫外可见光和荧光光谱）和土壤-水体系统中甲基汞浓度对水稻、油菜和藻类提取的有机质输入的时间响应特性。同时，了解了土壤DOM性质与土壤-水系统中甲基汞浓度之间的关系。

结果表明：（1）藻类分解比作物秸秆释放更多的半胱氨酸和硫酸盐，大大降低土壤DOM的芳香性，加速低分子量组分向高分子量组分的转化。

图1 添加有机质后土壤DOM的DOC浓度、DN浓度以及光谱特征

（2）与作物秸秆有机质相比，藻类有机质输入大大增加了土壤中溶解的有机碳浓度，但导致色氨酸样组分的降低，同时加速了土壤DOM中高分子量组分的形成。

图2 添加有机质后土壤DOM的荧光组分图以及最大荧光强度

（3）与作物秸秆有机质相比，藻类有机质输入显著增加了孔隙水中的甲基汞浓度（P < 0.05），并且在上覆的水（10-25d）和土壤固相颗粒（15-25d）中也观察到类似的甲基汞的变化模式（P < 0.05）。

图3 上覆水和孔隙水中DHg和DMeHg浓度（A-D）、土壤甲基汞含量(E)以及甲基汞的固液分配系数(F)随时间的变化

（4）相关分析表明，藻类有机质处理组的土壤-水体系统中甲基汞浓度分别与土壤DOM的色氨酸类组分和分子量（E2/E3比值）呈显著负相关和正相关（P < 0.01）。

图4 DOM特性与孔隙水汞之间的相关性

本文发表于SCI二区期刊Environmental Pollution（IF=9.988）。2020级硕士研究生胡婕为第一作者，尹德良副教授为通讯作者。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.121415