秸秆还田不但能缓解秸秆直接焚烧带来的大气污染，还能增强土壤肥力，是我国实现“以田养田”战略的重要手段。然而，秸秆直接还田会促使汞污染土壤中汞向毒性更高的甲基汞转化，并富集在农作物中。故探究秸秆处理和秸秆还田方法来降低汞污染地区秸秆还田带来的汞暴露风险极其重要。本研究以水稻秸秆为原料，在湿式厌氧发酵过程中添加硫酸盐或巯基乙酸(TGA)对秸秆发酵产物进行改性，并对发酵产物进行结构表征和盆栽实验，旨在探索一种适合于汞污染区的新的秸秆利用方式，以有效控制水田种植下秸秆还田带来的植物汞增加风险。本研究为汞污染地区水田的秸秆利用寻找到了合适的方法。

图1 秸秆与硫酸盐共发酵用于降低水田种植植物汞富集示意图

硫酸盐与秸秆汞发酵后，相比未添加组，其发酵液中CDOM（有色溶解性有机质）浓度显著升高，同时，其腐殖化程度也显著升高。另外，在沼渣的XPS结构图中，我们发现硫酸盐促进了沼渣上硫醇或硫醚基团的产生（图2）。

秸秆厌氧发酵产物输入后，我们发现，相比秸秆直接还田和无添加剂秸秆厌氧发酵产物组，高浓度硫酸盐与秸秆的共发酵产物均显著降低了空心菜THg，降低率分别为56-66%和41-59%。高浓度硫酸盐与秸秆的共发酵产物施加也显著降低了空心菜中MeHg含量，比秸秆直接还田处理组降低69-78%，比无添加剂秸秆厌氧发酵产物组降低33-53%（图3）。

秸秆与硫酸盐共发酵产物用于水田种植后，土壤生物可利用汞中胃酸模拟态汞含量显著降低，土壤甲基汞含量也显著降低，其降低率最高达92%。土壤生物可利用汞与甲基汞的降低均减轻了汞与甲基汞在植物中的富集（图4）。

图2 硫酸盐添加下厌氧发酵产物结构及性质变化

图3 发酵产物输入下空心菜总汞与甲基汞变化

图4 发酵产物输入下土壤甲基汞及生物可利用汞的变化

研究成果以“Anaerobic fermentation of straw with sulfate addition: A suitable approach for straw utilization in mercury-contaminated areas”为题发表于Journal of Environmental Management。