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青果期刊 | 地化所:稻田重金属协同污染与甲基汞生成机制研究新进展

青果期刊 | 地化所:稻田重金属协同污染与甲基汞生成机制研究新进展 青研之家
2025-11-08
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导读:中科院地化所博士后蒲强、孟博研究员等近期发表标题为《镉通过微生物适应和生物地球化学改变提高稻田中的甲基汞水平》的文章。




研究概要:

    稻田生态系统中甲基汞(MeHg)的积累是威胁粮食安全和人类健康的重要环境问题。近年来,稻田重金属协同污染现象日益突出,尤其是镉(Cd)污染的广泛存在可能显著影响汞的生物地球化学过程。然而,Cd如何影响稻田土壤中甲基汞的生成以及甲基汞在稻米中的富集,仍不清楚。该研究基于大量的野外调查结果,并结合盆栽实验和室内培养试验,揭示了Cd通过微生物适应进化与地球化学过程耦合显著促进稻田土壤甲基汞的生成,并进一步促进甲基汞在稻米中的富集。

    研究发现:Cd可改变土壤氧化还原条件与溶解有机碳含量,从而提高汞的生物可利用性。同时,Cd污染驱动微生物群落结构重组,并促进携带汞甲基化基因(hgcA)的细菌获得Cd抗性基因(czcA),增强其甲基化能力。该团队进一步提出了“Cd驱动的微生物–地球化学双通道增强模型”,揭示了Cd污染通过微生物水平基因转移(HGT)机制强化汞甲基化潜力的新路径。该研究明确了Cd作为活跃调节因子在稻田汞循环中的关键作用,阐明了多金属协同污染条件下甲基汞生成的生物地球化学机制,对保障稻米安全及制定污染控制策略具有重要意义。


镉通过微生物适应与地球化学变化提升稻田甲基汞水平




核心PI




冯新斌

中国科学院
地球化学研究所

简介:
冯新斌,中国科学院地球化学研究所研究员,所长,博士生导师。1988年毕业于中国地质大学(武汉)地球化学系地球化学与勘查专业,获工学学士学位。1988年9月至1991年7月在湖北省地质矿产局安全环保研究所从事环境监测工作。1991年8月至1997年10月在中国科学院地球化学研究所攻读硕士和博士学位,并于1994年和1997年分别获地球化学理学硕士和博士学位。1997年11月至2000年12月在瑞典哥德堡大学无机化学系从事博士后研究,2011年起历任副所长、党委副书记、党委书记。2019年2月25日起,主持地化所行政工作;2020年4月任所长。

研究及招生方向:

1、重金属生物地球化学循环与健康 

2、非传统稳定同位素地球化学 

3、重金属污染环境的修复 


主要科研项目:

1、汞同位素分馏及NOTCH细胞生物标记:环境与健康联系的新标记方法(国家自然科学基金委员会重大国际合作项目,批准号:41120134005,负责人,2012.01-2016.12,经费:300万元); 

2、我国汞污染特征、环境过程及减排技术原理(国家科技部973项目),批准号:2013CB430000,首席科学家,2013.01-2017.08,经费:3800万元) ;

3、地气间汞交换、汞甲基化、食物链富集及污染环境修复-中国与瑞典典型生态环境的对比研究(中国科学院国际合作局对外合作重点项目,项目编号:132852KYSB20130003,负责人,2014.01-2016.12,经费:80万) ;

4、亚热带与温带森林小流域生态系统汞的生物地球化学循环及同位素分馏(国家自然科学基金重点项目,批准号:41430754,负责人,2015.01-2019.12,经费:360万) ;

5、汞在地表环境重要形态转化及生物积累过程汞同位素分馏特征(中国科学院前沿科学重点研究项目,批准号:QYZDJ-SSW-DQC005,负责人,2016.08-2020.12,经费:300万) ;


孟博

中国科学院
地球化学研究所

简介:

孟博,中国科学院地球化学研究所研究员,博士生导师。2011年毕业于中国科学院地球化学研究所获博士学位,随后留所担任助理研究员,2013年去往佛罗里达国际大学化学与生物化学系作博士后研究,2014年回到中科院地化所,聘为副研究员,2018年去往瑞典农业科学大学森林生态与管理系作高级访问学者,2019年聘为研究员。曾获中国科学院“院长优秀奖”、贵州省科学技术一等奖、矿物岩石地球化学学会终身会员等荣誉。


研究及招生方向:

1、汞在水陆环境中的迁移、转化和归宿等研究;

2、水陆环境中汞的分子转化机理及界面地球化学过程;


主要科研项目:

1、国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(42022024),2021.01-2023.12,主持;

2、中国科学院“西部之光”交叉团队项目—重点实验室合作研究专项,2021.01-2023.12,主持;

3、中国科学院西部青年学者A类项目,50万,2018.1-2020.12,主持;

4、中国科学院战略性先导科技专项(B类)项目二,2020.1-2024.12,骨干;

5、国家自然科学基金面上项目(41673025),2017/01-2020/12,主持;

6、国家自然科学基金委-贵州喀斯特科学研究中心联合基金项目,2017/01-2021/12,骨干;


2、


文章信息:


上述研究成果发表于国际权威期刊《Environmental Science & Technology》。中国科学院地球化学研究所博士后蒲强为文章第一作者,孟博研究员研究员为文章通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目(42394092和42207164)和贵州省重大专项项目(黔科合重大[2025]002)的联合资助。


论文发表:

Qiang Pu, Zhengdong Hao, Qianshuo Zhang, Kun Zhang, Bo Meng*, Xinbin Feng, 2025: Cadmium Elevates Methylmercury Levels in Rice Paddies via Microbial Adaptation and Biogeochemical AlterationsEnvironmental Science & Technology.


点击文末“阅读原文”可查看相关原文。











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【声明】内容源于网络
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