汞的形态不同，其毒性差异很大，其中甲基汞是毒性最强的汞化合物，其具有高神经毒性、肾脏毒性、心血管毒性、生殖毒性和免疫系统效应等毒性。国际学术界普遍认为食用鱼肉和水产品是人体甲基汞暴露的主要途径。冯新斌研究员课题组的前期研究表明，贵州汞矿地区的大米可以富集甲基汞（Qiu et al., 2008）；而且食用大米是万山汞矿区（Feng et al., 2008）、贵州省（Zhang et al., 2010）、甚至中国南方农村居民（Li et al., 2012）甲基汞暴露的主要途径。前期研究发现汞在水稻体内迁移转化过程可以发生较大汞同位素变化（δ202Hg可达~3.0‰；Δ199Hg可达~0.3‰），通过分别测定两个端元（土壤汞和大气汞）的同位素组成，我们得出了水稻植株不同部位汞的二元混合模型，并根据水稻不同部位非质量分馏的强弱，估算其大气汞的相对比例（Yin et al., 2013）。
冯新斌研究员课题组通过与法国图卢兹环境地学研究中心Laurence Maurice和Jeroen E. Sonke合作，建立了大米样品甲基汞同位素的分析测试方法，该方法选择性提取大米甲基汞的平均回收率为95.0% ± 8.7%，提取液甲基汞的平均纯度为101.7%，方法有效可行。结果表明，大米甲基汞和无机汞的汞同位素特征存在显著差异，大米甲基汞的δ202Hg和Δ199Hg均较无机汞偏重（图1）；利用MIF的两端元模型，可以定量计算万山汞矿区大米果实中无机汞的大气和土壤来源的相对贡献，万山汞矿区大水溪地点大米无机汞的大气来源平均贡献为31±16%，大米总汞大气的相对贡献为17±11%，与前人研究结果（Yin et al., 2013）非常一致。证实食用大米甲基汞暴露人群头发汞同位素与食鱼人群存在显著差异（图2），头发汞同位素是示踪人体汞暴露来源的有力工具。
上述方法的建立为研究甲基汞在食物链的生物富集和人群甲基汞暴露来源识别及新陈代谢作用奠定了坚实的基础，为实际指导我国居民汞暴露的健康风险识别和风险控制提供科学依据。成果发表在环境科学领域顶级期刊Environ. Sci. Technol：Li P., Du B., Maurice L., Laffont L., Lagane C., Point D., Sonke J., Yin R., Lin C., Feng X*. Mercury Isotope Signatures of Methylmercury in Rice Samples from the Wanshan Mercury Mining Area, China: Environmental Implications. Environ. Sci. Technol. 2017, 51, 12321-12328.
图1万山汞矿区大米样品甲基汞和无机汞的汞同位素值
图2 食用大米甲基汞暴露人群头发汞同位素特征及与食鱼人群对比