汞污染區稻米富含甲基汞是一個普遍現象，稻米甲基汞污染對人體健康的影響不容忽視。汞的毒性與其化學結構（分子結構）密切相關，如：二甲基汞衍生物是劇毒物質，硒化汞可在生物體內富集但毒性較小，氯化甲基汞的毒性是半胱氨酸甲基汞的10倍以上。由于甲基汞與巰基（-SH）間具有極強的親和力，因此，游離的甲基汞（CH3Hg+）在生物體內不會大量存在，而一般是與含有巰基的生物大分子，如與半胱氨酸（Cysteine）、谷胱甘肽（Glutathione）、清蛋白（Albumin）等進行配位，不同的配位方式決定了甲基汞在生物體內的運移行為。例如，與谷胱甘肽配位的甲基汞很難被吸收、運移，表現出生物體對甲基汞的解毒作用；與半胱氨酸結合的甲基汞則易于穿過血腦和胎盤屏障，直接對生物體靶器官產生毒害作用。從分子生物學的角度來看，明確稻米中汞的空間分布特征、化學形態及其結合方式，是全面理解其生物有效性、新陳代謝過程及毒性特征的前提，在汞的毒理學研究領域具有非常重要的理論和現實意義。

      近期，中國科學院地球化學研究所馮新斌研究員所帶領的研究團隊針對我國西南汞礦區稻米不同部位（米殼、米糠和精米）汞的分布特征和化學形態等問題開展了詳細而系統的研究工作。結果表明，稻米中的無機汞主要儲存在米殼和米糠中；但是具有高神經毒性的甲基汞則主要位于精米中。因此，在碾米過程中，大量的無機汞（約78%）會隨著米殼和米糠的去除而被去除；然而，大多數甲基汞則仍然保留在精米中（約80%）。同步輻射-X射線熒光微區譜學成像（Synchrotron radiation X-ray fluorescence micro-spectroscopy，SR-μXRF）實驗表明，相對于胚乳（Endosperm），汞（主要為無機汞）強烈富集在糙米表層—對應為果皮（Pericarp）和糊粉層（Aleurone）（圖1）。利用X射線近邊吸收譜學技術（X-ray absorption near-edge spectroscopy，XANES）（圖2）及主元分析方法(Principal Component Analysis, PCA)，該研究推測稻米中的無機汞主要是與半胱氨酸（Cysteine）結合，并以植物螯合肽（Phytochelatins）的形式存在。因此，這部分無機汞被稻米吸收后很難發生運移，致使其主要富集在糙米表層。同樣，稻米中的甲基汞也主要與半胱氨酸結合，但與無機汞不同的是，與半胱氨酸結合的甲基汞主要賦存于蛋白質中，且在水稻生長期間這部分甲基汞會隨蛋白質一起發生明顯的運移，最終被儲存在精米中。該研究在分子水平上為揭示水稻對無機汞和甲基汞的吸收及富集機理提供了重要的理論支撐。相關研究成果以題為Localization and Speciation of Mercuryin Brown Rice with Implications for Pan-Asian Public Health 的研究論文在國際雜志《環境科學與技術》（ES&T）上發表。

       該研究受國家“973”項目（2013CB430004）“我國汞污染特征、環境過程及減排技術原理”和國家自然科學基金委項目（41203091，41073098，41073062，11105172）的聯合資助。北京同步輻射裝置（BSRF）為該研究提供實驗機時，X射線熒光微區譜學成像和X射線近邊吸收譜分別在北京同步輻射裝置4W1B實驗站和1W1B實驗站完成。實驗數據處理與分析得到兩個實驗站工作人員的共同指導和幫助。