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相信大家對水銀體溫計都不陌生，但眾所周知，水銀是一種具有生物毒性的重金屬，《關(guān)于汞的水俁公約》也明確規(guī)定：“自2026年1月1日起，禁止生產(chǎn)含汞體溫計和含汞血壓計?！?/span>

那么問題來了：汞到底會給生物帶來什么傷害？游離在自然界中的汞，會不會被植物吸收呢？

狡黠的殺手——汞

汞具有特殊的物理化學性質(zhì)，常溫常壓下，汞是..的呈現(xiàn)為液態(tài)的重金屬，且能夠在大氣中以氣態(tài)單質(zhì)的形式長期穩(wěn)定存在。在自然界中，汞屬于痕量重金屬元素，含量很低，但是其生物毒性極強。尤其是甲基汞，即使是極低含量的甲基汞暴露也能夠造成明顯的生態(tài)毒性……

上個世紀60年代發(fā)生在日本的“水俁病”事件，就是歷....為嚴重的一次汞中毒事件。工廠將工業(yè)生產(chǎn)中大量未經(jīng)處理的含有汞的廢水排放到水俁灣，水生環(huán)境中的汞轉(zhuǎn)化成了劇毒甲基汞，沿著食物鏈能夠生物放大100萬倍，居民長期食用此種含汞的海產(chǎn)品，便成為此次甲基汞污染事件的受害者。

汞作為一種..性污染物，可隨大氣環(huán)流進行長距離遷移。為了保護人類以及環(huán)境免受汞污染的影響，《關(guān)于汞的水俁公約》從2017年8月16日起正式生效。簽約國要遵守..汞公約，減少含汞產(chǎn)品的使用和人為汞排放。

..大氣汞的總儲庫約為5000~5500噸，其中人為源汞排放通量的研究相對清楚，約為2000噸/年，而自然源汞排放過程則存在極大的不確定，當前科學界難以準確估算其通量。尤其是，..森林生態(tài)系統(tǒng)與大氣間汞的交換估算為“-727~703噸/年”，這就使得科學家無法確定森林生態(tài)系統(tǒng)到底是大氣汞的源還是匯。

因此，準確估算森林與大氣間汞的源匯關(guān)系，有利于《水俁公約》履約過程中責任的合理劃分，為科學地進行履約談判提供合理支撐

除了害人，汞會不會去禍害植物？

懷揣著這樣的疑問，中科院地球化學研究所環(huán)境地球化學..重點實驗室馮新斌研究員帶領(lǐng)的汞的區(qū)域生物地球化學循環(huán)研究團隊，以云南山哀牢山亞熱帶常綠闊葉林森林為研究對象，開展了植被葉片對汞的吸收以及根系中的汞生物地球循環(huán)的研究，運用天然汞穩(wěn)定同位素解析了植物體葉片和根中汞的來源及遷移機制，取得了重要的研究進展。

大多數(shù)重金屬能夠被植被根系從土壤中吸收，再隨著蒸騰過程等生物作用向上傳輸進入到植被地上組織，..終達到葉片，但植被吸收汞的過程是明顯不同的。

植物葉片表面能夠吸附大氣中的氣態(tài)單質(zhì)汞，一部分汞也能夠隨著氣孔的光合/呼吸過程進入到葉片內(nèi)部。另外，植被根系能夠從土壤中以水溶液的形式吸收汞離子，但是被吸收后的汞在根系導管中的傳輸距離非常有限，因此不能夠傳輸?shù)降厣喜糠帧?/p>

所以說，植物中的汞濃度通常是處于幾個到幾十個ppb（10-9克/克），濃度是非常少的，因此并不會對植物體造成毒害效應。但是特殊情況下，例如在某些污染地區(qū)，植物體中的汞濃度達到幾十到上百個ppm（10-6克/克）的時候，會明顯影響植物的生理過程。

植物中的汞，到底從哪來，又會到哪去？

汞穩(wěn)定同位素組成特征經(jīng)常被稱為汞的生物地球化學指紋譜，因為它就像指紋一樣，能夠示蹤汞的來源以及參與的特殊反應。

我們知道，原子是由原子核和核外電子組成的，其中原子核由一定數(shù)量的質(zhì)子和中子構(gòu)成。同位素則是具有相同的質(zhì)子數(shù)，但是中子數(shù)不同的原子。汞在自然界中有7種穩(wěn)定同位素,分別為196Hg，198Hg，199Hg,200Hg，201Hg,202Hg,204Hg。汞在自然界中不同的端元中表現(xiàn)出明顯不同的汞同位素特征，使得我們能夠利用汞同位素有效地指示汞的來源。

例如，植被根系的汞同位素非質(zhì)量分餾的指紋特征繼承了土壤剖面中的汞同位素分餾指紋特征，而明顯不同于地上部分（樹干、樹葉等），就證明了植被根系中的汞主要來源于土壤，而并非來自于地上組織的傳遞。

植被根系的生物量巨大，能夠占到植被整體的22%，不僅對植物起著支撐的作用，且在植物體的物質(zhì)運輸中起著重要的作用。之前有觀點認為，葉片吸收的大氣汞可能向下運輸?shù)街参锏母?。因此，植被根系可能是大氣汞重要的匯。

而中科院地球化學研究所..的研究證實，植被根系主要通過細根根皮吸收土壤溶液中的汞離子，一部分汞能夠從根皮轉(zhuǎn)移到根的中柱，這就使得根皮的汞濃度大概是根中柱的6~10倍，也使得細根中的汞濃度明顯大于粗根的汞濃度。根中被吸收的汞沿著導管的向上的遷移過程極弱，這就使得表層的根汞濃度明顯高于底層汞濃度。

另外，根系的死亡能夠?qū)е赂滴盏墓匦箩尫呕赝寥?，這對于植物而言是一種..機制，對于土壤而言能夠造成根際土汞濃度的富集。

講個冷知識：..森林可以吸收大量的汞，每年吸收的汞總量約等于人類活動排放的汞。但是目前由于人們對地下根系中汞的來源以及儲存的汞儲量缺乏認識，導致估算森林汞匯時存在很大不確定性。

中科院地球化學研究所的研究證實了植被根系汞主要來源于土壤，而非植物地上部分的轉(zhuǎn)運，這否定了前人提出的根系是大氣零價汞匯的觀點，因此植被根系不應被納入..大氣汞匯的估算。

當前，我們正面臨著汞減排與履約的雙重壓力，正在積極地進行《關(guān)于汞的水俁公約》的履約。而履約相關(guān)政策的制定與減排措施執(zhí)行成效的檢驗，都必須建立在對..汞生物地球化學循環(huán)規(guī)律科學認識的基礎(chǔ)上，中國的科學家們正在這條探尋真相的路上不斷前進。