文章亮点：
1.在水稻田土壤中区分了光还原、微生物还原和非生物暗还原三种Hg(II)还原途径对Hg(0)排放的贡献。
2.利用汞同位素技术，提供了一种新的方法来量化和追踪土壤-大气间Hg(0)的交换。
3.研究结果对改进全球Hg循环模型和评估自然源Hg(0)排放具有重要意义。
土壤中气态元素汞[Hg(0)]的排放构成了全球总Hg(0)排放的很大一部分。现有研究没有区分生物和非生物介导的排放，仅关注光还原介导的排放，导致对土壤Hg(0)排放到大气的低估。本研究使用汞同位素鉴定了水稻田土壤中Hg的定向还原途径。结果表明，光还原、微生物还原和非生物暗还原产生的Hg(0)的同位素组成存在显著差异。在不同采样期间，大气与水稻田土壤之间的Hg(0)交换通量以排放为主，平均通量在2.2 ± 5.7到16.8 ± 21.7纳克/平方米/小时之间。使用基于同位素签名的三元混合模型，我们揭示了光还原是水稻田土壤中Hg(0)排放的最重要贡献者。尽管较低，但微生物和非生物暗还原在第110天对Hg(0)排放的贡献分别高达36 ± 22%和25 ± 15%。这些新发现可以帮助改进未来对涉及复杂生物、非生物和光还原过程的水稻土田生态系统中土壤Hg(0)排放的估计。
图1.图文摘要
研究背景：土壤中Hg(0)的排放对全球Hg(0)排放有重要影响，但现有研究可能低估了这一排放量。
研究方法：通过在水稻田进行田间实验和实验室分析，使用动态通量室(DFC)测量了大气与水稻田土壤之间的Hg(0)交换通量，并利用汞同位素分析了不同还原途径对Hg(0)排放的贡献。
研究发现：
1.光还原、微生物还原和非生物暗还原产生的Hg(0)具有显著不同的同位素组成。
2.在研究期间，大气与水稻田土壤之间的Hg(0)交换通量以排放为主。
3.光还原是Hg(0)排放的主要途径，但微生物还原和非生物暗还原在某些时期也对Hg(0)排放有显著贡献。
结论：本研究结果有助于改进对水稻土田生态系统中土壤Hg(0)排放的估计，并强调了在评估全球Hg循环时考虑不同Hg(II)还原过程的重要性。
Using Mercury Stable Isotopes to Quantify Directional Soil–Atmosphere Hg(0) Exchanges in Rice Paddy Ecosystems: Implications for Hg(0) Emissions to the Atmosphere from Land Surfaces
Kun Zhang, Qiang Pu, Jiang Liu, Zhengdong Hao, Lijuan Zhang, Leiming Zhang, Xuewu Fu, Bo Meng, and Xinbin Feng
Environmental Science & Technology 2024 58 (25), 11053-11062
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c02143
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