砷（As）和銻（Sb）作為優(yōu)先控制環(huán)境污染物，具有較強的生物毒性。湖南錫礦山有“世界銻都”之稱，Sb礦的大量開展導(dǎo)致礦區(qū)周邊土壤As和Sb污染嚴重。該區(qū)域的污染調(diào)查研究較多，但大多數(shù)研究關(guān)注礦區(qū)土壤-作物體系中As和Sb的總量，而作為當(dāng)?shù)鼐用裰魇车乃荆珹s和Sb在其籽粒中的形態(tài)及分布鮮有關(guān)注。中國科學(xué)院南京土壤研究所周東美團隊研究員王玉軍等結(jié)合原位同步輻射技術(shù)（μ-XRF、μ-XANES）、激光剝蝕等離子體質(zhì)譜（LA-ICP-MS）等手段，初步揭示了礦區(qū)周邊水稻籽粒中As和Sb的形態(tài)及分布規(guī)律。

       研究發(fā)現(xiàn)盡管當(dāng)?shù)氐咎锿寥乐蠸b的濃度普遍高于As，但是水稻植株及籽粒中As的濃度要大于Sb。砷銻在水稻各部分中濃度由大到小依次為根、莖、谷殼、籽粒（糙米）。HPLC-ICP-MS結(jié)果顯示二甲基胂（DMA）是籽粒中As的主要形態(tài)；μ-XRF微區(qū)成像顯示，As主要集中分布在谷殼、糠和胚中，在胚乳中也有均勻分布；利用μ-XANES技術(shù)結(jié)合線性擬合對選定熱區(qū)（hotspot）中As的形態(tài)探究發(fā)現(xiàn)，靠近OVT（主要擔(dān)任無機As（III）、As（V）向籽粒運輸通道）的熱區(qū)累計較多無機As，由韌皮部和OVT共同運輸?shù)挠袡CAs在其余籽粒熱區(qū)也有一定分布（圖1）。LA-ICP-MS結(jié)果顯示Sb在籽粒中的分布與As分布類似（圖2）。該研究成果對As和Sb共污染區(qū)域糧食安全問題提供更深的理解，部分結(jié)果發(fā)表于Environmental Pollution （2019, 252: 1439-1447）。

       盡管根表鐵膜對水稻吸收Sb的顯著影響已被部分報道，但鐵膜對不同形態(tài)Sb（Sb（III）、Sb（V））的固定能力及阻控吸收機制研究尚有不足，該團隊采用水稻（Oryza sativa L.）水培及原位同步輻射技術(shù)研究了根表鐵膜對水稻Sb吸收的影響。結(jié)果顯示鐵膜能夠有效地將Sb固定在水稻根表，盡管鐵膜對Sb（III）的固定能力顯著大于Sb（V），較多的Sb（III）仍然能夠被根部吸收并轉(zhuǎn)運至地上部。有趣的是，鐵膜的存在降低了水稻根部對Sb吸收的同時，卻提升了Sb從根部到地上部的轉(zhuǎn)運系數(shù)，即在水稻地上部累計了更多的Sb。μ-XRF成像結(jié)果顯示，F(xiàn)e、Mn環(huán)繞包裹在根部切片周圍，并且Sb的分布同F(xiàn)e相關(guān)（R2 = 0.1020, p < 0.01）。此成果對鐵膜在水稻轉(zhuǎn)運Sb中的作用有了新的認識，加深了人們對其影響水稻吸收Sb的理解。該結(jié)果發(fā)表于Environmental Pollution （2015, 204: 133-140）。

       研究工作獲得國家重點研發(fā)計劃（2016YFD0800407）、國家自然科學(xué)基金（41771276、41422105、41171189）和中科院青年創(chuàng)新促進會（2011226）等的資助。