汞的微生物甲基化与去甲基化机理研究进展

甲基汞具有强烈的生物毒性和生物积累性,环境中甲基汞的产生主要与微生物相关,同时微生物也能通过去甲基化作用使甲基汞转变为无机汞.然而,目前国内外研究主要集中在汞的甲基化机理及影响因素,对汞的微生物去甲基化研究甚少.本文综述了汞的微生物甲基化、去甲基化研究史,以及微生物的主要作用机理,并对相关研究进行了展望,指出微生物酶促甲基化与氧化去甲基化机理研究将是以后工作的重点.     

水环境中铁-汞耦合对汞生物地球化学循环的影响研究进展

汞及其化合物是一类重要的全球污染物.水环境是汞重要的汇,也是汞发生形态转化与生物富集的重要场所.水环境中铁-汞相互作用对汞的生物地球化学循环有重要的影响.本文围绕水环境中铁-汞生物地球化学循环的耦合,讨论并总结了含铁矿物对汞的吸附、硫铁矿物对汞的硫化、溶解性铁与含铁矿物对二价汞的还原、铁对汞微生物甲基化的影响、铁参与的甲基汞降解、铁硫矿物介导二甲基汞生成以及水稻根系铁膜对汞吸收的影响,并进一步对铁-汞耦合对汞的生物地球化学循环影响的未来研究重点进行了展望.     

海洋环境汞甲基化/去甲基化研究进展

汞（Hg）是一种在大气中具有较长停留时间并能进行长距离传输的全球性污染物.甲基汞（MeHg）具有毒性强、易富集、可随食物链放大的特点，是引起环境风险的主要汞形态.通过各种来源排放到海洋环境中的无机汞在沉积物和水柱中均可甲基化为MeHg，原位甲基化和去甲基化是控制海洋环境中甲基汞水平的关键过程.虽然目前已有综述总结了环境中汞甲基化/去甲基化，但对海洋生态系统中汞甲基化/去甲基化过程涉及相对较少.本文在总结海洋汞甲基化/去甲基化过程速率、途径和热点区域基础上，详细讨论了海洋光化学、非光化学以及微生物3种汞甲基化/去甲基化途径机制，并对未来研究方向进行了展望.在现有研究基础上，未来应在不同汞甲基化/去甲基化途径贡献估算、实际海洋环境汞甲基化/去甲基化基因/微生物作用验证、环境因素对海洋汞甲基化/去甲基化影响方面开展更深入研究.海洋汞甲基化/去甲基化的研究可为深入理解海洋汞的环境行为与风险和发展有效的汞污染风险防控技术提供科学依据和数据支撑.     

环境中汞微生物转化研究进展

汞(Hg)污染是全球最为关注的环境问题之一.Hg的不同形态之间毒性差异大,其以有机形态存在的甲基汞(MeHg)具有强神经毒性,且能在生物体内富集,具有很强的健康与生态风险.环境中不同形态的Hg可以在生物与非生物作用下进行转化,特别是微生物在一定条件下驱动着Hg的甲基化、去甲基化、还原与氧化,从而影响Hg的移动性和生物有效性.因此,理解微生物参与Hg转化的特征与机制对人体健康和生态环境都有着重要的意义.已有不少研究报道了Hg的微生物转化过程,但缺乏一个系统的总结与归纳.本文综述了关于Hg微生物甲基化、去甲基化、还原和氧化的最新研究进展,重点讨论Hg甲基化微生物类群,分析了微生物对Hg的甲基化和还原机制,以及影响Hg甲基化过程的主要环境因子,并提出未来关于Hg微生物转化的研究方向与重点.     

Research progress on occurrence forms and microbial transformation of mercury北大核心CSCD

汞是一种高毒性且具有持久性的重金属污染物,汞污染的治理与修复在近几十年一直是国内外研究热点.了解微生物对汞赋存形态的转化作用,对汞污染的治理与修复具有重要意义.总结汞的不同赋存形态、毒性及对应的常用分析方法,其中甲基汞(methyl mercury,MeHg)是毒性最强的汞形态之一.环境中汞的化学形态能发生转化,尤其以微生物驱动的汞的甲基化、MeHg的去甲基化和汞的氧化还原最为常见.依据汞转化类型将汞转化相关微生物分为汞甲基化、MeHg去甲基化、汞还原、汞氧化等类群,将对应的汞转化作用机制分为基于hgcAB基因的汞甲基化、基于mer操纵子基因的MeHg去甲基化和Hg2+还原、胞内过氧化氢酶介导的Hg0氧化.微生物汞转化过程不仅受到pH和温度的显著影响,而且还受到汞的赋存形态和游离汞的浓度、微生物种/群结构与功能、矿物种类、中间体和次生产物及其交互作用的影响,基于此,提出正确客观表征汞的微生物转化过程需要综合分析微生物组和矿物组的变化规律及其交互作用的综合效应.针对酸性矿山废水(AMD)极端环境微生物汞转化研究的不足,未来的工作将聚焦结合多组学手段、同步辐射谱学和密度泛函理论(DFT)计算等分析技术研究汞赋存形态的微生物转化过程,分析和阐明汞转化中间体的键合作用方式和转化机制,从而为AMD汞污染的预防、治理和修复提供依据.(图2表2参107)     

加拿大最大程度降低汞的环境和健康风险的进展

出于对人类健康的担忧,加拿大采取手段限制人为汞排放.汞是一种在环境中普遍存在的天然元素.接触途径很复杂.科学文献、政策和法规都涉及到环境中的汞水平,不过所涉及的都是甲基汞(一种神经毒素).把汞颗粒和活性汞甲基化合成有机甲基汞会产生毒性作用.加拿大政府已经颁布了一套政策法规以期最大程度地降低甲基汞和其他有毒化学品对健康和环境的危险性,并与加拿大各省政府和地区政府进行合作,积极参与双边、区域和国际活动.     

加拿大最大程度降低汞的环境和健康风险的进展

出于对人类健康的担忧,加拿大采取手段限制人为汞排放.汞是一种在环境中普遍存在的天然元素.接触途径很复杂.科学文献、政策和法规都涉及到环境中的汞水平,不过所涉及的都是甲基汞(一种神经毒素).把汞颗粒和活性汞甲基化合成有机甲基汞会产生毒性作用.加拿大政府已经颁布了一套政策法规以期最大程度地降低甲基汞和其他有毒化学品对健康和环境的危险性,并与加拿大各省政府和地区政府进行合作,积极参与双边、区域和国际活动.     

加拿大最大程度降低汞的环境和健康风险的进展

出于对人类健康的担忧,加拿大采取手段限制人为汞排放.汞是一种在环境中普遍存在的天然元素.接触途径很复杂.科学文献、政策和法规都涉及到环境中的汞水平,不过所涉及的都是甲基汞(一种神经毒素).把汞颗粒和活性汞甲基化合成有机甲基汞会产生毒性作用.加拿大政府已经颁布了一套政策法规以期最大程度地降低甲基汞和其他有毒化学品对健康和环境的危险性,并与加拿大各省政府和地区政府进行合作,积极参与双边、区域和国际活动.     

沉积物中汞的甲基化研究进展

汞是环境中存在的一种重要污染物质,其毒性与之化学形态密切相关。环境中的汞主要以无机汞形态存在,然而无机汞可以通过甲基化作用转化为毒性更强的甲基汞,从而给受到暴露的生物及人类带来更高的健康风险。沉积物是汞在水生环境系统中的主要分布相,也是无机汞甲基化过程发生的主要场所。沉积物中汞的甲基化过程受到生物种类、汞的生物可利用性等生物因素及温度、含硫化合物、有机质、氧化还原条件等环境理化性质的影响。本文对汞在沉积物中甲基化过程的作用机制及其影响因素的研究现状及最新进展进行了总结,并对未来更深入的研究进行了展望。     

汞污染及人体负荷研究进展

汞污染是个全球性的问题,汞在一些厌氧微生物的作用下会生成毒性较大的甲基汞,对人体健康产生威胁.本文综述了汞污染以及人体负荷的一些研究进展,包括汞对人体的危害、生物学指标、普通人群甲基汞暴露的两条主要途径等.之前普遍认为食用鱼贝类等水产品是造成人体甲基汞暴露的主要途径,但最近有研究发现大米中甲基汞含量偏高,食用大米会造成潜在甲基汞暴露风险.目前大米甲基汞暴露研究大多集中在我国贵州地区,未来非常有必要在更多的地区开展大米中甲基汞水平的调查,评价大米中低剂量甲基汞长期暴露的风险,以保障大米的安全性.     

加拿大最大程度降低汞的环境和健康风险的进展

出于对人类健康的担忧，加拿大采取手段限制人为汞排放．汞是一种在环境中普遍存在的天然元素．接触途径很复杂．科学文献、政策和法规都涉及到环境中的汞水平，不过所涉及的都是甲基汞（一种神经毒素）．把汞颗粒和活性汞甲基化合成有机甲基汞会产生毒性作用．加拿大政府已经颁布了一套政策法规以期最大程度地降低甲基汞和其他有毒化学品对健康和环境的危险性，并与加拿大各省政府和地区政府进行合作，积极参与双边、区域和国际活动．     

稻田水体中汞的非生物甲基化研究

本文采用稻田原位培养的方法,考察了稻田水体汞的非生物甲基化及沼灌对稻田水体汞非生物甲基化的影响.结果表明,开阔水面无机汞甲基化的转化率为3.14%—3.17%,明显高于水稻行间(0.83%—1.95%),光照加速了稻田水体无机汞的甲基化过程.常规稻田水体中甲基汞以生成为主,表现为随着培养时间的延长,水体中甲基汞的含量逐渐增加至0.63 ng·L~(-1).与常规稻田水体相比,沼灌稻田水体先出现甲基汞的峰值,随着体系光量子的累积,甲基汞逐渐光解,其含量逐渐降低.常规稻田水甲基汞的含量与光照呈线性正相关关系(R~2=0.71—0.86),而沼灌稻田水中甲基汞的含量与光照呈抛物线关系(R~2=0.33—0.80).沼灌稻田水体中高分子量的溶解态有机质如腐殖质和富里酸的含量明显高于常规稻田水体,且芳香性物质含量占比较高,使其中无机汞的甲基化过程要更复杂.     

汞的环境光化学

作为一种全球污染物,汞在水体、底泥、土壤、大气等介质中以各种不同形态存在.各种汞形态具有不同的理化特性及毒性.汞形态的转化对于汞的迁移、毒性、食物链富集放大效应等具有重要影响.光照在汞的形态转化中起着重要作用,主要涉及光氧化、光还原、甲基汞的光降解以及无机汞的光化学甲基化等四个方面.本文对不同环境介质中汞的光化学转化过...     

环境中汞的微生物还原过程及机制

汞是一种全球性的环境污染物.汞的还原过程可降低地表环境汞浓度,促进汞的大气传输,对汞的区域/全球循环、甲基化及生物积累具有重要的作用.地表环境微生物还原是汞还原的重要过程,在多种环境介质中均可发生.本文介绍了多种环境介质中微生物汞还原在汞生物地球化学循环中的重要作用,详细总结了有氧与缺氧条件下微生物汞还原的途径与机制,提出了微生物还原汞的其它可能机制,并对相关领域的研究进行了展望.     

渔业养殖区水环境中汞的形态分布

为研究渔业养殖对水生生态环境中汞形态变化的影响,采用气相色谱-冷原子荧光法对浙江省舟山市六横岛海水样品中不同形态汞含量进行测定分析.结果表明,对于总汞(THg)、溶解态汞(DHg)和颗粒态汞(PHg),养殖区上浮水体与对照区上浮水体之间无显著差异(P0.05).纵向分布看,底层水体PHg含量要显著高于中间层和表层(P0.05),主要是由于沉积物向上浮水体释放大量颗粒物,而颗粒物本身对汞的吸附能力很强.对于上浮水体甲基汞含量分布,总甲基汞(TMe Hg)主要以(PMe Hg)的形态存在,且TMe Hg和PMe Hg在颗粒物含量较高的养殖区的含量要高于在对照区.但是,底层水体中可被微生物利用的溶解态甲基汞(DMe Hg)含量在对照区(0.066±0.009 pmol·L-1)要显著高于养殖区(0.031±0.007 pmol·L-1)(P0.05),这可能是由于常年养殖活动致使沉积物中大量有机物积累,有机物与无机汞离子络合,减少了汞的生物有效性,从而抑制了甲基汞的生成.     

三峡库区消落带土壤淹水过程中汞的释放及甲基化特征

为探索三峡库区消落带土壤淹水期汞的环境化学行为,利用模拟试验,设置A(15℃,低溶解氧(DO))、B(30℃,低DO)、C(15℃,高DO)3组处理,在人工气候培养箱中进行消落带土壤淹水过程中汞的释放与甲基化特征研究,淹水试验共进行了40 d.结果表明,淹水初期(0—10 d)土壤汞呈释放趋势,A、B、C等3组处理水体中总汞浓度逐渐增加,而土壤中总汞含量相应降低;随淹水时间的延长(10 d),二者达到平衡.淹水后,A、B、C处理上覆水甲基汞浓度随淹水时间的延长而升高,且分别在第15天、第8天、第15天达到峰值,第30天基本达到平衡;土壤甲基汞含量随淹水时间的延长而增高,并在第30天达到平衡,平衡时土壤及上覆水甲基汞浓度规律均表现为BAC.土壤-上覆水系统温度的适当升高利于土壤汞的释放及甲基化;高溶解氧利于土壤汞的释放,低溶解氧则更利于汞的甲基化.     

汞在土壤中的吸附与释放的初步研究

汞对环境的污染可分为无机汞污染和有机汞污染两大类。处于生态系统中的无机汞可以转化为有机汞(主要是甲基汞);而有机汞污染由于其易挥发、毒性大,比无机汞的污染对环境和人类具有更大的危害性。因此,对含汞废水在环境中行为的了解是十分必要的。     

金属纳米颗粒的环境行为及其与藻类的相互作用概述

金属纳米颗粒在各领域的应用日益广泛，可通过多种途径进入环境，并在水生生态系统中积累.因此关于其进入水环境后的行为及与水中初级生产者—藻类相互作用的研究至关重要.金属纳米颗粒在水中会发生团聚、沉降、溶解、硫化反应及光化学反应等，这些行为受到自身理化性质(大小、形状、表面电荷、晶体结构、化学组成等)和环境因素(pH、离子强度、阳离子价态等)的影响，进而改变金属纳米颗粒在藻类表面的吸附聚集和可能的吸收累积.金属纳米颗粒还可能影响藻类光合作用、引起氧化应激、甚至造成藻类的凋亡.同时，与金属纳米颗粒共存的其它污染物及天然有机质也可能改变金属纳米颗粒的行为、生物吸附、生物累积和生物效应.相应地，藻类在面对金属纳米颗粒胁迫时也会启动自我防御机制.尽管如此，真实环境中金属纳米颗粒与藻类的相互作用及分子机制仍有待进一步研究.     

五里河水体甲基汞污染及沉积物中甲基汞释放速度的初步研究

河流水体的汞污染,主要来源于工业生产中所排放的含汞废水。环境监测报告表明,生产氯碱的化工厂的含汞废水排入河流后,会使水体造成严重的汞污染。五里河就是这样一条被汞严重污染的河流,它是构成锦州湾海域汞污染的主要污染源。 从汞的化学形态来看,五里河水体的汞污染,可分为无机汞污染和有机汞(主要是甲基汞)污染。而处于水生生态环境中(主要是沉积物中)的无机汞,可以转化为甲基汞。由于甲基汞污染比无机汞污染对环境和人类具有更大的危害性,所以五里河水体中甲基汞     

渔业养殖区藻源溶解性有机质性质特征对汞甲基化影响

溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)是水生生态系统中的重要成分,能够显著影响汞的甲基化等形态变化过程.以近岸渔业养殖区藻源DOM为研究对象,运用傅里叶变换红外光谱和三维荧光光谱技术,对其结构特征进行表征;并选取总有机碳浓度TOC_DOM=10 mg·L^-1(DOM₁₀)和TOC_DOM=50 mg·L^-1(DOM₅₀)两种水平藻源DOM提取液,分析其在不同汞浓度条件下对汞甲基化过程的影响.结果表明,藻源DOM主要由类蛋白和类腐殖质组分组成,其中前者含量较高,疏水及芳香组分含量较低;红外光谱显示藻源DOM中含有—OH、—CH₃、—CH₂、芳香性C=C等官能团.甲基化实验表明,在溶液中DOM含量相对较少时(DOM:Hg浓度比≤15625),DOM表现出抑制汞甲基化的趋势,而当溶液中DOM含量逐渐升高(DOM:Hg浓度比>15625),DOM可以显著促进水体中汞向甲基汞的转化.藻源...