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生态中心在汞的甲基化机理研究中取得突破

2019.10.09 来源: 浏览:0次

甲基汞具有神经毒性,容易在食物链中累积放大,是已知毒性最大、分布最广的有机汞化合物。除去工业生产排放以外,环境中的甲基汞被认为主要来自于微生物对无机汞的生物甲基化。在过去的几十年中,人们对其他的甲基化途径知之甚少。

中国科学院生态环境研究中心江桂斌研究组与美国FIU蔡勇教授通过合作研究,在碘甲烷对汞的光化学甲基化研究方面取得新进展。相关研究成果最近发表在NatureCommunications上。

他们采用汞同位素(199HgCl2/CH3201Hg+)与氢同位素(CD3I)示踪技术,通过培育试验研究了天然环境水样中碘甲烷对无机汞的光化学甲基化机理。研究发现,天然环境水体中二价汞以及低价态的一价汞、零价汞均可被碘甲烷甲基化,该反应依赖于日光照射。而在去离子水中,仅低价态的一价汞、零价汞可被碘甲烷甲基化。基于此,提出了碘甲烷对无机汞的光化学甲基化的两步机制:(1)二价汞光还原生成一价汞与零价汞;(2)碘甲烷光解生成甲基自由基与甲基正离子,进一步与一价汞与零价汞结合,生成高毒性的甲基汞。采用定量模型对这一反应进行了定量评估,表明在使用碘甲烷熏蒸剂的水体中,碘甲烷对汞的光化学甲基化是甲基汞的重要来源。

该研究的意义不仅在于突破了经典甲基化机理认知方面的缺陷,发现了新的光化学甲基化途径。更重要的是具有现实环境意义。因为碘甲烷作为一种新型熏蒸剂农药已在美国、日本、新西兰等国家批准使用,其用量可高达11千克/亩。这一发现预示着未来会有更多的甲基汞通过碘甲烷这一化学甲基化途径产生并释放到环境中,从而对生物体健康产生影响。根据这项工作,亟需对碘甲烷新型农药熏蒸剂的使用进行广泛、审慎的安全评估。

研究工作得到了国家基金委重大国际合作项目、“973”项目以及中科院先导专项的支持。

环境水体中碘甲烷对无机汞的光化学甲基化机理示意图

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