毒性金属环境转化及循环研究组在颗粒结合态汞生物有效性研究方面取得新进展

发布时间:2022-05-19  |  【打印】 【关闭

  毒性金属环境转化及循环研究组在颗粒结合态汞(Particle-bound Hg(II))生物有效性研究方面取得了新进展,相关成果以“Particle-Bound Hg(II) is Available for Microbial Uptake as Revealed by a Whole-Cell Biosensor”为题发表在Environmental Science & Technology。

  颗粒结合态汞在水生环境中普遍存在,可被转化为高毒性的甲基汞,如何评估其生物有效性一直是研究领域面临的巨大挑战。针对该科学问题,本研究基于大肠杆菌,构建了可同时在有氧和缺氧条件下检测微生物胞内活性汞的全细胞微生物传感器。在此基础之上,建立了评估颗粒结合态汞生物有效性的分析模型,无需复杂的前处理过程即可定量区分溶解态汞(HgD)和颗粒结合态汞(HgP)对细菌胞内汞的贡献。

  对多种天然和模型颗粒(Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2)结合态汞的生物有效性分析表明,细菌对颗粒结合态汞的摄入在水生环境中普遍存在。以不同特征模型颗粒物为例,发现细菌对颗粒结合态汞的吸收利用受颗粒物组成、粒径大小及其表面涂层等因素的调控。在有氧和缺氧环境中,颗粒结合态汞均有可能作为细菌重要的汞源,参与汞的形态转化;且与有氧条件相比,在缺氧条件下颗粒结合态具有更强的生物有效性。这一发现对于探究氧含量梯度明显的水生环境中汞的生物地球化学循环具有重要指示意义,尤其是对于分层的湖泊、水库和海洋。本研究结果揭示了颗粒结合态汞在汞生物地球化学循环中的重要作用,并有助于进一步阐释水生环境中沉降颗粒具有较强的汞甲基化潜能的原因。

  图1. 颗粒结合态汞的生物有效性

  论文的第一作者为特别研究助理向玉萍,通讯作者为阴永光研究员。该研究得到了山东省自然科学基金、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项和中国科学院青年创新促进会优秀会员等项目的支持。

  论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.est.1c08946

  

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