甲基汞具有神經(jīng)毒性，容易在食物鏈中累積放大，是已知毒性最大、分布最廣的有機(jī)汞化合物。除去工業(yè)生產(chǎn)排放以外，環(huán)境中的甲基汞被認(rèn)為主要來自于微生物對無機(jī)汞的生物甲基化。在過去的幾十年中，人們對其他的甲基化途徑知之甚少。
中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心江桂斌研究組與美國FIU蔡勇教授通過合作研究，在碘甲烷對汞的光化學(xué)甲基化研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果最近發(fā)表在Nature Communications上。
他們采用汞同位素（199HgCl2/CH3201Hg+）與氫同位素（CD3I）示蹤技術(shù)，通過培育試驗研究了天然環(huán)境水樣中碘甲烷對無機(jī)汞的光化學(xué)甲基化機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，天然環(huán)境水體中二價汞以及低價態(tài)的一價汞、零價汞均可被碘甲烷甲基化，該反應(yīng)依賴于日光照射。而在去離子水中，僅低價態(tài)的一價汞、零價汞可被碘甲烷甲基化�；诖耍岢隽说饧淄閷o機(jī)汞的光化學(xué)甲基化的兩步機(jī)制：（1）二價汞光還原生成一價汞與零價汞；（2）碘甲烷光解生成甲基自由基與甲基正離子，進(jìn)一步與一價汞與零價汞結(jié)合，生成高毒性的甲基汞。采用定量模型對這一反應(yīng)進(jìn)行了定量評估，表明在使用碘甲烷熏蒸劑的水體中，碘甲烷對汞的光化學(xué)甲基化是甲基汞的重要來源。
該研究的意義不僅在于突破了經(jīng)典甲基化機(jī)理認(rèn)知方面的缺陷，發(fā)現(xiàn)了新的光化學(xué)甲基化途徑。更重要的是具有現(xiàn)實環(huán)境意義。因為碘甲烷作為一種新型熏蒸劑農(nóng)藥已在美國、日本、新西蘭等國家批準(zhǔn)使用，其用量可高達(dá)11千克/畝。這一發(fā)現(xiàn)預(yù)示著未來會有更多的甲基汞通過碘甲烷這一化學(xué)甲基化途徑產(chǎn)生并釋放到環(huán)境中，從而對生物體健康產(chǎn)生影響。根據(jù)這項工作，亟需對碘甲烷新型農(nóng)藥熏蒸劑的使用進(jìn)行廣泛、審慎的安全評估。
研究工作得到了國家基金委重大國際合作項目、“973”項目以及中科院先導(dǎo)專項的支持。
環(huán)境水體中碘甲烷對無機(jī)汞的光化學(xué)甲基化機(jī)理示意圖
