海洋化学实验室甲基汞循环研究取得重要进展

　　近日，国际著名学术期刊Nature Communications发表了题为“Fumigant methyl iodide can methylate inorganic mercury species in natural waters”（天然水体中碘甲烷熏蒸剂可以导致无机汞的甲基化）的最新研究成果。此项成果由美国Florida  International University、中国海洋大学、中国科学院生态环境研究中心和河南理工大学的5位研究者共同合作完成。海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室李雁宾副教授为文章的第二作者，文章通讯作者之一Florida International University蔡勇教授为重点实验室“海洋化学创新引智计划”海外学术骨干。

　　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。该研究采用汞同位素（199HgCl2/CH3201Hg+）与氢同位素（CD3I）示踪技术，通过同位素添加培养实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。

　　该研究不仅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，而且具有重要的现实环境意义。目前，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。这一重要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。