汞的赋存形态及微生物转化研究进展

摘要

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Hg~0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）