汞的微生物转化

第二节　汞的微生物转化

地球中汞主要来源于岩浆，以HgS形式存在，其含量范围在1～30ppb。汞是重金属，其密度为13.5g/ml(20℃)，是惟一在室温时以液体存在的金属。汞在工业上的涂料、电池、仪表等行业中得到广泛的应用。燃料的燃烧、采矿和冶炼活动、金属加工等人类活动使大量的汞进入生态环境。相对于自然来源，人为来源的汞占总输入的25%～50%。自然存在的汞主要有三种形式:元素汞(HgO)、汞离子(Hg(II))和甲基汞(CH₃Hg(I))。金属汞对生物体具有强烈的毒性，这主要是由于:①Hg(II)和有机汞化合物对硫醇基(thiol groups)的强势亲和力，②与有机分子形成共价键的倾向，③由于低极性和对氧的低亲和力而使Hg-C键有高的稳定性，④在线性立体化学中有最大结合到二个配位体的强烈倾向。Hg(II)和CH₃Hg(I)的毒性最强，后者和公共健康关系密切，其易于穿过胃肠道壁，被吸收积累于神经细胞的包被，进而造成神经生物损伤，进入有机体的甲基汞不易降解和排出，因此易于通过食物网的营养作用而被生物扩大，捕食鱼类浓缩汞可达到水体中汞浓度的10⁷倍。消费汞污染鱼类可以导致中毒，美国公共健康条例(Public health regulations in the United States)禁止消费组织汞浓度大于1ppm的鱼，而加拿大和某些国家则规定为0.5ppm水平。甲基汞的神经损伤对尚在发育中的少年儿童风险尤其大，中毒可使人失去视觉、麻痹、甚至死亡。汞的其他形式也具有强毒性，如HgO可造成慢性肾损害，MgO进入血流可被氧化成Hg(II)，产生更大的毒性。

由于多种形式的汞都具有毒性，特别是甲基汞的强烈毒性及在生态环境中的形成过程而特别引人关注，因此汞在生态环境中的转化以及微生物在转化中的作用成为微生物与金属相互关系研究中的一个重点。