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    我国学者在深海甲基汞来源研究方面取得新进展

    日期 2020-07-16   来源:地球科学部   作者:张海东 李薇  【 】   【打印】   【关闭

    数字表示不同过程:1-生物还原;2-光还原;3-生物甲基化;4-吸附;5-光降解;6-解吸附;7-生物甲基化;8-颗粒物下沉;9-垂直混合;10-累积与传递

    bobapp网站图. 海洋系统汞循环示意图

      在国家自然科学基金项目(批准号:41625012、41602345、41922019、U1612442、41961144028)等资助下,天津大学地球系统科学学院孙若愚副教授、刘羿教授科研团队与中科院深海科学与工程研究所彭晓彤研究员合作,在深海甲基汞来源研究方面取得新进展。研究结果以“马里亚纳海沟生物中的甲基汞来自于上层海洋(Methylmercury produced in upper oceans accumulates in deep Mariana Trench fauna)”为题,于2020年7月7日在《自然-通讯》(Nature Communications)上在线发表。论文链接:http://www.nature.com/articles/s41467-020-17045-3。2020年6月21-26日召开的国际地球化学年会(Goldschmidt Conference)还将该研究作为“会议亮点”进行报道,链接如下:http://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-06/gc-hms061920.php。

      汞是一种有毒且能够在全球传输的污染物。进入到海洋中的汞在细菌的作用下转化为剧毒的甲基汞,并可通过食物链进入到高营养级的鱼类、哺乳动物及人体中。因此,在全球变化的大背景下,海洋甲基汞的生成、转化和富集的研究对于制定全球和区域性环境政策(如《关于汞的水俣公约》)具有重要意义。主流观点认为,海洋的净甲基汞主要产生于中层海洋(100-1000米)的低氧区,其次是表层海洋(0-100米)。近年来大量航测汞数据表明深海(>1000米)甲基汞较为富集。这使得深海甲基汞的来源和迁移成为全球汞循环研究的重要前沿科学问题。

      该研究团队利用我国拥有自主知识产权的潜水器/着陆器(中科院深海所研制),通过在马里亚纳/雅浦海沟开展深海探测和采样工作,发现7000-10000米海沟生物与上层海洋(0-1000米)鱼类的汞同位素组成相似,具有显著的奇数汞同位素异常(非质量分馏,Δ199bobapp网站Hg=1.47 ± 0.13‰),认为海沟生物的甲基汞主要来自上层海洋,表层海洋经过光降解的单甲基汞(MMHg)(占比37%-48%)与中层海洋未经光降解的MMHg(占比52%-63%)混合,继而通过下沉的颗粒物快速进入到深海食物链系统。该研究还对毒性更大的海洋二甲基汞的生成机制以及生物体内甲基汞的解毒过程进行了启发性探讨。

      该研究在无深层水形成的北太平洋深海中发现光降解的MMHg信号,表明深海人为源汞的输入量可能要比以前估计的要多得多。全球变暖的趋势将会加大上层海洋甲基汞的生成量,而这种变化趋势将会很快传递至深层海洋,从而对海沟生态系统造成威胁。