مطالعه مختصر: چگونه گوگرد تشکیل متیل جیوه را در دریاچه های اوتروفیک تحریک می کند

جیوه (Hg) یک آلاینده جهانی نگران کننده در اکوسیستم های آبی است و تبدیل آن به متیل جیوه آلی (MeHg) منجر به تجمع زیستی سمی و بزرگنمایی زیستی می شود.

بنابراین، درک محرک‌های تشکیل متیل جیوه برای مدیران منابع طبیعی برای محافظت از اکوسیستم‌ها و افراد حیاتی است.

مطالعات، باکتری های کاهنده سولفات (SRB) را با تشکیل متیل جیوه مرتبط کرده اند. با این حال، تحقیقات اخیر نشان داده است که تنها ژن های خاصی در SRB به این فرآیند کمک می کنند.¹

مطالعه 2025 علوم و فناوری محیط زیست به دنبال درک عوامل میکروبی و بیوژئوشیمیایی متیلاسیون جیوه و متیلاسیون متیل جیوه بود.¹

علاوه بر این، نویسندگان به دنبال ارتباط غلظت متیل جیوه در ستون آب با کیفیت آب در یک دریاچه اوتروفیک بودند.¹

روش ها

آزمایش کیفیت آب و نمونه برداری آب در اعماق چندگانه در عمیق ترین حوضه دریاچه مندوتا، یک دریاچه اوتروفیک شهری در ویسکانسین، یک بار در سپتامبر و اکتبر در سال های 2020 و 2021 انجام شد.

درجه حرارت، اکسیژن محلول و سطح کدورت توسط a اندازه گیری می شود پروب کیفیت آب چند پارامتری YSIنویسندگان نمونه هایی را برای تجزیه و تحلیل سولفید/سولفات، جیوه، سایر فلزات و اسید نوکلئیک جمع آوری کردند. برای محاسبه متیلاسیون جیوه نیز نمونه ها جمع آوری شد.

جیوه معدنی از کل جیوه و متیل جیوه محاسبه شد و برای تخمین نرخ متیلاسیون جیوه (Kمن ملاقات کردم).¹

خود سولفات با کروماتوگرافی اندازه گیری می شود. نویسندگان همچنین تأثیر SRB بر پتانسیل نرخ متیلاسیون را محاسبه کردند.¹

برای تجزیه و تحلیل میکروبی، DNA و RNA هر دو استخراج و برای تعیین توالی ژن ذخیره شدند. نویسندگان فراوانی را تجزیه و تحلیل کردند hgcA ژن در SRB که با پتانسیل متیلاسیون برای ارزیابی تاثیر آن بر متیلاسیون جیوه مرتبط است.

نتایج

سطح سولفات در اپیلیمنیون نرمال بود، اگرچه سطح سولفید در طول تاریخ های نمونه برداری افزایش یافت. هر دو متیل جیوه و جیوه معدنی با عمق در hypolimnion افزایش یافته و به طور قابل توجهی بین ماه ها و سال ها متفاوت نیست.

با این حال، Kمن ملاقات کردم تحت شرایط محیطی به طور گسترده ای متفاوت است. در واقع، نویسندگان بالاترین K آب شیرین ثبت شده را گزارش می کنندمن ملاقات کردم، اگرچه علت دقیق آن ناشناخته است.¹ به طور کلی، جیوه معدنی به سرعت در ستون آب متیله می شود.

نرخ دی متیلاسیون (Kدم) به نظر می رسید که متغیرتر بوده و احتمالاً توسط فرآیندهای متعدد، شیمیایی و بیولوژیکی کنترل می شوند.¹ نویسندگان خاطرنشان می کنند که کار بیشتری روی مسیرهای دی متیلاسیون مورد نیاز است.

K بالاترمن ملاقات کردم مقادیر به طور کلی مربوط به متیل جیوه بالاتر و متیل جیوه در تعادل در hypolimnion بود.¹ نسبت جیوه معدنی/متیل جیوه به Kمن ملاقات کردم/ کدم نزدیک به یک به یک بود بنابراین، متیل جیوه در ستون آب در درجه اول توسط نرخ متیلاسیون درجا کنترل می شود و می توان آن را پیش بینی کرد.¹

کمن ملاقات کردم در غلظت سولفید تا 2.4 میلی گرم در لیتر افزایش یافت، اما پس از آن کاهش یافت. سایر عوامل مانند کربن آلی محلول یا مواد آلی محلول چندان تأثیرگذار نیستند و سولفید محرک اصلی در دسترس بودن جیوه معدنی است.¹ HgcA بیان تحت شرایط سولفید بالا کاهش یافت و احتمالاً K را نیز تحت تأثیر قرار دادمن ملاقات کردم.¹

به طور کلی، حضور جیوه معدنی و پتانسیل متیلاسیون میکروبی بر تشکیل متیل جیوه تأثیر گذاشت و کاهش سولفید هر دو فرآیند را کنترل کرد.¹ متیلاسیون در بالاترین حد است hgcA بیان و حضور جیوه غیر آلی¹

SRBهای کاهنده گوگرد مهم بودند زیرا گوگرد در تشکیل متیل جیوه بیش از فلزاتی مانند آهن و منگنز تأثیر داشت.¹ پویایی جامعه میکروبی و سایر ژن‌ها احتمالاً بر این روش تأثیر می‌گذارند hgcA بیان شد و نویسندگان تحقیقات بیشتری را در این فرآیند پیشنهاد کردند.

در نهایت، تشکیل متیل جیوه توسط فرآیندهای درجا و پارامترهای کیفیت آب به جای نیروهای خارجی مانند بارگذاری اتمسفر هدایت می‌شود. گوگرد و SRB به عنوان بازیگران حیاتی در فرآیند متیلاسیون درجا شناسایی شدند.

سوالات در مورد بیان باقی می ماند hgcA و چه چیزی SRB را هدایت می کند، اما ارتباط بین چرخه گوگرد و ایجاد متیل جیوه سمی واضح تر است.¹ این باید توانایی مدیران منابع طبیعی را برای حفاظت از اکوسیستم ها و پیش بینی تشکیل متیل جیوه بهبود بخشد.

منابع

1. پترسون، B.D.، Janssen، S.E.، پولین، B.A.، Ogorek، J.M.، وایت، A.M.، McDaniel، E.A.، Tate، M.T.، Krabbenhoft، D.P.، و McMahon، K.D. (2025). کاهش سولفات منجر به افزایش تشکیل متیل جیوه در ستون آب یک دریاچه آب شیرین اوتروفیک می شود. علوم و فناوری محیط زیست، 59(13)، 6799–6809.doi.org