Year: 2025
Type: article
Abstract: 塑料污染已成为全球性重大环境问题，近年来大量塑料垃圾进入自然水体，在光照条件下发生老化并影响重金属的生物地球化学行为。甲基汞（MeHg）是一种强神经毒性物质，其生成通常被认为依赖于光照或微生物作用。本研究通过野外调查与室内模拟实验，首次发现即使在完全黑暗条件下，老化塑料仍可显著促进无机汞（Hg(II)）的非生物甲基化过程。机制研究表明，黑暗环境中塑料老化仍可持续产生活性氧物种（ROS），引发塑料氧化并释放富含含氧官能团的塑料源溶解性有机质（P-DOM）。P-DOM与Hg(II)络合后，并通过分子内甲基转移途径实现汞的甲基化，该路径获密度泛函理论计算证实，其吉布斯自由能变为负值，表明该反应在热力学上可行。全球模型估算结果表明，聚丙烯通过该途径在中国和全球其他区域淡水中诱导的MeHg生成潜力分别为2.8×10⁻5% – 5.5×10⁻2% d⁻1和4.0×10⁻6% – 7.5×10⁻3% d⁻1，与自然水体中观测到的甲基汞生生成潜力处于同一数量级。本研究揭示了塑料在黑暗环境中驱动汞非生物甲基化的新机制，拓展了对MeHg生成时空分布的认识，强调塑料污染是汞生物地球化学循环的一个隐蔽驱动因子。研究成果对准确预测汞循环演变、评估全球汞公约实施成效以及推动塑料与汞协同治理具有重要科学意义。
Authors: Yingnan Huang, Fei Dang
Language: English
Subfield: Health, Toxicology and Mutagenesis
Field: Environmental Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4415428641