1．环境中汞的来源、分布与迁移

汞在自然界的浓度不大、本底值不高，但分布很广。地球岩石圈内的汞的浓度为0.03μg/g，在森林土壤中为0.029~0.10μg/g，黏质土壤中为0.03~0.034μg/g；水体中汞的浓度更低，比如河水中浓度约为1.0μg/L，海水中约为0.3μg/L。19世纪以来，随工业的发展，汞的用途越来越广，生产量急剧增加，从而大量汞由于人类活动而进入环境。据统计，目前全世界每年开采应用的汞量在1×10⁴t以上，其中绝大部分最终以“三废”的形式进入环境，因而人为源是自然界中汞的主要来源。

由于汞具有很高的解离势，故转化为离子的倾向小于其他金属，一因此它的特点在于能以零价形态存在于大气、土壤和水中。汞及其化合物特别容易挥发，其挥发程度与化合物的形态及在水中的溶解度、表面吸附、大气的相对湿度等因素密切相关。一般有机汞的挥发性大子无机汞，有机汞中又以甲基汞和苯基汞的挥发性最大；无机汞中以碘化汞挥发性最大，硫化汞最小。另外，在潮湿空气中汞的挥发性比干空气中大得多。由于汞化合物的高度挥发性，所以它可以通过土壤和植物的蒸腾作用而被释放到大气中去，而空气中的汞含量大部分吸附在颗粒物上。气相汞的最后归趋是进入土壤和海底沉积物、天然水体中，汞主要与水中存在的悬浮微粒结合，最后沉降进入水底沉积物，这也是汞在环境中自净的重要途径。

汞不是人体的必需元素。它的毒性很强，而且随其在环境中的存在形态不同，对生物的危害性也有较大差异。无机汞化合物在生物体内一般容易排泄。但当汞与生物体内的高分子结合，形成稳定的有机汞配合物，它们几乎不解离，一旦在体内形成这些有机汞化合物，就很难排出。

如果存在亲和力更强或者浓度很大的配位体，重金属就会转化为稳定性更高的配合物，这是一个普遍规律。例如，在Hg(OH)2与HgS溶液中，从计算可知，Hg2+的浓度仅为0.039μg/g，但当环境中C1-含量为0.001mol/L时，Hg(OH)2与HgS的溶解度可以分别增加44倍和408倍；如果C1-浓度为lmol/L时，则它们的溶解度分别增加105倍和107倍。这是由于高浓度的C1-与Hg2＋发生强的配位作用。因此，河流中悬浮物和沉积物中的汞，进入海洋后就会解吸出来，使河口沉积物中汞含量显著减少。

汞的污染、迁移和汞的甲基化，都与汞的吸附作用密切相关。沉积物中的有机汞和无机汞的吸附和解吸的量，可以控制汞污染的程度。正常情况下，液态汞和某些无机汞化合物，在水体中是非常稳定的。

2．水误病和汞的甲基化

1953年在日本熊本县水俣湾附近的渔村，发现一种由于化工厂排放甲基汞废水而导致的中枢神经性疾患的公害病，称为水俣病，这是历史上首次出现的重金属污染重大事件。

烷基汞和苯基汞的化合物是亲脂性的。它们在脂肪中的溶解度可达水中的100倍，因而容易进入生物体的组织内，同时烷基汞与人体蛋白质中的琉基很容易结合，故在体内有很高的积累作用。其中甲基汞毒性最大，而且是汞化合物在生物体内的代谢产物。

甲基钴胺素是金属甲基化过程中甲基基团的重要生物来源。含汞废水排入水体后，无机汞被颗粒物吸着沉入水底，通过微生物体内的甲基钴胺素转移酶进行汞的甲基化转化：

CH3CoB12＋Hg2+＋H2O一→H2OCoBIZ+CH3Hg+

或2CH3CoBl2+Hg2++2H2O一→2H2OCoBl2++(CH3)2Hg

生成的产物是一甲基汞还是二甲基汞取决于环境的具体条件，主要因素是浓度，但形成CH3Hg＋的反应速率一般比形成（CH3)2Hg+快6000倍，所以多数情况下是形成一甲基汞。但在H2S存在下，则容易转化为二甲基汞，反应为：

2CH3HgCl+H2S一→（CH3Hg)2S+2HCl

(CH3Hg)2S一→（CH3)2Hg十HgS

这一过程可使不饱和甲基金属完全甲基化。

一甲基汞又因氯化物浓度和pH不同而形成氯化甲基汞或氢氧化甲基汞：

CH3Hg++Cl-一→CH3HgCl

CH3HgCI+H2O一→CH3HgOH+Cl-+H+

甲基汞在环境中的形态取决于C1-的浓度和pH。在中性和酸性条件下，氯化甲基汞都是主要形态。在pH=8,氯离子浓度低于400mg/L时，则氢氧化甲基汞占优势；在pH=8,氯离子浓度低于18000mg/L的条件下，CH3HgCl约占98%，而CH3HgOH占2%,CH3Hg+可忽略不计。

烷基汞中，只有甲基汞、乙基汞和丙基汞三种为水俣病的致病性物质。它们的存在形态主要是烷基汞氯化物。

汞的甲基化可在好氧条件下发生，也可在厌氧条件下发生。好氧条件下主要转化为一甲基汞，一甲基汞为水溶性物质，易被生物吸收而进入食物链；厌氧条件下主要转化为二甲基汞，二甲基汞难溶于水，有挥发性，在大气中易分解，危害小。

3．甲基汞脱甲基化与汞离子还原在某些细菌作用下，湖底沉积物中甲基汞可被某些细菌降解而转化为甲烷和汞，也可将Hg2＋还原为金属汞，发生如下反应：

CH3Hg++2H·一→Hg+CH4+H+

HgCl2+2H·一→Hg+2HCl

4．汞的生物效应

甲基汞能与许多有机配位体基团结合，如-COOH、-NH2、-SH等。因此它非常容易和蛋白质、氨基酸类起作用。

烷基汞具有高脂溶性，在生物体内分解缓慢，比无机汞毒性大。肠道内只能吸收很少的与蛋白质结合的无机汞，但却能全部吸收甲基汞及其衍生物。

水生生物富集烷基汞比富集其他汞能力大得多。一般鱼类对氯化甲基汞的生物浓缩系数是3000，甲壳类则是100-100000。