在生物体内，硬金属离子一般与OH-、HPO4-、CO32-、R-COO-和＝C＝O等含氧官能团形成稳定化学键，而软金属离子一般与CN-、R-S-、-SH-、-NH2和咪唑等含氮和含硫基团成键。第87页，共124页，星期日，2025年，2月5日在自然界，汞以三种状态存在：Hg0、Hg+、Hg2+。Hg+常成二聚体：Hg+-Hg+，但其可进行如下的化学歧化作用：Hg+-Hg+Hg2++Hg0第55页，共124页，星期日，2025年，2月5日主要的汞矿是硫化物，HgS俗称朱砂；溶解性极低，在厌氧环境中一般无变化，通气条件下HgS发生氧化作用，这可能是由于硫杆菌属的细菌作用，形成了Hg2+。可溶性Hg2+是很毒的，但很多细菌能行解毒作用，使其转化成元素汞：Hg0。Hg2++NADPH+H+Hg0+2H++NADP+第56页，共124页，星期日，2025年，2月5日有些细菌能将Hg2+转化成甲基汞和二甲基汞，实验室内，芽孢杆菌属，梭菌属，分枝杆菌属和假单孢杆菌属的细菌，以及曲霉属、脉孢霉属(Neurospora)的真菌和酵母菌都能引起甲基化作用。甲基化与辅酶—维生素B12的作用分不开，其转化过程如下：Hg0+CH3-B12CH3-Hg+CH3-Hg++CH3-BrCH3-Hg-CH3(二甲基汞)(甲基汞)第57页，共124页，星期日，2025年，2月5日甲基汞和二甲基汞都是亲脂性的，生物摄取后，多富集于细胞的脂类物质中。甲基汞的毒性比汞Hg+或Hg2+大100倍，神经毒素，在水体中较多地富集于鱼类和贝类中，人食用了含汞的鱼、贝以后，可引起脑细胞的破坏而死亡。第58页，共124页，星期日，2025年，2月5日这两种类型的甲基汞是否稳定决定于它们的形成速率和排除速率，因为，有些微生物能还原甲基汞成Hg0和甲烷。二甲基汞可挥发逸入大气，形成速率低于甲基汞。第59页，共124页，星期日，2025年，2月5日第60页，共124页，星期日，2025年，2月5日CH3-Hg-CH3Hg0CH3-Hg-CH3CH3-Hg+Hg0+CH4CH3-Hg+Hg2++Hg0Hg++Hg+HgS化学反应细菌细菌细菌CH4鱼细菌细菌沉积物水大气汞循环的可能途径第61页，共124页，星期日，2025年，2月5日利用细菌消除汞污染从G+和G-细菌中分离出的许多质粒上都发现有抗重金属的基因。某些抗药性质粒同时也具有抗汞和抗砷的基因。从金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)中分离出的一种大质粒上发现有抗汞、镉，砷等元素的抗性编码。第62页，共124页，星期日，2025年，2月5日日本用汞细菌吸收并将含汞废水中的甲基汞、乙基汞、硝酸汞、乙酸汞和硫酸汞等水溶性化合物成元素汞，然后收集菌体，用活性炭吸收菌体内蒸发的一部分元素汞，另一部分沉淀在反应器的底部的汞可以回收。金属汞的回收率可达80％以上。利用细菌消除汞污染Chakrabarty把抗汞质粒转移到恶臭假单孢菌中，在含50~70?g/mlHgCl2的培养液中，该菌仍能生长，并将离子汞转化成Hg0。第63页，共124页，星期日，2025年，2月5日三、砷的污染和微生物转化砷是非金属元素，在自然界主要以氧化物(如白砷石As2O3，)和硫化物(如雄黄As4S4，雌黄As2S3)存在。砒霜，即三氧化二砷三氧化二砷为白色晶体，微溶于水。溶于水后生成亚砷酸(H3AsO3)亚砷酸离子(3+)比砷酸(H3AsO4)离子(5+)更毒。具挥发性的三甲基砷也对人体有毒害作用。1、砷的污染第64页，共124页，星期日，2025年，2月5日砷能使人与动物的中枢神经系统中毒，使推动细胞代谢作用的酶系失去作用，还发现它具有致癌作用。污染环境的砷化合物的来源是多方面的：农药和染料：亚砷酸盐和有机砷化物被用作原料，一些含磷酸盐的洗涤剂中也含有少量砷第65页，共124页，星期日，2025年，2月5日2、微生物对砷的作用甲基化：如土生假丝酵母(Candidahumicola)、粉红粘帚霉(Gliocladiumroseum)和青霉能使单甲基砷酸盐和二甲基砷酸盐形成三甲基砷。有些甲烷细菌能利用砷酸盐生成甲基砷。许多微生物能将污水和污泥中的砷转化成三甲基砷。第66页，共124页，星期日，2025年，2月5日氧化为砷酸盐：如无色杆菌、假单孢菌、黄杆菌、节杆菌和产碱杆菌能将亚砷酸盐氧化为砷酸盐；还原成亚砷酸盐：甲烷细菌，脱硫弧菌，某些微球菌在厌氧条件下又能将砷酸盐还原成毒性更强的亚砷酸盐。第