汞(Hg)是一种持久性污染物，通过大气环流可以造成元素汞（Hg(0)）的长距离传输，在全球范围内引发环境健康和生态风险问题。土壤Hg(0)排放是重要的大气汞排放源，在全球Hg的生物地球化学循环中起着至关重要的作用。

中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室冯新斌研究员团队利用室内模拟实验，对万山汞矿地表裸露区土壤排放Hg(0)的通量和汞同位素特征进行了表征，并解析了各种汞还原路径的相互作用和贡献。研究结果表明：光还原和微生物还原对万山汞矿地表裸露区土壤Hg(0)排放的驱动贡献分别为79%~88%和12%~21%。相比之下，非生物暗还原的贡献可以忽略不计。推断了影响土壤Hg(0)排放的两个重要过程：微生物介导的HgS溶解，以及Hg(II)的光致还原和微生物还原。尽管微生物还原的贡献相对较小，但微生物介导的HgS溶解可以增加土壤中的溶解汞库存，进而为有机结合态汞的光还原和微生物还原提供有利条件。

硫化汞（HgS）是自然环境中矿物结合态汞的最大汞库，通常被认为是惰性的和难以活化的。该团队揭示了一种新的微生物介导的HgS溶解机制。从中国万山汞矿区地表土壤中分离出多株耐汞细菌（Arthrobacter sp.WS-B1、Massilia sp.WS-B3、Serratia sp.WS-B5等），被证明能够分泌半胱氨酸，促进晶体HgS分解为HgS纳米颗粒和溶解态Hg，并最终向挥发性Hg(0)转化。这项研究揭示了HgS矿物的微生物转化、自然界中HgS纳米颗粒的潜在形成途径以及微生物介导的汞迁移转化风险。

图1 微生物通过分泌半胱氨酸介导HgS溶解和Hg转化过程

上述研究成果发表在环境科学与地球科学研究领域期刊Environmental Science & Technology和Geochimica et Cosmochimica Acta上。该研究得到了国家自然科学基金（41921004, 42394090，42407351）等项目的资助。

论文信息1：Microbial Dissolution of Crystalline Mercury Sulfide via Cysteine Secretion. Geochimica et Cosmochimica Acta.（论文链接： https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.08.032） 

论文信息2：Isotope based characterization of soil elemental mercury emissions from historical mercury mining areas: driving pathways, and relative contributions. Environmental Science & Technology.（论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c05220）

（冯新斌课题组/供稿）