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Mercury Reduction and Oxidation by Reduced Natural Organic Matter in Anoxic Environments

机译：在缺氧环境中通过减少天然有机物的还原和氧化汞

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摘要

Natural organic matter (NOM)-mediated redox cycling of elemental mercury Hg(0) and mercuric Hg(II) is critically important in affecting inorganic mercury transformation and bioavailability. However, these processes are not well under stood, particularly in anoxic water and sediments where NOM can be reduced and toxic methyunercury is formed. We show that under dark anoxic conditions reduced organic matter (NOM_re) simultaneously reduces and oxidizes Hg via different reaction mechanisms. Reduction of Hg(II) is primarily caused by reduced quinones. However, Hg(0) oxidation is controlled by thiol functional groups via oxidative complexation, which is demonstrated by the oxidation of Hg(0) by low-molecular-weight thiol compounds, dutathione, and mercaptoacetic acid, under redu- cing conditions. Depending on the NOM source, oxidation state, and NOM:Hg ratio, NOM reduces Hg(ll) at initial rates ranging from 0.4 to 5.5 h~(-1), which are about 2 to 6 times higher than those observed for photochemical reduction of Hg(II) in open surface waters. However, rapid reduction of Hg(II) by NOM_re can be offset by oxidation of Hg(0) with an estimated initial rate as high as S.4 h~ . This dual role of NOM_re is expected to strongly influence the availability of reactive Hg and thus to have important implications for microbial uptake and methylation in anoxic environments.
机译：天然有机物（NOM）介导的元素汞Hg（0）和汞Hg（II）的氧化还原循环对于影响无机汞的转化和生物利用度至关重要。但是，这些过程还不能很好地理解，特别是在缺氧的水和沉积物中，可以减少NOM并形成有毒的甲基汞。我们表明，在黑暗缺氧条件下，还原的有机物（NOM_re）同时通过不同的反应机理还原和氧化了汞。 Hg（II）的减少主要是由减少的醌引起的。但是，Hg（0）的氧化是由硫醇官能团通过氧化络合控制的，这在还原条件下被低分子量硫醇化合物，度他硫酮和巯基乙酸对Hg（0）的氧化所证明。取决于NOM的来源，氧化态和NOM：Hg的比例，NOM可以以0.4至5.5 h〜（-1）的初始速率还原Hg（II），这是光化学还原所观察到的速率的2至6倍露天水域中的汞（II）含量。但是，NOM_re对Hg（II）的快速还原可以被Hg（0）的氧化所抵消，其估计的初始速率高达S.4 h〜。预计NOM_re的双重作用将强烈影响反应性Hg的可用性，因此对缺氧环境中的微生物吸收和甲基化具有重要意义。

著录项

  • 来源
    《Environmental Science & Technology》 |2012年第1期|p.292-299|共8页
  • 作者

    Wang Zheng; Liyuan Liang; Baohua Gu;

  • 作者单位

    Environmental Sciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee 37831, United States;

    Environmental Sciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee 37831, United States;

    Environmental Sciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee 37831, United States;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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