微量元素循环

微量元素循环描述了金属和准金属如何在环境中移动，它们既是必需的微量营养素，又在人类活动使其流动时成为污染物。

Definition

微量金属和准金属在环境区室中的循环，包括其来源、形态转化和汇。

Scope

本主题涵盖了微量金属和准金属的自然和人为来源、环境迁移、转化，改变其迁移性和毒性的氧化还原和甲基化反应，以及它们在空气、水、土壤和生物群中的分布。

Core questions

• 微量金属的自然来源和人为来源有哪些？
• 氧化还原和甲基化反应如何改变金属的迁移性和毒性？
• 微量元素如何在环境区室中分布？
• 为什么有些微量金属会发生生物累积？

Key theories

微量金属循环的人为主导性

对于几种有毒金属，人类排放量现在已超过自然通量，因此铅、镉和汞的全球循环主要受工业活动控制。

Mechanisms

微量元素通过风化以及采矿、冶炼和燃烧进入环境。它们的迁移性和毒性取决于由pH、氧化还原和络合作用决定的形态；微生物甲基化可以将汞等金属转化为生物利用度更高、生物累积性更强的有机金属形式。

Clinical relevance

微量元素循环控制着铅、镉、汞和砷等有毒金属的暴露以及微量营养金属的可用性，为污染评估和修复提供了框架。

History

20世纪80年代的全球调查表明，人类排放的几种微量金属已超过自然来源，确立了金属循环的人为扰动。

Key figures

• Jerome O. Nriagu

Seminal works

• nriagu1988
• schlesinger2013

Frequently asked questions

为什么甲基汞特别危险？

微生物甲基化将汞转化为甲基汞，这是一种易于吸收并在食物链中生物放大，在捕食性鱼类中达到高浓度的形式。