Methyl thủy ngân: Độc tố môi trường nguy hiểm

03/06/2016

Kết quả nghiên cứu được xây dựng dựa trên một nghiên cứu vài năm trước đây. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã xác định hai gen cụ thể của vi khuẩn chuyển đổi dạng vô cơ của thủy ngân thành chất hữu cơ nguy hiểm hơn, MeHg. Dựa trên nghiên cứu đó và dựa trên những vi khuẩn metagenomes đã giải mã trong một loạt các mẫu môi trường bùn, đất và các tạp chất thu được khác - chính xác là 3,500 mẫu - các nhà khoa học đã tìm thấy những điểm chung giúp họ xác định các dấu ấn sinh học cho sự tiềm tàng của thủy ngân methylate.

Mô hình 3-D của Methyl thủy ngân, một độc tố môi trường tích tụ sinh học có thể chuyển đổi được từ dạng vô cơ của thủy ngân

Kiểm tra Metagenome

Một trong những nhà khoa học là đồng tác giả nghiên cứu Dwayne Elias, chuyên viên Phòng Khoa học Sinh học thuộc ORNL, đã trò chuyện với Laboratory Equipment về tầm quan trọng của việc xác định đúng các phương pháp tính toán cho giai đoạn nghiên cứu này.
"Mục tiêu là để xác định các gen từ tất cả những metagenomes mà có thể có methyl thủy ngân", Elias nói. "Để làm được điều đó, chúng tôi đã trải qua và phát triển một số các chương trình lọc tính toán mới để loại bỏ những gen tương tự rất giống nhau - và có rất nhiều gen như thế - để cuối cùng để lại những gen mà chúng tôi chắc chắn là những gen methyl hóa".

Đồng tác giả nghiên cứu Cynthia Gilmour, một nhà khoa học vi sinh vật môi trường cùng với Trung tâm Nghiên cứu Môi trường Smithsonian, cũng đồng tình về việc sử dụng các tính toán triệt để.

"Việc này chủ yếu thực hiện trong nghiên cứu silic", Gilmour nói. "Có khá nhiều thông tin về metagenomic, vì vậy chúng tôi đã tận dụng tất cả các dữ liệu có sẵn."

Thông tin về methyl thủy ngân

Để hiểu được những kết quả nghiên cứu và những tác động môi trường, quan trọng trước hết là hiểu được vì sao MeHg có hại cho cả con người và hệ sinh thái.
Thủy ngân là một thành phần dễ biến đổi, nó là chất lỏng ở nhiệt độ phòng và là sản phẩm từ một số nguồn, cả tự nhiên và nhân tạo. MeHg là một chất độc thần kinh tích tụ sinh học, và điều này quan trọng vì nhiều lý do.

"Do tích tụ sinh học, nồng độ của MeHg trong thực phẩm hải sản có thể tăng cao ở mỗi bước", Gilmour, người đã nghiên cứu vi khuẩn methyl thủy ngân trong 30 năm nói. "Nồng độ trong một con cá có thể cao gấp 10.000.000 lần so với nồng độ trong vùng nước mà nó bơi".

MeHg cũng gây hại cho con người vì nó có khả năng xuyên qua hàng rào máu não và liên kết với tế bào thần kinh. Điều đó đặc biệt nguy hiểm cho sự phát triển bào thai và trẻ nhỏ, do đó, khuyến cáo tiêu thụ cá được dùng để bảo vệ chúng khỏi những tác động gây quái thai của MeHg. Điểm cuối nhạy cảm với độc tính nhất trên cơ thể con người là bộ não đang phát triển - nhạy cảm hơn 100 lần so với não người lớn. Một bộ phận lớn trẻ em trên toàn thế giới có nguy cơ tiếp xúc với MeHg trong tử cung, điều này có thể dẫn đến suy giảm chỉ số IQ và kỹ năng vận động. Mặc dù con đường và cơ chế nhiễm độc chì khác nhau, việc so sánh những tác động mức độ thấp nhưng phổ biến của nhiễm độc chì ở trẻ em là một cách hợp lý để hiểu được ý nghĩa của ngộ độc MeHg, Gilmour giải thích.

Ngộ độc công nghiệp bởi thủy ngân vô cơ trong xã hội phát triển hiện nay là tương đối hiếm. Một ví dụ vào thế kỷ 20 về ngộ độc thủy ngân công nghiệp được tìm thấy ở công nhân tại các cơ sở công nghiệp clo-alkali –quá trình sử dụng các thùng thủy ngân lỏng cho điện phân nước muối để sản xuất clo cho việc tẩy trắng. Ngày nay việc ngộ độc MeHg vẫn xảy ra đối với một số thợ mỏ tận thu khoáng ở các nước thế giới thứ 3.

Những phát hiện khoa học gần đây

Các kết quả của nghiên cứu chứng minh điều con người từng hoài nghi: MeHg sinh ra một cách tự nhiên trong một số môi trường không có oxy. Nó được tìm thấy trong trầm tích bị ô nhiễm tại các vùng đầm lầy, vùng đồng bằng và các vùng chết ven biển. MeHg cũng có mặt tại vùng đóng băng vĩnh cửu tan chảy ở phía Bắc cũng như trong nước ngầm. Ngoài ra, nó được tìm thấy tại những nơi có dấu vết phân hủy của các động vật không xương và trong môi trường khắc nghiệt.

Một kết luận quan trọng khác từ nghiên cứu này là một điều mà các nhà nghiên cứu không chủ đích tìm kiếm: sự hiện diện của MeHg trong ruột người. Nhóm nghiên cứu đã không thể xác định gen hgcAB trong vi khuẩn metagenomes từ ruột con người (hoặc những động vật có xương sống khác), mặc dù có dữ liệu quan trọng liên quan – một phát hiện đáng mừng cho những ai trong chúng ta muốn giữ gìn đường ruột khỏi bị nhiễm độc.

Cần lưu ý rằng các gen Methyl hóa không được tìm thấy trong môi trường sống có ngậm khí như đại dương. Dù vậy, một số loài cá biển vẫn có mức MeHg cao, đó là chủ đề tiếp theo mà cả Elias và Gilmour đều nói rằng họ có kế hoạch để kiểm tra thêm.

Elias và các đồng nghiệp đang tìm kiếm các vi khuẩn khác có thể methyl hóa thủy ngân và đang phát triển một mô hình phổ quát để tiếp tục giải thích xem quá trình này xảy ra ở đâu và cách để giảm thiểu rủi ro cho con người và động vật.

Tác động môi trường của MeHg

MeHg không xuất hiện rộng rãi ở con người, nó thâm nhập vào môi trường nhiều hơn.

Các cơn gió mang thủy ngân thoát ra trong quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch trên toàn cầu và đưa nó đến những vĩ độ cao hơn. Vào mùa đông, nguyên tố đóng băng ra khỏi bầu khí quyển, nơi mà nó ngấm vào băng tuyết và thấm vào dòng chảy bên dưới mặt đất. Các tầng mặt của trái đất tan ra và đóng băng theo sự thay đổi của các mùa, giúp nhiều vi khuẩn hơn thức giấc (một số vi khuẩn tiềm ẩn khả năng methyl hóa thủy ngân lắng đọng). Vì thế, nước ngầm tại khu vực vĩ độ cao hơn và dân cư bản xứ phụ thuộc vào nguồn nước đó có thể bị ảnh hưởng bởi sự ô nhiễm của tầng đất đóng băng tan chảy này.

Các tác giả nghiên cứu đồng ý rằng việc kiểm soát rủi ro là cần thiết, xuất phát từ quan điểm về môi trường, nhưng tin vui rằng thủy ngân lắng đọng gần đây nhất có sẵn hơn cho các vi khuẩn để methyl hóa, vì vậy việc kiểm soát các nguồn thủy ngân giải phóng vào hệ sinh thái là bước hiệu quả đầu tiên để hạn chế vấn đề này.

Theo www.laboratoryequipment.com

Tin bài khác