新研究有助揭開水源砷污染之謎

近年來，砷污染及砷中毒事件在全球范圍內頻發，遭受砷污染的飲用水成為人類健康的重大威脅。美國一項新研究揭示了砷是如何借助微生物的新陳代謝進入水源的。這對于預測砷遷移轉化對環境的影響有重要意義。

　　砷是俗稱的“砒霜”中的主要成分，是自然界中存在的一種有毒元素。全世界至少有1億人飲用的水砷含量超標。此前研究表明，攝入砷可能會增加人罹患肺癌、膀胱癌和皮膚癌等癌癥的風險。

　　砷酸鹽是自然界中常見的含砷化合物，它通常吸附在沉積環境中的鐵礦物表面，難以溶解到地下水中。那么水中的砷污染從何而來？加州理工學院研究人員領導的一個國際團隊發現，當環境缺氧時，一些微生物會進入厭氧代謝模式，將砷酸鹽轉化為易溶于水的亞砷酸鹽，從而污染地下水。

　　在這一過程中，砷酸鹽呼吸還原酶扮演了關鍵角色。這種酶的結構微小，即使在顯微鏡下也難以看到。研究團隊運用Ｘ射線衍射技術來準確顯示其結構及其與砷酸鹽結合的位點，這對了解它的功能有重要幫助。論文近期發表在美國《國家科學院學報》上。

　　進一步研究發現，砷酸鹽之所以對人體有毒，原因在于它在化學上與磷酸鹽相似，而磷酸鹽是細胞產生三磷酸腺苷（ATP）的必要化合物，ATP是細胞能量的來源。如果砷酸鹽過量，細胞會優先與砷酸鹽結合而不是磷酸鹽，從而破壞產生ATP的能力，導致細胞死亡。

　　加州理工學院地質生物學教授紐曼表示，研究砷酸鹽呼吸還原酶在相關環境中如何發揮作用，有助于了解砷如何通過細菌進入飲用水，從而幫助解決復雜的環境安全問題。