新研究有助揭开水源砷污染之谜

近日，全球范围内频繁发生砷污染及砷中毒***，对人类健康构成严重威胁。这一重大威胁主要来源于被砷污染的饮用水。美国一项最新的科研成果揭示了砷是如何通过微生物的新陈代谢进入饮用水源的。这一发现对于预测砷迁移转化对环境的影响具有极其重要的意义。

砷，作为自然界中存在的一种有毒元素，是俗称的“”的主要成分。全球至少有1亿人饮用的水中砷含量超标。以往的研究已经表明，摄入过量的砷可能增加人们患上肺癌、膀胱癌和皮肤癌等癌症的风险。

那么，水中的砷污染究竟从何而来呢？加州理工学院的研究人员领导的一个国际科研团队发现，当环境缺氧时，一些微生物会进入厌氧代谢模式，将原本难以溶解的砷酸盐转化为易溶于水的亚砷酸盐，从而污染地下水。在这一生物转化的过程中，扮演关键角色的便是砷酸盐呼吸还原酶。

这种酶的结构微小，即使在显微镜下也难以观察到。研究团队运用先进的X射线衍射技术，准确地揭示了其结构及其与砷酸盐结合的位点，为深入了解其功能提供了重要帮助。这一研究成果已发表在《国家科学院学报》上。

进一步的研究发现，砷酸盐之所以对人体有毒，是因为它在化学结构上与磷酸盐非常相似。磷酸盐是细胞产生三磷酸腺苷（ATP）的必需化合物，而ATP是细胞能量的来源。如果砷酸盐过量，细胞会优先与砷酸盐结合，而不是与磷酸盐结合，从而破坏产生ATP的能力，导致细胞死亡。

加州理工学院地质生物学教授纽曼表示，通过研究砷酸盐呼吸还原酶在相关环境中如何发挥作用，我们可以更深入地了解砷如何通过细菌进入饮用水，为解决复杂的环境安全问题提供新的思路和方法。这一研究不仅有助于预测和防止砷污染对人类健康的威胁，也为解决全球环境问题提供了新的科学依据。