Alors que les volcans et les incendies de forêt libèrent du mercure, ce sont des sources relativement petites par rapport à la combustion du charbon, huile, et d'autres carburants. Le mercure est toxique. Les microbes transforment le mercure en une neurotoxine appelée méthylmercure. Ils transforment également la neurotoxine en mercure inorganique. Prédire les niveaux de mercure inorganique et de méthylmercure dans l'environnement, les scientifiques doivent savoir à quelle vitesse les microbes agissent. En utilisant de nouvelles expériences et des ré-analyses d'expériences précédentes, les scientifiques ont développé un modèle qui décrit la production de méthylmercure au fil du temps. Le nouveau modèle prend en compte les processus concurrents et se traduit par des taux de production plus rapides que ceux estimés précédemment.

Avec le nouveau modèle, les scientifiques peuvent simuler la production et le transport du méthylmercure. Le modèle montre que la production de méthylmercure est probablement beaucoup plus importante que les estimations actuelles. Pourquoi est-ce important ? Le méthylmercure a des effets néfastes sur les jeunes enfants et les embryons en développement. Une meilleure prévision des niveaux de mercure aide les experts à protéger les personnes et l'environnement.

Le mercure est un élément toxique présent à l'état naturel et en tant que polluant anthropique dans l'environnement. La neurotoxine monométhylmercure (MMHg) est particulièrement préoccupante car elle se bioamplifie dans les environnements aquatiques et a des effets néfastes sur le développement des jeunes enfants et des embryons en développement. Le MMHg est formé dans l'environnement à partir du mercure inorganique par l'action de micro-organismes dans un processus appelé méthylation du mercure. En raison de sa toxicité, les scientifiques ont tenté, plusieurs fois, mesurer les taux de méthylation du mercure et de déméthylation du MMHg dans divers contextes environnementaux avec des résultats différents. Même dans les expériences de laboratoire, les taux de méthylation du mercure en MMHg présentent souvent des cinétiques incompatibles avec les modèles cinétiques de premier ordre. Dans une nouvelle étude, des scientifiques du laboratoire national d'Oak Ridge ont utilisé des mesures résolues dans le temps du mercure passant par le filtre et du MMHg lors d'essais de méthylation/déméthylation, et ils ont ré-analysé les tests précédents. Ensuite, ils ont utilisé un modèle de sorption cinétique multi-sites pour montrer que des réactions de sorption cinétique concurrentes peuvent conduire à une cinétique apparente de non-premier ordre dans la méthylation du mercure et la déméthylation du MMHg. Le nouveau modèle peut décrire la gamme de comportements pour les données de méthylation/déméthylation résolues dans le temps rapportées dans la littérature, y compris ceux qui présentent une cinétique non du premier ordre. En outre, l'équipe a montré que négliger les processus de sorption concurrents pouvait fausser les analyses des tests de méthylation/déméthylation, résultant en des estimations de constantes de taux qui sont systématiquement biaisées vers le bas. Des simulations de la production et du transport de MMHg dans un lit hypothétique de biofilm périphyton illustrent les implications du nouveau modèle et démontrent que la production de méthylmercure peut être très différente de celle projetée par les modèles de premier ordre à taux unique.