Биодоступность в науках об окружающей среде и почве представляет собой количество элемента или соединения, доступного организму для поглощения или адсорбции через его клеточную мембрану . [1] [2] [3] В экологических и сельскохозяйственных областях биодоступность чаще всего относится к наличию загрязнителей , таких как органические загрязнители или тяжелые металлы , в почвенных системах, а также часто используется для определения потенциального риска внесения осадка сточных вод в землю. или другие неорганические / органические отходы.
Практически исключительно корни растений и почвенные организмы поглощают загрязнители, растворенные в воде. Поэтому биодоступную фракцию часто сравнивают с растворенной (водной) фракцией в этих системах. В зависимости от его химических свойств загрязняющее вещество может быть обнаружено или не обнаружено в водной фазе . Органические загрязнители могут сорбироваться или связываться с органическими веществами за счет слабых ван-дер-ваальсовых взаимодействий или за счет водородных или ковалентных связей. [4] [5] Ионные соединения , такие как тяжелые металлы, могут осаждаться в твердую фазу. [6] Летучие соединения могут теряться в видеаэрозоли в почвенную атмосферу. В этих формах загрязнители относительно недоступны для поглощения микробами или растениями и должны диссоциировать и повторно растворяться в почвенном растворе, чтобы стать биологически доступными.
Факторы, влияющие на биодоступность почвы [ править ]
Биодоступность зависит от свойств почвы, времени, условий окружающей среды, а также характеристик растений и микробов [7]
- Свойства почвы, такие как pH , ионообменная способность, содержание органических веществ в почве , текстура и пористость, влияют на биодоступность. Поскольку почвы с более высоким ионным обменом и содержанием органических веществ предлагают больше возможностей для адсорбции , обычно они демонстрируют более низкую биодоступность. [5]
- По мере увеличения времени контакта загрязнителя с почвой наблюдается снижение биодоступности, называемое «старением», из-за процессов диффузии и сорбции с минеральными и органическими фракциями почвы. [5]
- Условия окружающей среды влияют на биодоступность. Условия засухи приводят к снижению влажности почвы . Это может уменьшить доступ растений и организмов к растворенным загрязнителям, но также может усилить осаждение солей из раствора.
Измерение биодоступности в почвенных экосистемах [ править ]
Характеристики, характерные для конкретного места, имеют большое влияние на биодоступность загрязнителей, и никаких стандартизованных тестов разработано не было. [7] Однако существует ряд химических и биологических тестов, используемых для оценки биодоступности, включая прямое измерение биоаккумуляции загрязнителей в дождевых червях ( Eisenia fetida ). [1] Оценки биодоступности также можно получить с помощью химических твердофазных экстрактов почвы . [7] Моделирование летучести биодоступности основано на растворимости и разделении соединений на водную и неводную фазы. [8] Эта модель описывает тенденцию растворения загрязняющих веществ в почвенном растворе.
Ссылки [ править ]
- ^ a b Американское общество испытаний и материалов (ASTM). 1998. Стандартное руководство по проведению лабораторных испытаний почвенной токсичности или биоаккумуляции с люмбрицидным дождевым червем Eisenia foetida . Е 1676-97. Филадельфия, Пенсильвания: ASTM.
- ^ Casarett, и Doull. 2001. Токсикология. Фундаментальная наука о ядах , шестое издание. К.Д. Клаассен (ред.)
- ^ Семпл, К.Т., Дойк, К.Дж., Джонс, К.С., Бурауэль, П., Крейвен, А., и Хармс, Х. 2004. Рецензирование: определение биодоступности и биодоступности загрязненной почвы и отложений сложно. Наука об окружающей среде и технологии , 38 (12), 228A-231A. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
- ^ Национальный исследовательский совет (США). 2003. Комитет по биодоступности загрязняющих веществ в почвах и отложениях. Биодоступность загрязнителей в почвах и отложениях: процессы, инструменты и приложения . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.
- ^ a b c Семпл, К.Т., Моррис, AWJ, & Патон, Г.И. 2003. Биодоступность гидрофобных органических загрязнителей в почвах: фундаментальные концепции и методы анализа. Европейский журнал почвоведения , 54 (4), 809-818.
- ^ Трайна, SJ, & Laperche, 1999. В. загрязняющей биодоступность в почвах, осадках и водной среде. Слушания Национальной академии наук 96 (7): 3365-3371.
- ^ a b c Найду, Р. (ред). 2011. Химическая биодоступность в наземных средах (том 32). Эльзевир.
- ^ Маккей Д. и Фрейзер А., 2000. Биоаккумуляция стойких органических химикатов: механизмы и модели. Загрязнение окружающей среды , 110 (3), стр. 375-391.
