Біодоступність (ґрунт)

В довкіллєзнавчих та ґрунтознавчих науках, біодоступність є кількістю елемента або сполуки, яка доступна для поглинання організмом або адсорбції через його клітинну мембрану[1][2][3]. В довкіллєзнавчому та сільськогосподарському вжитку, біодоступність найчастіше стосується наявності забруднювачів, таких як органічні забруднювачі або важкі метали, у ґрунтових системах, а також часто застосовується у визначенні потенційного ризику внесення в ґрунт осаду стічних вод або інших неорганічних/органічних відходів.

За невеликим винятком, коріння рослин та ґрунтові організми поглинають забруднювачі, які розчинені у воді. Тому біодоступна фракція часто уподібнюється розчиненій (водній) фракції в цих системах. Залежно від його хімічних властивостей, забруднювач може або не може бути виявлений у водній фазі. Органічні забруднювачі можуть сорбуватися або поглинатися в органічній речовині через слабкі взаємодії Ван дер Ваальса, або через водневі, або ковалентні зв'язки[4][5]. Йонні сполуки, такі як важкі метали, можуть осідати у тверду фазу[6]. Леткі сполуки можуть втрачатися як аерозолі в атмосфері ґрунту. У цих формах, забруднювачі відносно недоступні для поглинання мікробами або рослинами та перерозчиняються в ґрунтовому розчині, щоб стати біологічно доступними.

Фактори, що впливають на біодоступність ґрунту

Біодоступність є функцією властивостей ґрунту, часу, умов навколишнього середовища та характеристик рослин та мікробів[7]

  • Властивості ґрунту, такі як кислотність ґрунту, ємність іонного обміну ґрунтів, вміст органічної речовини в ґрунті, текстура та пористість впливають на біодоступність. Оскільки ґрунти з вищою ємністю іонного обміну та вмістом органічної речовини мають більше можливостей для адсорбції, вони здебільшого виявляють меншу біодоступність[5].
  • У міру збільшення часу контакту між забруднювачем та ґрунтом, спостерігається зниження біодоступності, яке називають «старінням», внаслідок процесів дифузії та сорбції з мінеральними та органічними фракціями ґрунту[5].
  • Умови навколишнього середовища впливають на біодоступність. Умови посухи призводять до зниження вмісту води в ґрунті. Це може зменшити доступність розчинених забруднювачів для рослин та організмів, але також може посилити осадження солей з розчину.

Вимірювання біодоступності в ґрунтових екосистемах

Характеристики ділянки мають великий вплив на біодоступність забруднювачів, і стандартизовані тести не розроблені[7]. Однак існує низка хімічних та біологічних тестів, які використовуються для оцінки біодоступності, включно з безпосереднім вимірюванням біоакумуляції забруднювачів у червоних каліфорнійських черв'яках (Eisenia fetida)[1]. Оцінити біодоступність можна також хімічною ґрунтовою твердофазною екстракцією[7]. Моделювання фугітивності біодоступності засноване на розчинності та розподілі сполук на водну та неводну фази[8]. Ця модель описує тенденцію забруднювачів до розчинення у ґрунтовому розчині.

Посилання
  1. American Society for Testing and Materials (ASTM). 1998. Standard guide for conducting laboratory soil toxicity or bioaccumulation test with the lumbricid earthworm Eisenia foetida. E 1676-97. Philadelphia, PA: ASTM.
  2. Casarett, & Doull. 2001. Toxicology. The Basic Science of Poisons, Sixth Edition. C. D. Klaassen (ed.)
  3. Semple, K. T., Doick, K. J., Jones, K. C., Burauel, P., Craven, A., & Harms, H. 2004. Peer reviewed: defining bioavailability and bioaccessibility of contaminated soil and sediment is complicated. Environmental Science & Technology, 38(12), 228A-231A. New York: McGraw-Hill.
  4. National Research Council (US). 2003. Committee on Bioavailability of Contaminants in Soils and Sediments. Bioavailability of contaminants in soils and sediments: Processes, tools, and applications. Washington, DC: National Academies Press.
  5. Semple, K. T., Morris, A. W. J., & Paton, G. I. 2003. Bioavailability of hydrophobic organic contaminants in soils: fundamental concepts and techniques for analysis. European journal of soil science, 54(4), 809-818.
  6. Traina, S. J., & Laperche, V. 1999. Contaminant bioavailability in soils, sediments, and aquatic environments. Proceedings of the National Academy of Sciences 96 (7): 3365-3371.
  7. Naidu, R. (ed). 2011. Chemical Bioavailability in Terrestrial Environments (Vol. 32). Elsevier.
  8. Mackay, D. and Fraser, A., 2000. Bioaccumulation of persistent organic chemicals: mechanisms and models. Environmental pollution, 110(3), pp.375-391.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.