Биодоступность (почва) - Bioavailability (soil)

Биодоступность, в окружающей среде и почвоведение, представляет количество элемента или соединения, которое доступно организму для поглощения или адсорбция через его клеточная мембрана.[1][2][3] В экологических и сельскохозяйственных приложениях под биодоступностью чаще всего понимается доступность загрязнители, Такие как органические загрязнители или же тяжелые металлы, в почвенных системах, а также часто используется при определении потенциального риска внесения в землю осадок сточных вод или другие неорганические / органические отходы.

Почти всегда 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, загрязнитель может быть обнаружен или не обнаружен водная фаза. Органические загрязнители могут сорбироваться или связываться с органическими веществами из-за слабой Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия или через водород - или же ковалентный склеивание.[4][5] Ионные соединения, такие как тяжелые металлы, могут быть осажденный в твердую фазу.[6] Летучие соединения могут теряться в виде аэрозоли к почвенной атмосфере. 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

Биодоступность зависит от свойств почвы, времени, условий окружающей среды, а также характеристик растений и микробов. [7]

  • Свойства почвы, такие как pH, ионный обмен емкость, органическое вещество почвы содержание, текстура и пористость влияют на биодоступность. Поскольку почвы с более высоким ионным обменом и содержанием органических веществ предлагают больше возможностей для адсорбция, как правило, они обладают более низкой биодоступностью.[5]
  • По мере увеличения времени контакта между загрязнителем и почвой наблюдается уменьшение 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 влажность почвы. Это может уменьшить доступ растений и организмов к растворенным загрязнителям, но также может усилить осаждение солей из раствора.

Измерение биодоступности в почвенных экосистемах

Характеристики, характерные для конкретного места, имеют большое влияние на биодоступность загрязнителей, и никаких стандартных тестов разработано не было.[7] Тем не менее, существует ряд химических и биологических тестов, используемых для оценки биодоступности, включая прямое измерение загрязнителя. биоаккумуляция у дождевых червей (Eisenia fetida ).[1] Оценки биодоступности также можно получить из химических веществ. твердофазные извлечения почвы.[7] Летучесть моделирование биодоступности основано на растворимость и разделение соединений на водную и неводную фазы.[8] Эта модель описывает тенденцию растворения загрязняющих веществ в почвенном растворе.

Рекомендации

  1. ^ а б 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.
  2. ^ Касаретт и Дулл. 2001. Токсикология. Фундаментальная наука о ядах, Издание шестое. К. Д. Клаассен (ред.)
  3. ^ 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. Экологические науки и технологии, 38 (12), 228А-231А. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
  4. ^ Национальный исследовательский совет (США). 2003. Комитет по биодоступности загрязнителей в почвах и отложениях. Биодоступность загрязнителей в почвах и отложениях: процессы, инструменты и применения. Вашингтон, округ Колумбия: Пресса национальных академий.
  5. ^ а б c Семпл, К. Т., Моррис, А. В. Дж., И Патон, Г. И. 2003. Биодоступность гидрофобных органических загрязнителей в почвах: фундаментальные концепции и методы анализа. Европейский журнал почвоведения, 54(4), 809-818.
  6. ^ Трэйна, С. Дж., & Лаперче, В. 1999. Биодоступность загрязняющих веществ в почвах, отложениях и водной среде. Труды Национальной академии наук 96 (7): 3365-3371.
  7. ^ а б c Найду, Р. (ред.). 2011 г. Химическая биодоступность в наземных средах (Том 32). Эльзевир.
  8. ^ Маккей Д. и Фрейзер А., 2000. Биоаккумуляция стойких органических химикатов: механизмы и модели. Загрязнение окружающей среды, 110 (3), стр. 375-391.