ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Факторы окружающей среды и биодоступность ксенобиотиков из "Научные основы экобиотехнологии" Условия окружающей среды играют важную роль в процессе деградации ксенобиотиков микроорганизмами-деструкторами. [c.349] Биодоступность и активность биодеградации соединения ограничивают следующие факторы. [c.349] Невозможность размножения микроорганизмов-деструкторов при низких концентрациях ксенобиотиков - одна из причин недеградируемых остаточных концентраций этих поллютантов. [c.350] Физическая недоступность загрязнения. Биодоступность органических загрязнений обусловлена их сродством к водной, минеральной или газовой фазам среды. Адсорбция загрязнения на поверхности и в твердой фазе, механическое включение в почву, низкая растворимость и связанные остатки, образующиеся в результате химических реакций, пространственно разделяют сорбированное соединение и биологический агент, уменьшают поверхность их контакта и биодоступность ксенобиотика. [c.350] Гидрофобные загрязнения сорбируются на органическом веществе почвы. Гуминовые и особенно фульвокислоты, а также минерал монтмориллонит снижают биодоступность органических загрязнений в почве. Ионизированные молекулы поллютантов сорбируются как на органическом материале, так и на глинистых частицах почвы. В сорбцию поллютантов вовлечена и почвенная микрофлора. [c.350] При физическом связывании биодоступность субстрата зависит от скорости обмена между субстрат-содержащей частицей и ее окружением. Скорость обмена, как правило, ниже физиологических возможностей популяций потенциальных биодеструкторов. [c.350] Низкие скорости освобождения иммобилизованных и химически связанных остатков загрязняющих веществ уменьшают их вредное воздействие на окружающую среду. Более того, иммобилизация и связывание токсиканта компостом или активным углем рассматриваются как эффективный низкозатратный способ ремедиации. [c.351] В случае, когда локальные концентрации ферментов, клеток и самого ксенобиотика вблизи поверхности увеличиваются, или на поверхности протекают абиотические реакции трансформации, сопряженные с биологическим процессом, адсорбция стимулирует деградацию. [c.351] Разрушение агрегатов или внесение добавок (поверхностно-активных веществ, хелатирующих агентов) способствует десорбции загрязнения с твердых поверхностей, его растворению, диспергированию, увеличению биодоступности и скорости деградации. [c.351] Таким образом, воздействие ПАВ на биодеградацию зависит от механизма потребления микроорганизмами малорастворимого субстрата, адсорбционных и солюбилизирующих свойств сурфакташа и его токсического действия на микробные клетки. Совокупный результат определяется химической природой (зарядом и гидрофобностью) твердой фазы и клеток биодеструкторов, а также зарядом полярной части молекулы детергента. Соотношение между зарядом ПАВ и характеристиками клеточной поверхности часто важнее, чем свойства гидрофобного субстрата. [c.353] ПАВ неодинаково действуют на грамположительные и грамотрица-тельные клетки, поэтому в зависимости от состава и строения клеточной стенки организма-деструктора и свойств сурфактанта требования к применяемым ПАВ различны. [c.353] В совокупном результате действия ПАВ важна его критическая концентрация мицеллообразования (ККМ). Сорбция сурфактанта бактериями и поверхностью субстрата ниже ККМ может как усилить, так и ингибировать адгезию их к субстрату. При этом изменения свойств поверхности клеток, влияющие на адгезию, зависят от концентрации истинно растворенного (вне мицелл) свободного сурфактанта, которая меняется при концентрации ПАВ ниже ККМ. Выше ККМ содержание молекул ПАВ в свободной форме не меняется, в то время как содержание мицелл возрастает. В большинстве случаев (2/3) сурфактант в концентрациях ниже или несколько выше ККМ увеличивает скорость и/или степень биодеструкции. Дозы ПАВ, превышающие ККМ, чаще всего ингибируют биодеградацию, главным образом из-за уменьшения адгезии бактерий к поверхности нерастворимой гидрофобной фазы субстрата. [c.353] Основанная на использовании ПАВ биоремедиация при низких концентрациях ПАВ позволяет снизить затраты, уменьшить риск миграции загрязнения за пределы зоны его локализации. Концентрации ПАВ ниже ККМ могут быть нетоксичны для микробных клеток, ответственных за деградацию контаминанта. [c.354] Недоступность акцепторов электронов или косубстратов. Использование ксенобиотика-субстрата микроорганизмами сопряжено с потреблением окислителя (акцептора электронов), либо восстановителя (донора электронов). Их дефицит в среде может ограничивать биодеструкцию. [c.354] Кислород и ионы-окислители вовлекаются в биодеградацию в соответствии с окислительно-восстановительным потенциалом протекающих реакций. Ниже приведены значения окислительно-восстановительного потенциала (Е , В) для некоторых акцепторов электронов, участвующих в микробиологическом процессе. [c.355] Если со свалки просачиваются загрязненные дренажные воды, то по мере биодеградации органического вещества в грунтовых водах ниже поверхности могут формироваться редокс-зоны в последовательности, представленной на рис. 5.5. [c.355] Вернуться к основной статье