<<
>>

Минерализация. 

  Способность микроорганизмов трансформировать органические соединения, в том числе и пестициды, до неорганических. В этом случае пестициды используются в качестве энергетического субстрата.

Выделяется две фазы разложения: лаг-фаза и фаза быстрой деградации пестицида. Длительность лаг-фазы возрастает с увеличением концентрации пестицида. Для фазы быстрого разложения установлена линейная зависимость между концентрацией пестицида и скоростью минерализации (Tarradellas et al., 1997; Ашихми- на и др., 2010).

Минерализация пестицидов осуществляется в основном бактериями родов Achromobacter, Alcaligenes, Bacillus, Flavobacterium, Pseudomonas.

Часто полная деградация пестицидов ускоряется за счет кооперации микроорганизмов, когда одни виды в качестве субстрата используют продукты деструкции пестицида, образованные другими видами микроорганизмов.

Кометаболизм — частичное или полное разложение пестицидов бактериями, растущими за счет других органических веществ. Кометаболические процессы разложения — относительно медленные. В ходе биохимической трансформации пестицида происходят реакции окисления, восстановления и гидролиза. Продукты трансформации более растворимы и менее токсичны, чем исходное соединение. Возможно, продукты могут далее подвергаться и минерализации

Выделяют следующие фазы кометаболического разложения пестицидов (Van Eerd et al., 2003): инициация пестицида в результате биохимических реакций с образованием более растворимого соединения; связывание пестицидного метаболита с молекулами углеводов, аминокислот или глутатиона, что еще больше повышает их водорастворимость и уменьшает токсичность (могут запасаться в клетках микроорганизмов); вторичное связывание метаболитов второй фазы с другими веществами с образованием нетоксичных соединений.

Большинство пестицидов может быть разложено микроорганизмами (непосредственно или ферментами, выделяемыми в процессе метаболизма), но время для этого требуется разное.

Разложение действующего вещества пестицида осуществляется бактериями, актиномицетами, грибами и высшими растениями (Рэуце, Кырстя, 1986). Пестициды и их метаболиты, продвигаясь по пищевым цепям, могут разлагаться и в организмах животных, причем процессы метаболизма в организмах теплокровных животных осуществляются быстрее, чем в организмах пойкилотермных (Панин, 2002).

Проявляются как общие, так и специфические особенности влияния разных факторов на деструкцию пестицидов. Активность как химического, так и биологического разложения растет с увеличением температуры до определенного предела. Влажность влияет и на ход процессов гидролиза, и на разложение микроорганизмами. Уровень pH влияет как на активность микроорганизмов, так и на изменение сорбционных свойств почв. В тяжелых почвах разложение пестицидов, как правило, идет труднее.

Под влиянием микроорганизмов происходит или полное разложение пестицида, или частичное разрушение связей в молекуле, отщепление отдельных фрагментов, распад кольца и алифатических структур с образованием промежуточных продуктов.

Устойчивость пестицидов в почве — в значительной мере функция свойств самого пестицида. По способности разлагаться пестициды делят на группы с разным характерным временем сохранения в почве: продолжительного периода сохранения (18 мес. и более). К ним относится большинство хлорорганических пестицидов; стойкие в течение 18 мес. (производные мочевины, триази- нов, пиклорама); сохраняющиеся до 12 мес.: производные бензойных кислот и амидов; сохраняющиеся в почве до 6 мес.: на основе феноксиацетатов, толуидина, нитрилов; сохраняющиеся более 3 мес.: производные карбаминовой кислоты, алифатические карбоновые кислоты, фосфорорганиче- ские соединения.

Подобное деление носит относительный характер, так как скорость разложения пестицидов зависит от физико-химических свойств почв, ее биологического состава, от температуры, влажности, интенсивности ветра и освещения и т.д. «Магические шесть» факторов микробиологической деструкции пестицидов — это температура, влажность, аэрация, окистительно-восстановительный потенциал, pH и содержание энергетического субстрата (Галиулин, Галиулина, 2008). Например, стойкие пестициды, такие как сима- зин или ГХЦГ, при жарком и влажном климате могут быть разложены за 5—6 мес., в менее благоприятных условиях сохраняются до 2—3 лет. При температуре, близкой к 5 °С, разложение не происходит, при температуре 15—35 °С и влажности 20—75 % устойчивость линейно зависит от влажности и температуры. Высокая сорбционная способность почв снижает скорость деструкции пестицидов.

<< | >>
Источник: Мотузова Г.В., Карпова Е.А.. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. Учебник.. 2013

Еще по теме Минерализация. :

  1. 7.2.1 Ухудшение состояния водных ресурсов
  2. VI. 2.4. Вопросы качества вод суши
  3. ПРИРОДНЫЕ БИОГЕОЦЕНОЗЫ
  4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ АНТРОПОЛОГИЯ
  5. УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ХОЗЯЙСТВА
  6. 2.2. Экологические критерии
  7. Оценка воздействия на природную среду
  8. ГЕОЛОГОСТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ
  9. Геолого-генетические модели золотоносных рудно-магматических систем Забайкалья
  10. МОДЕЛИ РУДНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКОИ ЗОНАЛЬНОСТИ ЗОЛОТОРУДНЫХ ПОЛЕЙ И МЕСТОРОЖДЕНИИ
  11. ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
  12. 4.3. Защита гидросферы
  13. Элементы и особенности биогеохимического круговорота веществ в природе
  14. Нарушение человеком биогеохимического круговорота азота