생물학적 가용성(토양)

Bioavailability (soil)

환경 및 토양 과학에서 생물 가용성은 세포막을 [1][2][3]통해 유기체가 흡수 또는 흡착을 위해 접근할 수 있는 원소 또는 화합물의 양을 나타낸다.환경 및 농업 응용 분야에서 생물 가용성은 토양 시스템에서 유기 오염 물질이나 중금속과 같은 오염 물질을 이용할 수 있는 것을 가장 많이 언급하며, 또한 하수 슬러지 또는 기타 무기/유기 폐기물의 토지 적용의 잠재적 위험을 결정하는 데 자주 사용된다.

거의 독점적으로, 식물의 뿌리와 토양 유기체는 물에 녹은 오염 물질을 흡수한다.따라서 생물학적 가용 분율은 종종 이러한 시스템의 용해(수성) 분율에 비유된다.화학적 특성에 따라 수상에서 오염물질이 발견되거나 발견되지 않을 수 있습니다.유기 오염 물질은 약한 Van der Waals 상호작용 또는 수소 [4][5]결합 또는 공유 결합을 통해 유기 물질에 흡수되거나 격리될 수 있다.중금속과 같은 이온 화합물은 고체상으로 [6]침전될 수 있다.휘발성 화합물은 토양 대기에 에어로졸로 손실될 수 있다.이러한 형태에서 오염물질은 미생물이나 식물의 흡수에 상대적으로 접근하기 어려우며 생물학적으로 이용 가능해지려면 토양 용액에 분해된 후 다시 용해되어야 한다.

토양 생물 가용성에 영향을 미치는 요인

생물학적 가용성은 토양 특성, 시간, 환경 조건, 식물과 미생물 특성에 따른 함수이다.

  • pH, 이온 교환 용량, 토양 유기물 함량, 텍스처 및 다공성과 같은 토양 특성은 생물학적 가용성에 영향을 미친다.이온 교환과 유기물 함량이 높은 토양은 흡착의 기회를 더 많이 제공하기 때문에 일반적으로 생물 [5]가용성이 낮다.
  • 오염물질과 토양 사이의 접촉 시간이 증가함에 따라 토양 [5]광물 및 유기 분율과의 확산 및 흡착 과정으로 인해 생물학적 가용성의 감소가 관찰된다.
  • 환경 조건은 생물학적 가용성에 영향을 미친다.가뭄은 토양 수분 함량을 낮춘다.이는 용해된 오염물질에 대한 식물과 유기체의 접근을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 용액에서 나오는 염분의 침전도 증가시킬 수 있다.

토양 생태계의 생물 가용성 측정

현장 고유 특성은 오염물질 생물학적 가용성에 큰 영향을 미치며 표준화된 테스트는 [7]개발되지 않았다.그러나 지렁이(Eisenia fetida)[1]의 오염 물질 생물 축적에 대한 직접 측정을 포함하여 생물학적 가용성을 추정하는 데 사용되는 여러 가지 화학 및 생물학적 테스트가 있다.생물학적 가용성의 추정치는 화학적 고체상 토양 [7]추출에서도 얻을 수 있다.생물 가용성의 퍼가시티 모델링은 용해성과 화합물의 수용성과 비수상 [8]분할에 기초한다.이 모델은 토양 용액에 오염 물질이 용해되는 경향을 설명합니다.

레퍼런스

  1. ^ a b 미국시험소재협회(ASTM), 1998.요충 Eisenia foetida에 의한 실험실 토양 독성 또는 생물 축적 테스트의 표준 가이드.E1676-97.필라델피아, 펜실베이니아: ASTM.
  2. ^ 카사렛, 둘.2001년 독극물학.독극물의 기초과학 제6판C. D. Klaassen (편집)
  3. ^ Semple, K. T., Doick, K. J., Jones, K. C., Burauel, P., Craven, A. & Harms, H. 2004.안전 점검: 오염된 토양과 침전물의 생물학적 가용성과 생물학적 접근성을 정의하는 것은 복잡하다.환경과학기술, 38(12), 228A-231A.뉴욕: 맥그로힐
  4. ^ National Research Council(미국). 2003.토양 및 퇴적물의 생물학적 이용가능성에 관한 위원회.토양 및 퇴적물 내 오염물질의 생물학적 가용성: 프로세스, 도구 및 응용.워싱턴 DC: National Academy Press.
  5. ^ a b c 샘플, K.T., 모리스, A.W.J. & 패튼, G.I. 2003.토양 내 소수성 유기 오염물질의 생물학적 가용성: 분석을 위한 기본 개념과 기술.유럽 토양 과학 저널, 54(4), 809-818.
  6. ^ Traina, S. J., & Laperche, V. 1999.토양, 퇴적물 및 수중 환경에서의 오염 물질 생물학적 가용성.미국 국립과학아카데미 96(7): 3365-3371.
  7. ^ a b c Naidu, R. (에드), 2011.지구 환경의 화학적 생물학적 가용성(Vol. 32).엘세비어
  8. ^ 맥케이, D.와 프레이저, A., 2000.지속적인 유기 화학물질의 생물학적 축적: 메커니즘과 모델.환경오염, 110(3), 페이지 375-391.