Повна версія

Головна arrow Екологія arrow Транскордонні проблеми токсикології довкілля

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Ґрунтове середовище

Незалежно від способу використання, відносно значні кількості пестицидів потрапляють до ґрунту, де зазнають різних фізичних, хімічних і біохімічних процесів, які зумовлюють зміну природи ксенобіотика. З-поміж фізичних процесів найістотнішою є адсорбція. Специфічна структура ґрунту, а точніше його адсорбційного комплексу полегшує цей процес. Органічна частина ґрунтового комплексу, що складається з поєднання різних сполук з властивостями гідрофільних колоїдів, має набагато більші адсорбційні властивості, ніж неорганічна частина (мінерали мулу). Ґрунти, багаті на органічні сполуки із значним вмістом перегною, навіть у декілька десятків разів сильніше адсорбують пестициди та їхні метаболіти, ніж бідні ґрунти. Окрім того, певні структурні риси будови молекули пестициду полегшують адсорбцію. Це такі риси, як:

  • • Присутність функціональних груп, таких, як карбоксильна, карбонільна й амінова. Хімічна будова зазначених груп полегшує утворення водневих зв'язків, що сприяє адсорбції.
  • • Природа замісників та їхня позиція щодо функціональних груп, яка полегшує або ускладнює творення міжмолекулярних зв'язків або їхню координацію іонами перехідних металів.

Процеси адсорбції пестициду або продуктів його перетворень на часточках ґрунту суттєво впливають на міцність і здатність зазнавати хімічних змін. Отже, дипіридилові гербіциди, адсорбовані на часточках пилу, не зазнають так легко фотохімічного розкладу і гідролізу.

Кількісним способом адсорбція пестицидів визначається за допомогою ізотерми адсорбції, тобто графічної залежності між кількістю адсорбованого пестициду на одиницю ваги адсорбенту (ґрунту) і концентрацією пестициду в стані рівноваги.

Пестицид, який знаходиться в ґрунтовому середовищі, переміщується, переносячись із води і мігруючи разом із суспензіями. Пестициди, до складу яких входять дуже леткі органічні сполуки, відносно легко випаровуються.

Розглядані сполуки зазнають у ґрунті хімічних і біохімічних змін. При цьому біохімічні зміни в ґрунтовому середовищі, багатому на різноманітні бактерії і гриби, є дуже істотними. У циклі перетворень, які охоплюють такі етапи, як гідроліз, окислення і відновлення, N-нітрозування (введення групи -NO), утворюються метаболіти. Відповідно дібрані до певної реакції види бактерій виконують функцію своєрідних каталізаторів біохімічних змін. Один із добре відомих пестицидів ДДТ (а) при участі бактерій Aerobacter і Hydrogenomonas перетворюється на дихлордифенілметан (b) і хлорфенілоцтову (с) кислоту (рис. 5.4) – метаболіти, які також є токсичними речовинами:

Метаболізм ДДТ за В. Преждо, Л. Новаковським [28]

Рис. 5.4. Метаболізм ДДТ за В. Преждо, Л. Новаковським [28]

Деградація МХФК (2-метил-4-хлорфеноксиоцтової кислоти) під впливом бактерій шляхом циклу змін приводить до отримання b-метилмалеїнової кислоти (рис. 5.5).

Варто підкреслити, що описані нижче процеси адсорбції пестициду і продуктів його змін на часточках ґрунту істотно впливають на міцність і здатність до подальших біохімічних змін. Отже, дипіридилові гербіциди, адсорбовані на часточках пилу, не зазнають так легко фотохімічного розкладу і гідролізу, що змінює їхню

Метаболізм МХФК (2-метил-4-хлорфеноксиоцтової кислоти) в ґрунті

Рис. 5.5. Метаболізм МХФК (2-метил-4-хлорфеноксиоцтової кислоти) в ґрунті

стійкість. Адсорбція паратіону ґрунтом збільшує його стійкість порівняно з водним середовищем. Тільки розклад ґрунтового перегною грибами звільнює молекули ксенобіотику. Адсорбція продуктів одного з етапів метаболізму іноді затримує подальший перебіг змін. Так відбувається у випадку адсорбції ґрунтом продуктів гідролізу пропанілу 3,4-дихлораніліну.

Окрім того, такі чинники, як температура і вологість ґрунту впливають на описані процеси. Зростання температури, з одного боку, сприяє збільшенню активності ґрунтових мікроорганізмів, а з іншого боку, зменшує адсорбцію пестицидів на поверхні часточок ґрунту, що полегшує їхню деградацію мікроорганізмами. Зменшення вологості ґрунту гальмує швидкість змін. У сухому ґрунті зменшується активність мікроорганізмів, у той час як надмірна вологість сприяє утворенню умов відсутності кисню, що впливає на характер перебігу метаболічних процесів. Ґрунтові мікроорганізми знаходять кращі умови для свого розвитку в лужному середовищі, яке буде полегшувати перебіг реакції деградації, а окислення ґрунтів зумовлює обмеження розвитку мікроорганізмів, спричиняючи збільшення міцності пестицидів.

 
<<   ЗМІСТ   >>