Biodostępność (gleba)

Biodostępność , w naukach o środowisku i glebie , reprezentuje ilość pierwiastka lub związku, która jest dostępna dla organizmu do pobrania lub adsorpcji przez jego błonę komórkową . W zastosowaniach środowiskowych i rolniczych biodostępność najczęściej odnosi się do dostępności zanieczyszczeń , takich jak zanieczyszczenia organiczne lub metale ciężkie , w systemach glebowych i jest również często wykorzystywana do określania potencjalnego ryzyka stosowania osadów ściekowych lub innych nieorganicznych/organicznych odpadów.

Niemal wyłącznie korzenie roślin i organizmy glebowe pobierają zanieczyszczenia rozpuszczone w wodzie. Dlatego frakcja dostępna biologicznie jest często porównywana do frakcji rozpuszczonej (wodnej) w tych systemach. W zależności od właściwości chemicznych zanieczyszczenia mogą znajdować się w fazie wodnej lub nie . Zanieczyszczenia organiczne mogą zostać wchłonięte lub zamaskowane w materii organicznej poprzez słabe oddziaływania Van der Waalsa lub poprzez wiązanie wodorowe lub kowalencyjne . Związki jonowe , takie jak metale ciężkie, mogą wytrącać się w fazie stałej. Lotne związki mogą być tracone w postaci aerozoli do atmosfery glebowej. W tych formach zanieczyszczenia są stosunkowo niedostępne dla mikroorganizmów lub roślin i muszą ulec dysocjacji i ponownemu rozpuszczeniu w roztworze glebowym, aby stały się dostępne biologicznie.

Czynniki wpływające na biodostępność gleby

Biodostępność jest funkcją właściwości gleby, czasu, warunków środowiskowych oraz cech roślin i mikroorganizmów

• Właściwości gleby, takie jak pH , pojemność jonowymienna , zawartość materii organicznej w glebie , tekstura i porowatość wpływają na biodostępność. Ponieważ gleby z wyższą zawartością wymiany jonowej i materii organicznej oferują większe możliwości adsorpcji , zazwyczaj wykazują niższą biodostępność.
• W miarę wydłużania się czasu kontaktu zanieczyszczenia z glebą obserwuje się spadek biodostępności, określany mianem „starzenia”, w wyniku procesów dyfuzji i sorpcji z mineralnymi i organicznymi frakcjami gleby.
• Warunki środowiskowe wpływają na biodostępność. Warunki suszy skutkują niższą zawartością wody w glebie . Może to ograniczyć dostęp roślin i organizmów do rozpuszczonych zanieczyszczeń, ale może również zwiększyć wytrącanie się soli z roztworu.

Pomiar biodostępności w ekosystemach glebowych

Charakterystyka specyficzna dla danego miejsca ma duży wpływ na biodostępność zanieczyszczeń i nie opracowano żadnych znormalizowanych testów. Istnieje jednak szereg testów chemicznych i biologicznych stosowanych do oszacowania biodostępności, w tym bezpośredni pomiar bioakumulacji zanieczyszczeń w dżdżownicach ( Eisenia fetida ). Oszacowania biodostępności można również uzyskać na podstawie chemicznej ekstrakcji gleby w fazie stałej . Modelowanie lotności biodostępności opiera się na rozpuszczalności i podziale związków na fazę wodną i niewodną. Model ten opisuje tendencję rozpuszczania się zanieczyszczeń w roztworze glebowym.