Биодоступность – это определение потенциала химического вещества для проникновения в экологические или антропогенные рецепторы.
Биодоступность влияет на рекультивацию загрязненных земель в двух отношениях:
- Это имеет значение при оценке рисков, связанных с подходом к восстановлению пригодности для использования;
- Биодатчики, как природные, так и ГМО, которые "измеряют" биодоступность, могут быть использованы для мониторинга хода биорекультивации загрязненного участка.
Тем не менее, измерение биодоступности остается труднодостижимым.
Измерение биодоступности
Измерение или даже оценка биодоступности является проблематичным, поскольку на нее влияют многие индивидуальные и взаимодействующие условия, связанные с химией почвы и воды, химией загрязнителей и разделением, и биологическими факторами трансформации.
Более того, процесс "старения" приводит к зависящему от времени снижению биодоступности по мере того, как соединения со временем поглощаются в почве плохо изученными механизмами.
Исследуемые в настоящее время методы измерения биодоступности можно разделить на следующие категории: прямые или косвенные; биологические или химические, хотя, только организмы могут определить, является ли то или иное вещество биологически доступным, поэтому прямые химические методы невозможны.
Прямые биологические методы
Это методы измерения фактического количества химического вещества, поглощаемого организмом, и в конечном счете это может быть наиболее точной мерой биодоступности.
Хотя не все лаборатории способны применять такие методы. Например, определение уровня химических веществ в дождевых червях является относительно дорогостоящим и отнимает много времени.
Однако большая сила этих прямых методов заключается в том, что они объединяют в себе все биотические и абиотические модифицирующие факторы химической биодоступности.
Косвенные биологические методы
Можно наблюдать реакцию на химическое вещество в организме, не измеряя его концентрацию. Возможен целый ряд реакций, таких как летальность, активация ферментов или их ингибирование, репродуктивные эффекты. Они рассматриваются как косвенные биологические методы, поскольку их влияние в организме может быть количественно определено, но концентрация химических веществ остается неизвестной.
Перспективным, новаторским подходом является использование генетически модифицированных микроорганизмов, способных обнаруживать и количественно определять конкретные загрязнители.
Этот тип биосенсора основан на узкоспецифических механизмах генетического контроля, используемых микроорганизмами для обеспечения экспрессии специфических белков только тогда, когда они необходимы, например, для детоксикации конкретного токсичного вещества.
Такие биосенсоры могут быть как высокоспецифичными, так и чувствительными к очень низким концентрациям, и присутствие микробиологической мембраны делает этот подход поистине лучшем методом определения биодоступности.
Однако, существуют ограничения на разработку таких биосенсоров для обнаружения органических загрязнителей, так как зачастую отсутствует необходимая специфика.
Косвенные химические методы
Косвенные химические методы обычно включают извлечение части химического вещества (металлов или органических веществ) из почвы, возможность извлечения определяется самим химическим веществом, характером извлекаемого вещества (веществ) и применяемыми экспериментальными условиями.
Истоки этого подхода лежат в процедурах последовательной экстракции, которые пытаются количественно определить вид токсичных веществ в слабо связанные и сильно связанные с матрицей почвы.
Причем косвенные химические методы часто используют не только для извлечения химического вещества из почвы, но и его дальнейшую переработку. Примером такого метода является переработка фосфора.
Переработка фосфора
Пример переработки фосфора был использован для демонстрации потенциальной роли биотехнологий в сохранении ресурсов.
Предложение фосфора, спрос на который растет в автомобильной промышленности, компьютерном производстве, производстве огнезащитных средств и, возможно, самое главное, в производстве продуктов питания, ограничено.
В настоящее время эти отходы создают серьезные проблемы с загрязнением окружающей среды, например, в результате цветения водорослей. После удаления фосфора из некоторых из этих отходов, остаток может быть использован для производства цемента, где остатки фосфора оказывали бы негативное воздействие.
