Экополлютанты. Персистирование. Абиотическая трансформация. Биотическая трансформация. Процессы элиминации, не связанные с разрушением.
Экополлютанты. Химические вещества, накапливающиеся в среде в несвойственных ей количествах и являющиеся причиной изменения естественного ксенобиотического профиля, выступают в качестве экополлютантов. Изменение ксенобиотического профиля может явиться следствием избыточного накопления в среде одного или многих экополлютантов. Одна из сложнейших практических задач экотоксикологии - определение количественных параметров, при которых экополлютант трансформируется в экотоксикант. При её решении необходимо учитывать, что в реальных условиях на биоценоз действует весь ксенобиотический профиль среды, модифицируя при этом биологическую активность отдельного поллютанта. Поэтому в разных регионах (разные ксенобиотические профили, различные биоценозы) количественные параметры трансформации поллютанта в экотоксикант строго говоря различны.
К числу природных источников биодоступных ксенобиотиков относятся: переносимые ветром частицы пыли, аэрозоль морской соли, вулканическая деятельность, лесные пожары, биогенные частицы, биогенные летучие вещества. Другим источником ксенобиотиков в среде, значение которого неуклонно возрастает, является деятельность человека.
Персистирование. Многочисленные абиотические (происходящие без участия живых организмов) и биотические (с участием) процессы в ос, направлены на элиминацию (удаление) экополлютантов. Многие ксенобиотики, попав в воздух, почву, воду приносят минимальный вред экосистемам, поскольку время их воздействия ничтожно мало. Вещества, оказывающиеся резистентными к процессам разрушения, и, вследствие этого, длительно персистирующие в ос, как правило, являются потенциально опасными экотоксикантами. Постоянный выброс в ос персистирующих поллютантов приводит к их накоплению, превращению в экотоксиканты для наиболее уязвимого (чувствительного) звена биосистемы. После прекращения выброса персистирующего токсиканта он еще длительное время сохраняется в среде. К числу веществ, длительно персистирующих в ос, относятся тяжелые металлы, углеводороды, некоторые хлорорганические пестициды.
Абиотическая трансформация. На стойкость вещества в ос влияет большое количество процессов. Основными являются фотолиз (разрушение под влиянием света), гидролиз, окисление.
Фотолиз.Свет, особенно у/ф лучи, способен разрушать химические связи и, тем самым, вызывать деградацию хим веществ. Фотолиз проходит г. о. в атмосфере и на поверхности почвы и воды. Скорость фотолиза зависит от интенсивности света и способности вещества его поглощать. Ненасыщенные ароматические соединения (ПАУ) наиболее чувствительны к фотолизу, т.к. активно поглощают энергию света. Свет ускоряет и др. процессы деградации веществ: гидролиз и окисление. Гидролиз.Вода, особенно при нагревании, быстро разрушает многие вещества. Эфирные связи, например, в молекулах фосфорорганических соединений, высокочувствительны к действию воды, чем определяется умеренная стойкость этих соединений в окружающей среде. Скорость гидролиза сильно зависит от рН.
Биотическая трансформация. Абиотическое разрушение химических веществ обычно проходит с малой скоростью. Значительно быстрее деградируют ксенобиотики при участии биоты, особенно микроорганизмов. Процесс биотического разрушения идет при участии энзимов. В основе биопревращений веществ лежат процессы окисления, гидролиза, дегалогенирования, расщепления циклических структур молекулы, деалкилирование и т.д. Деградация соединения может завершаться его полным разрушением, т.е. минерализацией. Однако возможно образование промежуточных продуктов биотрансформации веществ, обладающих порой более высокой токсичностью, чем исходный агент.
Процессы элиминации, не связанные с разрушением Некоторые процессы, происходящие в ос, способствуют элиминации ксенобиотиков из региона, изменяя их распределение в компонентах среды. 1) Загрязнитель с высоким значением давления пара может легко испаряться из воды и почвы, а затем перемещаться в другие регионы с током воздуха. (летучие хлорорганические инсектициды); 2)Перемещение ветром и атмосферными течениями частиц токсикантов или почвы, на которых адсорбированы вещества, также важный путь перераспределения поллютантов в ос. (ПАУ);
3)Сорбция веществ на взвешенных частицах в воде, с последующим осаждением приводит к их элиминации из толщи воды, но накоплению в донных отложениях. Осаждение резко снижает биодоступность загрязнителя.
Перераспределению водо-растворимых веществ способствуют дожди и движение грунтовых вод.