La biodisponibilidad , en las ciencias ambientales y del suelo , representa la cantidad de un elemento o compuesto que es accesible a un organismo para su absorción o adsorción a través de su membrana celular . [1] [2] [3] En aplicaciones ambientales y agrícolas, la biodisponibilidad se refiere con mayor frecuencia a la disponibilidad de contaminantes , como contaminantes orgánicos o metales pesados , en los sistemas del suelo y también se utiliza con frecuencia para determinar el riesgo potencial de aplicación de lodos de depuradora en la tierra. u otros materiales de desecho inorgánicos / orgánicos.
Casi exclusivamente, las raíces de las plantas y los organismos del suelo absorben contaminantes que se disuelven en el agua. Por lo tanto, la fracción biodisponible a menudo se compara con la fracción disuelta (acuosa) en estos sistemas. Dependiendo de sus propiedades químicas, un contaminante puede o no encontrarse en la fase acuosa . Los contaminantes orgánicos pueden absorberse o secuestrarse en la materia orgánica a través de interacciones débiles de Van der Waals o mediante enlaces de hidrógeno o covalentes . [4] [5] Los compuestos iónicos , como los metales pesados, pueden precipitarse en la fase sólida. [6] Los compuestos volátiles se pueden perder como aerosoles en la atmósfera del suelo. En estas formas, los contaminantes son relativamente inaccesibles a la absorción microbiana o vegetal y deben disociarse y volverse a disolver en la solución del suelo para que estén disponibles biológicamente.
Factores que influyen en la biodisponibilidad del suelo
La biodisponibilidad es una función de las propiedades del suelo, el tiempo, las condiciones ambientales y las características microbianas y de las plantas [7].
- Las propiedades del suelo, como el pH , la capacidad de intercambio iónico , el contenido de materia orgánica del suelo , la textura y la porosidad influyen en la biodisponibilidad. Debido a que los suelos con mayor intercambio iónico y contenido de materia orgánica ofrecen más oportunidades de adsorción , por lo general presentan una menor biodisponibilidad. [5]
- A medida que aumenta el tiempo de contacto entre el contaminante y el suelo, se observa una disminución de la biodisponibilidad, denominada "envejecimiento", debido a los procesos de difusión y sorción con fracciones minerales y orgánicas del suelo. [5]
- Las condiciones ambientales influyen en la biodisponibilidad. Las condiciones de sequía dan como resultado un menor contenido de agua en el suelo . Esto puede reducir el acceso de plantas y organismos a los contaminantes disueltos, pero también puede mejorar la precipitación de sales de la solución.
Midiendo la biodisponibilidad en los ecosistemas del suelo
Las características específicas del sitio tienen una gran influencia en la biodisponibilidad de los contaminantes y no se han desarrollado pruebas estandarizadas. [7] Sin embargo, hay una serie de pruebas químicas y biológicas que se utilizan para estimar la biodisponibilidad, incluida una medición directa de la bioacumulación de contaminantes en las lombrices de tierra ( Eisenia fetida ). [1] También se pueden obtener estimaciones de biodisponibilidad a partir de extracciones químicas del suelo en fase sólida . [7] El modelo de biodisponibilidad de la fugacidad se basa en la solubilidad y el reparto de los compuestos en fases acuosas y no acuosas. [8] Este modelo describe la tendencia de los contaminantes a disolverse en la solución del suelo.
Referencias
- ^ a b Sociedad americana de ensayos y materiales (ASTM). 1998. Guía estándar para la realización de pruebas de laboratorio de toxicidad del suelo o bioacumulación con la lombriz lumbricida Eisenia foetida . E 1676-97. Filadelfia, PA: ASTM.
- ^ Casarett y Doull. 2001. Toxicología. La ciencia básica de los venenos , sexta edición. CD Klaassen (ed.)
- ^ Semple, KT, Doick, KJ, Jones, KC, Burauel, P., Craven, A., & Harms, H. 2004. Revisión por pares: definir la biodisponibilidad y bioaccesibilidad de suelos y sedimentos contaminados es complicado. Ciencia y tecnología ambientales , 38 (12), 228A-231A. Nueva York: McGraw-Hill.
- ^ Consejo Nacional de Investigación (Estados Unidos). 2003. Comité de Biodisponibilidad de Contaminantes en Suelos y Sedimentos. Biodisponibilidad de contaminantes en suelos y sedimentos: Procesos, herramientas y aplicaciones . Washington, DC: Prensa de las Academias Nacionales.
- ^ a b c Semple, KT, Morris, AWJ y Paton, GI 2003. Biodisponibilidad de contaminantes orgánicos hidrofóbicos en suelos: conceptos y técnicas fundamentales para el análisis. Revista europea de ciencias del suelo , 54 (4), 809-818.
- ^ Traina, SJ y Laperche, V. 1999. Biodisponibilidad de contaminantes en suelos, sedimentos y ambientes acuáticos. Actas de la Academia Nacional de Ciencias 96 (7): 3365-3371.
- ^ a b c Naidu, R. (ed.). 2011. Biodisponibilidad química en entornos terrestres (Vol. 32). Elsevier.
- ^ Mackay, D. y Fraser, A., 2000. Bioacumulación de productos químicos orgánicos persistentes: mecanismos y modelos. Contaminación ambiental , 110 (3), págs. 375-391.