Lexikon

a szennyezőanyag biológiailag hozzáférhető része egy környezeti elemben vagy fázisban, az a mennyiség, amit a környezeti elemet, fázist használó vagy fogyasztó ökoszisztéma-tag vagy ember fel tud venni belégzés, emésztés vagy bőrkontaktus által. Az ökoszisztémában, a felszíni vizekben, üledékekben és a talajban élő élőlények teljes testfelületükkel érintkeznek környezetükkel, így abból közvetlenül is felvehetik a szennyezőanyagokat. A talajlakó állatok a talajlevegőt lélegzik be, közülük sokan talajjal táplálkoznak, az állatok bőre és szőre, a növények savakat termelő gyökerei, a mikroorganizmusok nyálkás tokja, sejtfala vagy membránja közvetlenül érintkezik a talajjal és benne a szennyezőanyag mozgékony frakciójával, így az bekerülhet a szervezetébe. Tovább növeli a kockázatot az, hogy a talajjal közvetlenül érintkező mikoroorganizmusok és növények a talajból történő tápanyagfelvétel intenzifikálására kölcsönhatásba lépnek a talajjal és olyan anyagokat is kioldanak, mobilizálnak, komplexálnak, emulgeálnak, stb. a talajban, ami "magától", csupán a talajnedvesség hatására nem kerülnének át a talajoldatba. Ugyanakkor védekező és szelektáló mechanizmusok is kialakulnak, a talajlakó sejtek és szervezetek egy része fel sem veszi, vagy ha felvette, akkor "veszélyes hulladékként" "izolált lerakóba" helyezi a káros anyagokat, valahol, a szervezetén belül. Ez a táplálékláncra jelent megnövekedett kockázatot.

Meg kell különböztetnünk az anyagjellemzőt, melyet hozzáférhetőségnek, vagy felvehetőségnek neveznek és általában a K_ow oktanol—víz megoszlási hányados alapján becsülnek meg és a valódi felvételt, helyesebbn felvett hányadot, mely a helyi jellegezetességek, valamint a kitett organizmus és a vegyi anyag kölcsönhatásából adódó helyszín-specifikus folyamat, melynek eredménye a felvett, bioakkumulált vagy biomagnifikáción átesett szennyezőanyag koncentráció a szervezetben.

szilárd anyagok, élelmiszerek, hulladékok és a talaj szennyezőanyag-tartalma feltáródik, mobilizálódik, biológiailag hozzáférhetővé válik az emésztés során. Az emésztés által mobilizálódó szennyezőanyag-hányad válik aztán biológiailag elérhetővé, az tudja kifejteni hatását a szervezet/szövetek/sejtek receptorhelyein. Az emésztés során savas feltáródás, különféle emésztő-enzimek pepszin, tripszin, stb. általi feltáródás és az epe általi emulgeálódás a fő szennyezőanyag-mobilizáló folyamatok. Egyes, talajhoz kötött szennyezőanyagok, mint például a PAH-ok kimondottan az emésztés által veszik fel hatékony formájukat, ezért a toxicitási/mutagenitási/teratogenitási teszteknél, a szennyezett talajt az emésztést szimuláló feltárással előkezelik a teszteléshez. A többlépéses enzimes feltárás nagymértékben bonyolítja a tesztelést, ráadásul kb. 100-szoros hígulást eredményez, ezért a kutatás-fejlesztések egyik iránya az emésztéssel történő feltárás egyszerűsített modellezése.

vegyi anyagok környezetben való viselkedésével és hatásával kapcsolatban felmerülő, tápanyagoknál és hatóanyagoknál a hasznosulást, szennyezőanyagoknál a környezeti kockázat mértékét alapvetően meghatározó, kölcsönhatáson alapuló tulajdonság. Egy vegyi anyag hozzáférhetősége megnyilvánulhat a környezet abiotikus és biotikus elemeivel kölcsönhatásban, szennyezőanyagoknál legveszélyesebb módon a víz közvetítésével történő mozgékonyságban és az ökoszisztéma tagjai és az ember általi felvehetőségben. A vegyi anyagok a környezetben eltérő fizikai-kémiai formákban lehetnek jelen, pl. a vas, az alumínium vagy a kálium szilikátok rácsszerkezetébe beépülve hozzáférhetetlen, de ionosan kötve könnyen felvehető, vagy a legtöbb toxikus fém szulfidja hozzáférhetetlen, de szulfáttá oxidálódva vízben oldhatóvá és az élőlényEK számára felvehetővé válik, vagy a policiklikus szénhidrogének a talaj humuszanyagaiba beépülve hozzáférhetetlenek, így ártalmatlanok, de az állatok és az ember emésztőrendszerében hozzáférhetővé válnak, s így kifejthetik mutagén és teratogén hatásukat. Egy vegyi anyag a környezetben mindig csak részlegesen hozzáférhető, ennek okai: fizikai izoláltság, kis fajlagos felület, nagy molekulaméret, immobilis kémiai forma, oldhatatlanság, felületeken kötöttség és a kötés erőssége; másodlagos, ionos, kovalens kötések, élő anyagba beépült forma. Mindezeket befolyásolja a környezet fizikai-kémiai hőmérséklet, pH, redoxpotenciál, nedvességtartalom, szervesanyag-tartalom, stb. és a biológiai állapot bioakkumuláció, raktározás, anyagcsere-átalakulások, biotenzidek és komplexképző anyagok termelése, stb.. A biológiailag hozzáférhető koncentráció meghatározása a környezeti analitika egyik megoldandó feladata. A környezeti minták előkészítése és a kémiai analitikai módszerek egyáltalán nem modellezik a biológiai hozzáférhetőséget. Az aktuálisan ható, hozzáférhető anyagmennyiséggel arányos választ a toxikológiai és ökotoxikológiai vizsgálatok adnak. A vegyi anyag víz számára való hozzáférhetősége elsősorban a kémiai formától és az oxidációs foktól függ, melyeket a környezeti paraméterek módosíthatnak, befolyásolva ezzel az illékonyságot, az oldhatóságot, az szorbeálódó képességet és a megoszlást a környezeti fázisok között. A biológiai hozzáférhetőség meghatározó a tápanyagellátás, a biodegradáció, a bioakkumuláció és a vegyi anyag káros hatásainak szempontjából. biodegradáció során a hozzáférhetőség limitálhatja a bontási folyamat sebességét, ezért a biodegradáción alapuló remediációs technológia részeként a hozzáférhetőséget növelni kell; szerves szennyezőanyagok esetén alkalmazható: megnövelt víztartalom, tenzidek, felületaktív anyagok, ciklodextrin, biotenzideket termelő mikroorganizmusok, komplexképző szerek, komplexképző anyagokat termelő mikroorganizmusok vagy növényi gyökerek, szerves oldószerek, kovalens kötések bontására hidrolízis, a lítikus enzimek. A mozgékonyság növelhető hőmérsékletemeléssel, koncentrációgradiens alkalmazásával vagy kémiai átalakítással: oxidáció, redukció, dehalogénezés, termikus bontás, égetés, pirolízis, stb. szervetlen szennyezőanyagok esetén a hozzáférhetőség növelhető a víztartalom növelésével kioldás, mosás, a pH változtatásával savas mosás, szerves és szervetlen savakat termelő mikroorganizmusok gombák, kénsavbaktériumok és/vagy növény gyökérsavak hasznosításával, a redoxpotenciál változtatásával pl. higanyszulfid hozzáférhetetlen, higanyszulfát hozzáférhető komplexképző szerek pl. EDTA, oldószerkeverékek alkalmazásával, stb. A hozzáférhetőség csökkentésével csökkenthető a szennyezett területek vagy környezeti elemek/fázisok kockázata. Elsősorban az ivóvíz és a receptor szervezetek kockázatának csökkentésére alakultak ki hozzáférhetőséget csökkentő talajremediációs technológiák: a fizikai, a kémiai és a biológiai immobilizáció, stabilizáció.